顕微鏡装置
【課題】単一の撮像素子を用いて、試料の像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】対物レンズ８により集光された試料Ｓからの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系９ａおよび第２の像として結像させる第２の結像光学系９ｂと、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの焦点位置に配置され、第１の像が結像される第１の撮像領域Ｒ１と第２の像が結像される第２の撮像領域Ｒ２とを有する撮像素子１０とを備える顕微鏡装置１を提供する。
【解決手段】対物レンズ８により集光された試料Ｓからの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系９ａおよび第２の像として結像させる第２の結像光学系９ｂと、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの焦点位置に配置され、第１の像が結像される第１の撮像領域Ｒ１と第２の像が結像される第２の撮像領域Ｒ２とを有する撮像素子１０とを備える顕微鏡装置１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料の像を視差のある２つの像として撮像する撮像素子を備える顕微鏡装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特許文献１に記載された顕微鏡装置は、互いに視差のある２つの試料の像を２つの撮像素子の撮像面にそれぞれ結像させるものである。
【０００３】
また、特許文献２に記載された顕微鏡装置は、互いに視差のある２つの試料の像を単一の撮像素子の同一領域に結像させるものである。特許文献２に記載された顕微鏡装置は、２つの試料の像を結像させるための２つの結像光学系のそれぞれに独立して動作可能なシャッタ機構を設け、２つの結像光学系のいずれか一方の光路を時分割に遮断することで、単一の撮像素子を用いて互いに視差のある２つの試料の像を撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５１９１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された顕微鏡装置は、試料の像を視差のある２つの像として撮像するために２つの撮像素子が必要であり、装置の製造コストが高くなるという問題がある。
また、特許文献２に記載された顕微鏡装置は、視差のある２つの像を時分割で撮像するので、同時に２つの像を得ることができない。そして、例えば、視差のある２つの像を表示装置に同時に表示するには、時分割で撮像された２つの像を適宜組み合わせて表示させるための構成が必要となる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、単一の撮像素子を用いて、試料の像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系と、前記第１の結像光学系とは異なる光軸を有し、前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第２の像として結像させる第２の結像光学系と、前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系の焦点位置に配置され、前記第１の像が結像される第１の撮像領域と前記第２の像が結像される第２の撮像領域とを有する撮像素子とを備える顕微鏡装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、互いに異なる光軸を有する第１の結像光学系および第２の結像光学系の焦点位置に撮像素子が配置され、第１の結像光学系が撮像素子の第１の撮像領域に第１の像を結像させ、第２の結像光学系が撮像素子の第２の撮像領域に第２の像を結像させ、撮像された第１の像および第２の像がそれぞれ取得される。従って、単一の撮像素子を用いて、試料の像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置を提供することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、光源から発せられた照明光を前記試料に照射する照明光学系を備え、該照明光学系が、前記光源から発せられた前記照明光を集光するコレクタレンズと、前記コレクタレンズにより集光される光の光束径を制限する視野絞りと、該視野絞りにより光束径が制限された光を前記試料が載置された試料面に照射するコンデンサレンズとを有し、以下の条件式を満たすような構成の顕微鏡装置が好ましい。
Ａ×β＜Ｃ （１）
Ａ×β＋Ｃ＜Ｄ （２）
ここで、
Ａ：前記照明光の前記試料面における照明範囲、
β：前記顕微鏡装置の総合倍率、
Ｃ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離、
Ｄ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸とに直交する方向における前記撮像素子の撮像領域の全幅
である。
【００１０】
