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JPH06100724B2 - Microscope illumination optics - Google Patents
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JPH06100724B2 - Microscope illumination optics - Google Patents

Microscope illumination optics

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JPH06100724B2
JPH06100724B2 JP16747688A JP16747688A JPH06100724B2 JP H06100724 B2 JPH06100724 B2 JP H06100724B2 JP 16747688 A JP16747688 A JP 16747688A JP 16747688 A JP16747688 A JP 16747688A JP H06100724 B2 JPH06100724 B2 JP H06100724B2
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JP
Japan
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lens
optical system
microscope
light source
illumination
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尚久 林
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は顕微鏡の試料を照明するためのテレセントリ
ック照明光学系、特に顕微鏡の拡大倍率に対応させて照
明領域を変え得る照明光学系に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a telecentric illumination optical system for illuminating a sample of a microscope, and more particularly to an illumination optical system capable of changing an illumination area corresponding to a magnification of a microscope. is there.

《従来の技術》 この種の照明光学系としては、従来より例えば第10図〜
第12図に示すものが知られている(特開昭56-165111号
公報)。
<< Prior Art >> As an illumination optical system of this type, as shown in FIG.
The one shown in FIG. 12 is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-165111).

それは、光源S側より順次コレクターレンズLAと複数の
レンズLB1・LB2からなるリレーレンズLBと、コンデンサ
レンズLCとを配置して顕微鏡の被照射面Pに対してテレ
セントリックなケラー照明系を構成し、リレーレンズLB
を構成する各レンズLB1・LB2を光軸に沿つて相対移動さ
せることにより、顕微鏡の拡大倍率に対応させて被照射
面Pの照明領域PAを変更可能に構成したものである。
This is a Keller illumination telecentric to the irradiation surface P of the microscope by arranging a condenser lens L C and a relay lens L B consisting of a collector lens L A and a plurality of lenses L B1 and L B2 sequentially from the light source S side. System, relay lens L B
By displacing each of the lenses L B1 and L B2 constituting the above along the optical axis, the illumination area P A of the irradiated surface P can be changed according to the magnification of the microscope.

なお、第10図は顕微鏡の拡大倍率が高い場合、第11図は
拡大倍率が中間の場合、第12図は拡大倍率が低い場合を
示し、それぞれ照明領域PAが変化している状態を示して
いる。
It should be noted that FIG. 10 shows a case where the magnification of the microscope is high, FIG. 11 shows a case where the magnification is intermediate, and FIG. 12 shows a case where the magnification is low, showing the state where the illumination area P A changes. ing.

《発明が解決しようとする課題》 上記従来例のものは、リレーレンズLBがそれぞれ光軸に
沿つて相対移動可能な収斂性レンズLB1と発散性レンズL
B2とによつて構成されており、光源Sの像S1を収斂性レ
ンズLB1とコンデンサーレンズLCとの間に形成するよう
にしているため、次のような問題点が指摘される。
<< Problems to be Solved by the Invention >> In the above-mentioned conventional example, the relay lens L B has a convergent lens L B1 and a divergent lens L B that are relatively movable along the optical axis.
B2 and Manzanillo One and is configured, for an image S 1 of the light source S so that formed between the convergent lens L B1 and the condenser lens L C, the following problems are pointed out.

イ.瞳位置を固定した状態でズーミングすることができ
るようにはなつていない。このため、例えば拡大倍率が
高培率の場合(第10図)に完全なケラー照明が成立した
としても、他の低倍率の場合(第11図、第12図)には、
ケラー照明が崩れた状態になる。
I. It does not allow zooming with the pupil position fixed. Therefore, for example, even if perfect Keller lighting is established when the magnification is high (Fig. 10), other low magnifications (Figs. 11 and 12)
The Keller lighting is broken.

ロ.また、リレーレンズLBのズーミングに伴つて光源像
S1の位置が変動するため、光源像の位置に開口絞りを配
置しようとしても無理があり、強いて配置しようとすれ
ば、構造が複雑となり、コスト高を招く。
B. Moreover, accompanied connexion light source image on the zooming relay lens L B
Since the position of S 1 fluctuates, it is not possible to place the aperture stop at the position of the light source image, and if it is forcibly placed, the structure becomes complicated and the cost increases.

ハ.一般に光源の配光強度は出射角により異なるため、
光源の有効面積が一定であるならば、光源から出射する
光束の取込み角2θは小さい方が望ましい。殊にいわゆ
る落射照明系にあつては対物レンズの入射瞳が設定倍率
によつて高倍になるほど通常は小さくなることから、光
源の有効利用可能な面積も高倍になるほど小さくなる
が、上記取込み角が小さくなつても光源の利用面積を大
きくできれば、それだけ光量の有効利用を図ることがで
きる。しかるに上記従来例のものはこのような配慮がさ
れていない。
C. Generally, the light distribution intensity of the light source depends on the exit angle,
If the effective area of the light source is constant, it is desirable that the acceptance angle 2θ of the light flux emitted from the light source is small. Especially in a so-called epi-illumination system, since the entrance pupil of the objective lens usually becomes smaller as the magnification becomes higher, the effective usable area of the light source also becomes smaller as the magnification becomes higher. If the area of use of the light source can be increased even if the size is reduced, the amount of light can be effectively used. However, the above-mentioned conventional example does not take such a consideration.

本発明は上記イ.ロ.ハに記載した事項を、解決すべき
技術課題とする。
The present invention is based on the above a. B. The items described in C are the technical issues to be solved.

《課題を解決するための手段》 本発明は上記課題を解決するものであつて、以下のよう
に構成される。
<< Means for Solving the Problems >> The present invention is to solve the above problems and is configured as follows.

即ち、光源側より順次コレクターレンズと、リレーレン
ズと、コンデサレンズとを配置して、顕微鏡の被照射面
に対してテレセントリックなケラー照明系を構成し、リ
レーレンズを構成する複数のレンズを相対移動させるこ
とにより、顕微鏡の拡大倍率に対応させて被照射面の照
明領域を変更可能に構成した顕微鏡の照明光学系におい
て、コレクターレンズを出射側にテレセントリックな光
学系で構成するとともに、リレーレンズを入射側及び出
射側にテレセントリックで、かつ変倍可能な光学系で構
成したことを特徴とするものである。
That is, a collector lens, a relay lens, and a condenser lens are sequentially arranged from the light source side to form a telecentric Keller illumination system with respect to the illuminated surface of the microscope, and a plurality of lenses forming the relay lens are moved relative to each other. In this way, in the illumination optical system of the microscope in which the illumination area of the illuminated surface can be changed according to the magnification of the microscope, the collector lens is configured with a telecentric optical system on the exit side and the relay lens is incident. It is characterized in that the optical system is telecentric on the light emitting side and the light emitting side and is variable in magnification.

《作用》 本発明では、リレーレンズが入射側及び出射側にテレセ
ントリックな関係を維持した状態でズーミングによる変
倍が可能に構成されていることから、リレーレンズの前
方及び後方に形成される光源像の位置は移動しない。
<< Operation >> In the present invention, since the relay lens is configured to be capable of zooming with zooming while maintaining a telecentric relationship on the incident side and the exit side, light source images formed in front of and behind the relay lens. The position of does not move.

つまり、リレーレンズをズーミングしても顕微鏡の被照
射面に対して、テレセントリックで、かつ完全なケラー
照明系が維持されることになる。
That is, even if the relay lens is zoomed, a telecentric and complete Keller illumination system is maintained with respect to the illuminated surface of the microscope.

また、いわゆる落射照明系のように、拡大倍率によつて
対物レンズの入射瞳の大きさが変化することが一般的な
場合において、限られた条件下ではあるが、リレーレン
ズをズーミングすることによつて光源から出射する光束
の取込み角を小さく、かつ光源の有効利用面積を大きく
設定して光量の有効利用をはかることができる。
Further, in a general case where the size of the entrance pupil of the objective lens changes depending on the magnification, as in a so-called epi-illumination system, it is possible to zoom the relay lens under limited conditions. Therefore, it is possible to make effective use of the light quantity by setting a small capture angle of the light flux emitted from the light source and setting a large effective use area of the light source.