このようにすることで、第１の撮像領域と第２の撮像領域Ｒ２とが重複してクロストークが発生することを防止しつつ、第１の撮像領域と第２の撮像領域とを第１の結像光学系の光軸と第２の結像光学系の光軸とに直交する方向における撮像素子の撮像領域の全幅に収めることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系を一組の結像光学系とした複数組の結像光学系を備え、該複数組の結像光学系は、前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離および／または前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸の配置方向が互いに異なり、前記複数組の結像光学系を切り換えて使用可能である構成が好ましい。このようにすることで、視差の大きさおよび／または視差の方向の異なる複数種類の像を切り換えて撮像することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記第１の結像光学系と前記第２の結像光学系との間に配置され、前記第１の結像光学系からの光が前記第２の撮像領域に結像されること、および前記第２の結像光学系からの光が前記第１の撮像領域に結像されることを制限する遮光板を備える構成が好ましい。このようにすることで、第１の結像光学系からの光が第２の撮像領域に結像されることや、第２の結像光学系からの光が第１の撮像領域に結像されることを確実に制限することができる。従って、第１の結像光学系により結像される第１の像と第２の結像光学系により結像される第２の像が交ざり合うクロストークの発生を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、単一の撮像素子を用いて、試料の像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の顕微鏡装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の変形例の顕微鏡装置を示す図である。
【図３】複数組の結像光学系を切換可能とするターレットの構成を示す図である。
【図４】図１の顕微鏡装置の実施例のレンズ構成を示す図である。
【図５】図１の顕微鏡装置の実施例のレンズ構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の顕微鏡装置を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の遮光板を示す図である。
【図８】図４の顕微鏡装置の収差図である。
【図９】図５の顕微鏡装置の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図１に示されるように、光源２から発せられた照明光を試料Ｓに照射する照明光学系２０と、試料Ｓからの光を集光する対物レンズ（対物光学系）８と、対物レンズ８により集光された試料Ｓからの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系９ａと、対物レンズ８により集光された試料Ｓからの光を第２の像として結像させる第２の結像光学系９ｂと、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの焦点位置に配置され、第１の像が結像される第１の撮像領域Ｒ１と第２の像が結像される第２の撮像領域Ｒ２とを有する撮像素子１０と、撮像素子１０により撮像された第１の像および第２の像をそれぞれ取得する画像取得部１１と、画像取得部１１により取得された第１の像および第２の像を表示する表示部１２を備える。
【００１６】
本実施形態の照明光学系２０は、ハロゲンランプ等の光源２から発せられた照明光を集光するコレクタレンズ３と、コレクタレンズ３により集光される光の光束径を制限する視野絞り４と、視野絞り４を通過した光束を鉛直方向上方に反射させるミラー５と、ミラー５により反射された光束を集光して試料Ｓが載置された試料面１３に照射するコンデンサレンズ７とを備える。
【００１７】
なお、図１に示される照明光学系２０に代えて、図２に示される照明光学系２０を採用してもよい。図２に示される照明光学系２０は、光源２、コレクタレンズ３、および視野絞り４の構成は図１に示される照明光学系２０と同様である。そして、図２に示される照明光学系２０は、図１に示される照明光学系２０のミラー５、およびコンデンサレンズ７を備えない。その代わり、図２に示される照明光学系２０は、視野レンズ１４およびハーフミラー１５を備える。
【００１８】
図２に示される照明光学系２０の視野レンズ１４は、視野絞り４を通過した光束を集光してハーフミラー１５へ出射する。ハーフミラー１５は、視野レンズ１４から入射される光束を鉛直方向下方に反射させる。ハーフミラー１５により対物レンズ８に入射した光束は、対物レンズ８により集光され、試料Ｓが載置された試料面１３に照射される。
【００１９】
図１および図２に示される照明光学系２０が備える視野絞り４は、コレクタレンズ３により集光される光の光束径を直径Ｂに制限する。ここで、視野絞り４は、直径Ｂを複数段階で調整可能である。すなわち、顕微鏡装置１の操作者による操作により、直径Ｂが複数段階で調整可能である。
【００２０】
視野絞り４が試料面１３と光学的に共役な位置に配置されているので、視野絞りを通過する光の光束径を調整することにより、コンデンサレンズ７が試料面１３に照射する照明光の照明範囲Ａが調整される。従って、視野絞り４の直径Ｂを調整することにより、照明範囲Ａを調整することができる。
【００２１】
図１および図２に示される照明光学系２０により照明範囲Ａに照明光が照射された試料Ｓからの光は、対物レンズ８により集光され、互いに光軸の異なる第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂのそれぞれに入射する。
【００２２】
第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの焦点位置には撮像素子１０が配置されている。撮像素子１０は、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸とに直交する方向における撮像領域の全幅が幅Ｄとされている。
【００２３】
そして、撮像素子１０の第１の撮像領域Ｒ１には、第１の結像光学系９ａにより第１の像が結像される。また、撮像素子１０の第２の撮像領域Ｒ２には、第２の結像光学系９ｂにより第２の像が結像される。従って、単一の撮像素子１０を用いて、試料Ｓの像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置１を提供することができる。
【００２４】
ここで、撮像素子１０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の２次元画像を撮像可能な撮像素子であるものとする。撮像素子１０は、縦横にそれぞれ複数画素を備え、各画素は撮像領域に入射された像の輝度に応じた電圧を出力する。この各画素の輝度に応じた電圧は画像取得部１１により画素ごとに取得される。
【００２５】
画像取得部１１は、撮像素子１０から取得した各画素の輝度に応じた電圧を、Ａ／Ｄ変換部１１ａを用いて例えば２５６段階の分解能のデジタル値に変換し、各画素の輝度に応じたデジタル値を記憶部１１ｂに記憶させる。
【００２６】
記憶部１１ｂには、第１の結像光学系９ａにより結像される第１の像に応じたデジタル値が第１の画像データとして記憶され、第２の結像光学系９ｂにより結像される第２の像に応じたデジタル値が第２の画像データとして記憶される。記憶部１１ｂに記憶された第１の画像データおよび第２の画像データは、処理部１１ｃにより処理されて表示部１２にて立体画像として表示可能な立体画像データに変換され、表示部１２に表示される。
【００２７】
ここで、照明光学系２０が試料面１３に照射する照射光の照明範囲Ａと、撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄとの関係について説明する。
前述したように、試料Ｓからの光は、対物レンズ８により集光され、第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂのそれぞれに入射される。そして、第１の結像光学系９ａにより撮像素子１０の第１の撮像領域Ｒ１に第１の像が結像され、第２の結像光学系９ｂにより撮像素子１０の第２の撮像領域Ｒ２に第２の像が結像される。
【００２８】
ここで、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とが重複してしまうと、その重複した領域では第１の像と第２の像が交ざり合ってしまういわゆるクロストークという現象が発生してしまう。この現象が発生すると、第１の像と第２の像がそれぞれ試料Ｓを表す鮮明な画像とはならない。従って、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とは重複しないようにするのが望ましい。
【００２９】
なお、照明光の試料面１３における照明範囲をＡとし顕微鏡装置１の総合倍率をβとすると、第１の撮像領域Ｒ１および第２の撮像領域Ｒ２の幅は、それぞれＡ×βとなる。従って、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸との距離をＣとすると、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とが重複しないようにするための条件式として以下が導かれる。
Ａ×β＜Ｃ （１）
【００３０】
また、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸とに直交する方向における撮像素子１０の撮像領域の全幅は幅Ｄであるので、幅Ｄに第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２を収める必要がある。従って、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とを撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄに収めるための条件式として以下が導かれる。
Ａ×β＋Ｃ＜Ｄ （２）
【００３１】
以上の条件式（１）および（２）を満たすように照明範囲Ａ、顕微鏡装置１の総合倍率β、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸との距離Ｃ、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸とに直交する方向における撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄを設定する。このようにすることで、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とが重複してクロストークが発生することを防止しつつ、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とを撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄに収めることができる。
【００３２】
次に、本実施形態の結像光学系９について説明する。図１および図２では、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂを一組の結像光学系が示されているが、本実施形態の結像光学系９は、図３に示されるように、複数組の結像光学系を備える。図３は、複数組の結像光学系９を切り替え可能とするターレットの構成を示す図である。なお、図３は、結像光学系９を撮像素子１０の方向から見た平面図である。
【００３３】
図３で、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂは、それぞれ円形のレンズの一部の円弧が切断されたＤカット形状となっている。そして、一部の円弧が切断された平坦部分を互いに接した状態にすることで１組の結像光学系が構成されている。このＤカット形状の結像光学系は、開口数ＮＡが大きく、レンズの分解能が高いという長所がある。
【００３４】