《実施例》 以下、図面により本発明の実施例を説明する。<Example> An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図〜第3図は本発明に係る照明光学系を模式的に示
す図であり、第1図は顕微鏡(図示せず)の拡大倍率が
高い場合、第2図は拡大倍率が中間の場合、第3図は拡
大倍率が低い場合を示している。
1 to 3 are diagrams schematically showing an illumination optical system according to the present invention. FIG. 1 shows a case where a microscope (not shown) has a high magnification ratio, and FIG. 2 shows an intermediate magnification ratio. In this case, FIG. 3 shows the case where the enlargement ratio is low.

この照明光学系は、光源S側より順次コレクターレンズ
LAと、リレーレンズLBと、コンデンサーレンズLCとを配
置して顕微鏡の被照射面(試料載置面)Pに対してテレ
セントリックなケラー照明系を構成し、リレーレンズLB
を構成する複数のレンズLB1〜LBNを光軸Zに沿つて相対
移動させることにより、顕微鏡の拡大倍率に対応させて
被照射面Pの照明領域PAを変更し得るように構成されて
いる。
This illumination optical system is a collector lens sequentially from the light source S side.
L A , a relay lens L B, and a condenser lens L C are arranged to form a telecentric Keller illumination system with respect to the irradiation surface (sample mounting surface) P of the microscope, and the relay lens L B
By relatively moving the plurality of lenses L B1 to L BN constituting the lens along the optical axis Z, the illumination area P A of the irradiation surface P can be changed according to the magnification of the microscope. There is.

上記コレクターレンズLAは2群の収斂性レンズLA1・LA2
から成り、出射側にテレセントリックな光学系を構成す
るように配置されている。
The above-mentioned collector lens L A is the two groups of convergent lenses L A1 and L A2.
And is arranged so as to form a telecentric optical system on the exit side.

リレーレンズLBは後述するように複数のレンズLB1〜LBN
を光軸Zに沿つて相対移動可能に配置し、入射側及び出
射側にテレセントリックな光学系をなすように構成され
ている。即ち、所定位置に形成された上記2次光源側S1
の像(3次光源像)S2は所定位置に形成される。
The relay lens L B is composed of a plurality of lenses L B1 to L BN as described later.
Are arranged so as to be relatively movable along the optical axis Z, and are configured to form a telecentric optical system on the incident side and the emitting side. That is, the secondary light source side S 1 formed at a predetermined position
Image (third light source image) S 2 is formed at a predetermined position.

コンデンサーレンズLCは収斂性レンズから成り、このコ
ンデンサーレンズLCの光源側焦点位置に上記3次光源像
S2が形成れ、試料側焦点位置に被照射面Pが配置されて
いる。
The condenser lens L C is composed of a converging lens, and the above-mentioned third light source image is formed at the focus position on the light source side of the condenser lens L C.
S 2 is formed, and the irradiated surface P is arranged at the focal point on the sample side.

なお、第1図〜第3図中符号Q1は視野絞り、Q2は開口絞
り、Q3はコンデンサーレンズLCの入射瞳に相当する絞り
である。
1 to 3, reference numeral Q 1 is a field stop, Q 2 is an aperture stop, and Q 3 is a stop corresponding to the entrance pupil of the condenser lens L C.

上記実施例では、リレーレンズLBが入射側及び出射側に
テレセントリックな光学系を維持したまま、ズーミング
による変倍が可能であり、リレーレンズLBの前方及び後
方焦点位置に形成される各光源像S1・S2の位置は移動せ
ず、顕微鏡の被照射面Pに対して常に完全なケラー照明
系が維持されることになる。なお、照明領域PAの大きさ
に対応して、光源Sの有効利用域SAも変化する。
In the above embodiment, the relay lens L B is capable of zooming by zooming while maintaining the telecentric optical system on the entrance side and the exit side, and each light source formed at the front and rear focal positions of the relay lens L B. The positions of the images S 1 and S 2 do not move, and a perfect Keller illumination system is always maintained with respect to the irradiation surface P of the microscope. The effective use area S A of the light source S also changes according to the size of the illumination area P A.

また、前記各光源像S1・S2の位置が変動しないので視野
絞りQ1や開口絞りQ2、コンデンサーレンズLCの入射瞳に
相当する絞りQ3は常に固定配置のままでよく、可動式の
ものに比べてそれだけ構造が簡素化できる。
Further, since the positions of the light source images S 1 and S 2 do not change, the field stop Q 1 , the aperture stop Q 2 , and the stop Q 3 corresponding to the entrance pupil of the condenser lens L C may always be fixed and movable. The structure can be simplified as compared with the expression type.