また、図３で、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と９０°異なっている。すなわち、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄと、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂとは、視差の方向が９０°異なっている。
【００３５】
従って、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄによれば、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂと９０°異なる方向の視差のある像を取得することができる。
【００３６】
また、図３で、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と同じである。なお、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆの光軸間の距離は、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄの光軸間の距離と同じである。
【００３７】
また、図３で、第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と９０°異なっている。なお、第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉの光軸間の距離は、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄの光軸間の距離よりも短い。
【００３８】
従って、第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉによれば、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄよりも視差の少ない像を取得することができる。
【００３９】
また、図３で、第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と同じである。なお、第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋの光軸間の距離は、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆの光軸間の距離よりも短い。
【００４０】
従って、第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋによれば、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆよりも視差の少ない像を取得することができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態の顕微鏡装置１は、第１の結像光学系および第２の結像光学系を一組の結像光学系とした複数組（９ａと９ｂ、９ｃと９ｄ、９ｅと９ｆ、９ｉと９ｈ、９ｊと９ｋ）の結像光学系を備える。そして、複数組の結像光学系は、第１の結像光学系の光軸と第２の結像光学系の光軸との距離および／または第１の結像光学系の光軸と第２の結像光学系の光軸の配置方向が互いに異なる。
【００４２】
また、図３で、結像光学系９ｇは、他の結像光学系とは異なり１つの円形レンズにより構成される。従って、結像光学系９ｇによれば、撮像素子１０の広範な撮像領域を用いて、視差のない１つの像を高解像度で取得することができる。
【００４３】
なお、図３に示される５組の結像光学系（９ａと９ｂ、９ｃと９ｄ、９ｅと９ｆ、９ｉと９ｈ、９ｊと９ｋ）と、結像光学系９ｇは、回転軸１６を中心に回転させることにより、顕微鏡装置１の結像光学系として切り換えて使用することができる。具体的には、図３で第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂが配置されている位置に、他の結像光学系を移動させることにより、５組の結像光学系と、結像光学系９ｇのいずれかを切り換えて使用可能である。このようにすることで、視差の大きさおよび／または視差の方向の異なる複数種類の像を切り換えて撮像することができる。
【００４４】
＜第１の実施例＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置１の第１の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡装置１のレンズ配列を図４に示し、レンズデータを表１に、収差図を図８に示す。図４において面番号は一部のみ表示し他を省略している。また、図４に示される結像光学系９は、図３に示される第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂを１組とした光学系である。
【００４５】
図８は、図４に示されるレンズ配列の顕微鏡装置１の横収差図を示すものである。図８（ａ）〜図８（ｃ）のそれぞれの中央に示された角度は、図４における水平方向の画角と垂直方向の画角を示す。各図における右側はＸ方向（サジタル方向）の横収差を示し、左側はＹ方向（メリジオナル方向）の横収差を示す。なお、図８（ａ）で水平方向の画角がマイナスとなっているのは、Ｙ軸の正方向に対して右回りの角度であることを意味する。また、各収差は、逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００４６】
［表１］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ２２．９７
（対物レンズ８）
１ ５５．３８ ３．４２ １．４９７０ ８１．５
２ −２６．０１ ０．２４
３ １５．４３ ４．４３ １．６７７９ ５５．３
４ ―５２．５３ １．６２ １．５３１７ ４８．９
５ １０．５７ ６．３７
６ −１０．０２ １．７５ １．５９５５ ３９．２
７ １１１．４９ ５．１８ １．４９７０ ８１．５
８ −２０．９１ ０．７２
９ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１０ ―２１．８８ ０．５６
１１ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１２ −２１．８８ 偏心［１］
（結像光学系９）
１３ ５５．８０ １．９８ １．５１６８ ６４．２
１４ −４０．１７ １．６０ １．６７２７ ３２．３
１５ −１１６．３２ ８８．４５
像面 ∞ ０．００
偏心［１］
Ｘ ０．００ Ｙ −４．００ Ｚ ０．００
α ０．００ β ０．００ γ ０．００
【００４７】
＜第２の実施例＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置１の第２の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡装置１のレンズ配列を図５に示し、レンズデータを表２に、収差図を図９に示す。図５において面番号は一部のみ表示し他を省略している。また、図５に示される結像光学系９は、図３に示される結像光学系９ｇとした光学系である。
【００４８】
図９は、図５に示されるレンズ配列の顕微鏡装置１の横収差図を示すものである。図９（ａ）〜図９（ｃ）のそれぞれの中央に示された角度は、図５における水平方向の画角と垂直方向の画角を示す。各図における右側はＸ方向（サジタル方向）の横収差を示し、左側はＹ方向（メリジオナル方向）の横収差を示す。なお、図９（ａ）で水平方向の画角がマイナスとなっているのは、Ｙ軸の正方向に対して右回りの角度であることを意味する。また、各収差は、逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００４９】
［表２］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ２２．９７
（対物レンズ８）
１ ５５．３８ ３．４２ １．４９７０ ８１．５
２ −２６．０１ ０．２４
３ １５．４３ ４．４３ １．６７７９ ５５．３
４ ―５２．５３ １．６２ １．５３１７ ４８．９
５ １０．５７ ６．３７
６ −１０．０２ １．７５ １．５９５５ ３９．２
７ １１１．４９ ５．１８ １．４９７０ ８１．５
８ −２０．９１ ０．７２
９ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１０ ―２１．８８ ０．５６
１１ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１２ −２１．８８ 偏心［１］
（結像光学系９）
１３ ５５．８７ ５．６２ １．５１６８ ６４．２
１４ −３９．０６ ２．８１ １．６７２７ ３２．３
１５ −１１２．６０ ８６．１０
像面 ∞ ０．００
偏心［１］
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
α ０．００ β ０．００ γ ０．００
【００５０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の顕微鏡装置１において、第１の実施形態の顕微鏡装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。第２の実施形態の顕微鏡装置１は、遮光板１７が追加されている点で第１の実施形態の顕微鏡装置１とは異なる。
【００５１】
また、第１の実施形態の顕微鏡装置１は、結像光学系９が図３に示されるターレットの構成により切換可能であったが、第２の実施形態の顕微鏡装置１は、結像光学系９として第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの１組の光学系のみが固定して用いられるものとする。
【００５２】
図６に示されるように、遮光板１７は、第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂとの間に設けられている。そして、遮光板１７の下端は対物レンズ８の近傍にあり、遮光板１７の上端は撮像素子１０の近傍にある。遮光板１７を撮像素子１０の方向から見た平面図は図７に示すとおりである。
【００５３】
第２の実施形態の顕微鏡装置１によれば、第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂとの間に遮光板１７が配置され、第１の結像光学系９ａからの光が第２の撮像領域Ｒ２に結像されること、および第２の結像光学系９ｂからの光が第１の撮像領域Ｒ１に結像されることを確実に制限することができる。
【００５４】
このようにすることで、第１の結像光学系９ａからの光が第２の撮像領域Ｒ２に結像されることや、第２の結像光学系９ｂからの光が第１の撮像領域Ｒ１に結像されることを防止することができる。従って、第１の結像光学系９ａにより結像される第１の像と第２の結像光学系９ｂにより結像される第２の像が交ざり合うクロストークの発生を低減することができる。
【符号の説明】
【００５５】
Ｓ 試料
１ 顕微鏡装置
２ 光源
４ 視野絞り
８ 対物レンズ
９ 結像光学系
９ａ 第１の結像光学系
９ｂ 第２の結像光学系
１０ 撮像素子
１１ 画像取得部
１２ 表示部
１３ 試料面
１７ 遮光板
２０ 照明光学系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料の像を視差のある２つの像として撮像する撮像素子を備える顕微鏡装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特許文献１に記載された顕微鏡装置は、互いに視差のある２つの試料の像を２つの撮像素子の撮像面にそれぞれ結像させるものである。