第4図は、上記照射光学系をいわゆる落射照明方式に用
いた場合を示す模式図である。この図において、第1図
に示したものと同一の構成要素については同一の符号を
用いて示し、その説明を省略する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a case where the irradiation optical system is used in a so-called epi-illumination system. In this figure, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第4図において、符号1は顕微鏡全体を示し、符号2は
照明用光学系全体を示す。この顕微鏡1は、対物レンズ
L1と、結像レンズL2とから成り、対物レンズL1の、光源
側から見て後側焦点位置に測定対象物である試料の被照
射面Pを配置し、結像レンズL2の、試料側から見て後側
焦点位置に像面P′を配置して構成されている。
In FIG. 4, reference numeral 1 indicates the entire microscope, and reference numeral 2 indicates the entire illumination optical system. This microscope 1 has an objective lens
And L 1, consists imaging lens L 2 Prefecture, the objective lens L 1, an irradiated plane P of the sample that is the measuring object on the rear focal position as viewed from the light source side is disposed, the imaging lens L 2 , The image plane P ′ is arranged at the rear focal point when viewed from the sample side.

そして、対物レンズL1と結像レンズL2との間に配置され
たハーフミラーMを介してリレーレンズLBから出射され
る光束を顕微鏡1内に取り込み、対物レンズL1を介して
被照射面Pを照明するように構成されている。
Then, the light flux emitted from the relay lens L B is taken into the microscope 1 via the half mirror M arranged between the objective lens L 1 and the imaging lens L 2, and is irradiated via the objective lens L 1. It is configured to illuminate the plane P.

即ち、この場合、照明光学系2のコンデンサレンズLC
顕微鏡1の対物レンズL1を兼用している。
That is, in this case, the condenser lens L C of the illumination optical system 2 also serves as the objective lens L 1 of the microscope 1.

第5図〜第7図は上記照明用光学系2において、対物レ
ンズL1を低培率用のものから高倍率用のものに切換えた
場合において、リレーレンズLBが奏する作用を説明する
ための模式図である。
FIGS. 5 to 7 are for explaining the action of the relay lens L B when the objective lens L 1 in the illumination optical system 2 is switched from the one for low cultivation rate to the one for high magnification. FIG.

第5図は前記第1図と同様、顕微鏡1の拡大倍率が高い
場合を示している。即ち、対物レンズL1を低倍用のもの
から高倍用のものへ切換えたとき、両対物レンズ間で入
射瞳Q3の大きさが同一である場合を想定した図である。
Similar to FIG. 1, FIG. 5 shows a case where the magnification of the microscope 1 is high. That is, when the objective lens L 1 is switched from the low-magnification one to the high-magnification one, the size of the entrance pupil Q 3 is the same between the both objective lenses.

第6図は、上記同様、対物レンズL1を低倍用のものから
高倍用のものへ切換えたとき、一般には対物レンズL1
入射瞳Q3も小さくなることから、光源Sの有効利用域SA
も小さくなることを示す図である。
Similarly to the above, FIG. 6 shows that, when the objective lens L 1 is switched from the low-magnification one to the high-magnification one , the entrance pupil Q 3 of the objective lens L 1 also generally becomes small. Area S A
It is a figure which shows that also becomes small.

第7図は、第6図において、リレーレンズLBをズーミン
グすることにより、光源Sの有効利用域SAを大きく、か
つ光源Sからの光速の取込角2θを小さくできることを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing that, by zooming the relay lens L B in FIG. 6, the effective use area S A of the light source S can be increased and the angle of light capture 2θ from the light source S can be reduced. .

このことは、光源Sの配光強度が実際には均一でない場
合を想定したとき、有効利用域SAが大きく、取込角2θ
が小さくなれば、その分だけ実質上光量が増えることを
意味する。
This means that assuming that the light distribution intensity of the light source S is not actually uniform, the effective use area S A is large and the capture angle 2θ is large.
The smaller the value of, the more the amount of light actually increases.

また、光源Sを変更するような場合において、その光源
Sの大きさをSAを被照射面Pの必要な照明領域PAに適合
させるような最適条件で照明系を構成し得ることを意味
する。
In addition, when the light source S is changed, it means that the illumination system can be configured under optimum conditions such that the size of the light source S matches S A with the required illumination area P A of the illuminated surface P. To do.

実際にそのようなリレーレンズLBを実現することは可能
であり、以下、そのようなリレーレンズLBの一例につい
て説明する。
To actually realize such a relay lens L B is possible, the following describes an example of such a relay lens L B.

第8図は、本照明光学系に使用されるリレーレンズLB
原理を説明するための概要図であり、ここでは説明を簡
単にするため単レンズを使用している。図示する如く、
第1、2、3レンズLB1,LB2,LB3の焦点距離をそれぞれ1
00、各レンズ間隔をそれぞれ100とし、第1レンズLB1
前方50に物体を置いた場合を想定すると、第3レンズL
B3の後方50の位置に像が結像され、その結像倍率は1と
なる。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the principle of the relay lens L B used in the present illumination optical system, and a single lens is used here for the sake of simplicity. As shown,
Set the focal lengths of the first, second and third lenses L B1 , L B2 and L B3 to 1 respectively.
Assuming that an object is placed 50 in front of the first lens L B1 with 00 and each lens interval being 100, the third lens L
An image is formed at a position 50 behind B3 , and the image forming magnification is 1.

今、第8図破線で示す如く第2レンズLB2を光軸上で後
方(第3レンズLB3方向)に10移動した場合、第1およ
び第2レンズの合成後側焦点位置は第1レンズ側に1.1
だけ移動する。したがつて、完全なテレセントリック光
学系を保つためには第3レンズLB3を前方に1.1移動する
必要があるが、その移動量は、第3レンズのLB3焦点距
離と比較するとわずか1%程度にすぎないため、第3レ
ンズLB3を固定したままの状態でも実用上テレセントリ
ック光学系と考えても支障は生じない。また、この場合
物体の位置が同じ位置とすれば、像位置の変化は+0.22
6となるが、この値はレンズの収差量とほぼ同程度であ
り、レンズの明るさにもよるが、無視できるオーダであ
る。
Now, when the second lens L B2 is moved backward (on the direction of the third lens L B3 ) 10 on the optical axis as shown by the broken line in FIG. 8, the combined rear-side focal position of the first and second lenses is the first lens. 1.1 to the side
Just move. Therefore, in order to maintain a perfect telecentric optical system, it is necessary to move the third lens L B3 1.1 forward, but the amount of movement is only about 1% compared with the focal length of the third lens L B3. However, there is no problem even if the third lens L B3 is fixed and is considered as a telecentric optical system in practice. In this case, if the object positions are the same, the change in image position is +0.22
The value is 6, which is almost the same as the amount of aberration of the lens, and can be ignored, although it depends on the brightness of the lens.

なお、この場合第1および第2レンズの合成焦点距離は
111.1となり、結像倍率は0.9となる。
In this case, the combined focal length of the first and second lenses is
It becomes 111.1 and the imaging magnification becomes 0.9.

逆に、第2レンズLB2を光軸上で第1図実線の位置より
前方(第1レンズLB1の方向)に10移動した場合、第1
および第2レンズの合成焦点距離は90.909となり、結増
倍率は1.1となり、第2レンズLB2の前後10の移動で、1.
22の倍率変化が可能となる。上記した原理説明では、図
示、説明を簡単にするため、第1、第2、第3の各レン
ズを単レンズとしたが、実際にはそれぞれ複数枚のレン
ズで第1群レンズ、第2群レンズ、第3群レンズとして
構成される。例えば第1群(各主点:H11、H12)および
第3群レンズ(各主点:H31、H32)がそれぞれ球面収差
をもつている場合には光軸に平行に入射した光線が焦点
位置を通らず、そのため第9図に示す如く、焦点位置に
球面収差量ΔS(ΔS1、ΔS2)を加算した位置を第2群
レンズの各主点H21、H22と一致させる必要がある。な
お、球面収差量ΔSの値は、第1群および第3群レンズ
の構成によつて正になる場合と負になる場合がある。
On the contrary, if the second lens L B2 is moved 10 points forward (in the direction of the first lens L B1 ) on the optical axis from the position shown by the solid line in FIG.
And the combined focal length of the second lens is 90.909, the multiplication factor is 1.1, and the movement of the second lens L B2 10 before and after, 1.
22 magnification changes are possible. In the above description of the principle, the first, second, and third lenses are single lenses in order to simplify the illustration and description, but in reality, each of the first group lens and the second group is composed of a plurality of lenses. The lens is configured as a third lens group. For example, if the first lens group (each principal point: H 11 , H 12 ) and the third lens group (each principal point: H 31 , H 32 ) each have spherical aberration, the rays incident parallel to the optical axis Does not pass through the focal position, so that as shown in FIG. 9, the position where the spherical aberration amount ΔS (ΔS 1 , ΔS 2 ) is added to the focal position is made to coincide with the principal points H 21 and H 22 of the second lens group. There is a need. The value of the spherical aberration amount ΔS may be positive or negative depending on the configuration of the first and third lens groups.

即ち、上記リレーレンズLBは次の如く構成される。正の
焦点距離を有する3群のレンズから成り、物体側から見
た第1群レンズLB1の後側焦点位置と第3群レンズLB3
前側焦点位置とをほぼ合致させて配置し、両群レンズL
B1,LB2の焦点合致位置近傍に第2群レンズLB2を光軸Z
に沿つて移動可能に配置構成したものである。
That is, the relay lens L B is configured as follows. It is composed of three lens groups having a positive focal length, and the rear focus position of the first lens unit L B1 and the front focus position of the third lens unit L B3 viewed from the object side are arranged so as to substantially match each other. Group lens L
The second group lens L B2 is provided with an optical axis Z in the vicinity of the focal point of B1 and L B2.
It is arranged so that it can move along.

第2群レンズを移動すると、第1群および第2群レンズ
の合成焦点位置が変動するため、テレセントリック光学
系の特性を保つためには、その変動量に対応して第3群
レンズを移動し、その前側焦点位置を第1群レンズと第
2群レンズの合成焦点位置と一致させる必要がある。し
かしながら、第3群のレンズの各焦点距離を適切に選択
することにより、第2群レンズの移動が小さい場合、第
1群および第2群レンズの合成焦点位置の変動量は極め
て微量に保つことができ、第3群レンズを固定しておい
てもほぼテレセントリック光学系を保持することが可能
である。
When the second lens group is moved, the combined focal position of the first lens group and the second lens group changes. Therefore, in order to maintain the characteristics of the telecentric optical system, the third lens group should be moved in accordance with the amount of change. It is necessary to make the front focus position coincide with the combined focus position of the first lens group and the second lens group. However, by appropriately selecting the focal lengths of the lenses of the third lens group, when the movement of the second lens group is small, the amount of variation in the combined focal position of the first lens group and the second lens group should be kept extremely small. Therefore, even if the third lens group is fixed, the telecentric optical system can be almost held.

また、結増倍率を大きく変化させるためには、第2群レ
ンズの移動量を大きくとる必要がある。この場合、第1
群および第2群レンズの合成焦点位置の変動も大きくな
るため、その変動量に応じて第3群レンズを移動し、そ
の前側焦点位置を第1群レンズと第2群レンズの合成焦
点位置に一致させる必要がある。かかる如く構成すれば
テレセントリック結像光学系が保持されるため、大きく
変化させた結像倍率は物体距離を変化させても維持され
たまま変化しない。
Further, in order to change the multiplication factor greatly, it is necessary to increase the movement amount of the second lens group. In this case, the first
Since the variation of the combined focal point position of the group and the second group lens also becomes large, the third group lens is moved according to the variation amount, and the front side focal position thereof is set to the combined focal point position of the first group lens and the second group lens. Must match. With such a configuration, the telecentric imaging optical system is held, so that the imaging magnification that has been greatly changed does not change while being maintained even if the object distance is changed.

《発明の効果》 以上の説明で明らかなように、本発明による照明光学系
によれば次のような効果を奏する。
<< Effects of the Invention >> As is clear from the above description, the illumination optical system according to the present invention has the following effects.

イ.リレーレンズが入射側及び出射側にテレセントリッ
クな光学系を維持したままでズーミングによる変倍が可
能に構成されることから、リレーレンズの前方及び後方
に形成される光源像の位置は固定したままでよい。
I. Since the relay lens is configured to be able to perform zooming by zooming while maintaining the telecentric optical system on the entrance side and the exit side, the positions of the light source images formed in front of and behind the relay lens remain fixed. Good.

これにより、顕微鏡の拡大倍率を変化させる場合に、被
照射面に対して常にテレセントリックでかつ完全なケラ
ー照明系を維持することができる。
As a result, when changing the magnification of the microscope, it is possible to always maintain a perfect Keller illumination system that is telecentric with respect to the illuminated surface.

ロ.また、光源像の位置が移動しないので、そこへ開口
絞り等を配置した場合、常に固定配置のままでよく、可
動式のものに比べて、構造が簡素化でき、それだけ安価
に実施できる。
B. Further, since the position of the light source image does not move, when the aperture stop or the like is arranged there, the position may be always fixed, and the structure can be simplified and the cost can be reduced as compared with the movable type.

ハ.さらに、落射照明系のように、拡大倍率によつて対
物レンズの入射瞳の大きさが変化する場合において、リ
レーレンズをズーミングすることによつて、光源からの
出射光束の取込み角を小さく、光源の有効利用面積を大
きく設定し得るので、その分だけ実質上光量が増える。
C. Further, in the case where the size of the entrance pupil of the objective lens changes depending on the magnifying power as in the epi-illumination system, by zooming the relay lens, the acceptance angle of the light flux emitted from the light source can be made smaller. Since the effective use area of can be set large, the amount of light substantially increases accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第3図は本発明に係る照明光学系に関し、第1
図は顕微鏡の拡大倍率が高い場合、第2図は拡大倍率が
中間の場合、第3図は拡大倍率が低い場合にそれぞれ対
応する照明光学系の模式図、第4図は上記照明光学系を
落射照明方式に用いた場合を示す模式図、第5図〜第7
図はそれぞれ上記落射照明光学系において、リレーレン
ズの作用を説明するための模式図、第8図は本照明光学
系のリレーレンズの原理を説明するための概要図、第9
図は第8図において球面収差を考慮した場合を示す原理
図、第10図〜第12図は従来の照明光学系に関し、それぞ
れ第1図〜第3図に相当する模式図である。 S……光源、LA……コレクターレンズ、 LB……リレーレンズ、LC……コンデンサーレンズ、L1
…対物レンズ、P……被照射面、 PA……被照射面の照明領域。
1 to 3 relate to an illumination optical system according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram of an illumination optical system corresponding to the case where the magnification of the microscope is high, FIG. 2 is a case where the magnification is intermediate, and FIG. 3 is a diagram of the illumination optical system corresponding to the case where the magnification is low. Schematic diagrams showing the case of using the epi-illumination method, FIGS. 5 to 7
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the action of a relay lens in each of the above-mentioned epi-illumination optical systems, and FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the principle of the relay lens of the present illumination optical system.
FIG. 8 is a principle diagram showing a case where spherical aberration is taken into consideration in FIG. 8, and FIGS. 10 to 12 are schematic diagrams corresponding to FIGS. 1 to 3 related to a conventional illumination optical system. S: Light source, L A: collector lens, L B: relay lens, L C: condenser lens, L 1
… Objective lens, P… Irradiated surface, P A … Illuminated area of illuminated surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源側より順次コレクターレンズと、リレ
ーレンズと、コンデサレンズとを配置して、顕微鏡の被
照射面に対してテレセントリックなケラー照明系を構成
し、リレーレンズを構成する複数のレンズを相対移動さ
せることにより、顕微鏡の拡大倍率に対応させて被照射
面の照明領域を変更可能に構成した顕微鏡の照明光学系
において、 コレクターレンズを出射側にテレセントリックな光学系
で構成するとともに、リレーレンズを入射側及び出射側
にテレセントリックで、かつ変倍可能な光学系で構成し
たことを特徴とする顕微鏡の照明光学系
1. A plurality of lenses forming a relay lens by arranging a collector lens, a relay lens, and a condenser lens in order from the light source side to form a telecentric Keller illumination system with respect to an irradiation surface of a microscope. In the illumination optical system of the microscope, which is configured to change the illumination area of the illuminated surface according to the magnification of the microscope, the collector lens is composed of a telecentric optical system on the output side and the relay is Illumination optical system for a microscope, characterized in that the lens is composed of an optical system that is telecentric on the incident side and the outgoing side and is capable of zooming.
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