【０００３】
また、特許文献２に記載された顕微鏡装置は、互いに視差のある２つの試料の像を単一の撮像素子の同一領域に結像させるものである。特許文献２に記載された顕微鏡装置は、２つの試料の像を結像させるための２つの結像光学系のそれぞれに独立して動作可能なシャッタ機構を設け、２つの結像光学系のいずれか一方の光路を時分割に遮断することで、単一の撮像素子を用いて互いに視差のある２つの試料の像を撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５１９１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された顕微鏡装置は、試料の像を視差のある２つの像として撮像するために２つの撮像素子が必要であり、装置の製造コストが高くなるという問題がある。
また、特許文献２に記載された顕微鏡装置は、視差のある２つの像を時分割で撮像するので、同時に２つの像を得ることができない。そして、例えば、視差のある２つの像を表示装置に同時に表示するには、時分割で撮像された２つの像を適宜組み合わせて表示させるための構成が必要となる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、単一の撮像素子を用いて、試料の像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、試料からの光を集光する対物光学系と、前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系と、前記第１の結像光学系とは異なる光軸を有し、前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第２の像として結像させる第２の結像光学系と、前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系の焦点位置に配置され、前記第１の像が結像される第１の撮像領域と前記第２の像が結像される第２の撮像領域とを有する撮像素子とを備える顕微鏡装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、互いに異なる光軸を有する第１の結像光学系および第２の結像光学系の焦点位置に撮像素子が配置され、第１の結像光学系が撮像素子の第１の撮像領域に第１の像を結像させ、第２の結像光学系が撮像素子の第２の撮像領域に第２の像を結像させ、撮像された第１の像および第２の像がそれぞれ取得される。従って、単一の撮像素子を用いて、試料の像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置を提供することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、光源から発せられた照明光を前記試料に照射する照明光学系を備え、該照明光学系が、前記光源から発せられた前記照明光を集光するコレクタレンズと、前記コレクタレンズにより集光される光の光束径を制限する視野絞りと、該視野絞りにより光束径が制限された光を前記試料が載置された試料面に照射するコンデンサレンズとを有し、以下の条件式を満たすような構成の顕微鏡装置が好ましい。
Ａ×β＜Ｃ （１）
Ａ×β＋Ｃ＜Ｄ （２）
ここで、
Ａ：前記照明光の前記試料面における照明範囲、
β：前記顕微鏡装置の総合倍率、
Ｃ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離、
Ｄ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸とに直交する方向における前記撮像素子の撮像領域の全幅
である。
【００１０】
このようにすることで、第１の撮像領域と第２の撮像領域Ｒ２とが重複してクロストークが発生することを防止しつつ、第１の撮像領域と第２の撮像領域とを第１の結像光学系の光軸と第２の結像光学系の光軸とに直交する方向における撮像素子の撮像領域の全幅に収めることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系を一組の結像光学系とした複数組の結像光学系を備え、該複数組の結像光学系は、前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離および／または前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸の配置方向が互いに異なり、前記複数組の結像光学系を切り換えて使用可能である構成が好ましい。このようにすることで、視差の大きさおよび／または視差の方向の異なる複数種類の像を切り換えて撮像することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記第１の結像光学系と前記第２の結像光学系との間に配置され、前記第１の結像光学系からの光が前記第２の撮像領域に結像されること、および前記第２の結像光学系からの光が前記第１の撮像領域に結像されることを制限する遮光板を備える構成が好ましい。このようにすることで、第１の結像光学系からの光が第２の撮像領域に結像されることや、第２の結像光学系からの光が第１の撮像領域に結像されることを確実に制限することができる。従って、第１の結像光学系により結像される第１の像と第２の結像光学系により結像される第２の像が交ざり合うクロストークの発生を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、単一の撮像素子を用いて、試料の像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の顕微鏡装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の変形例の顕微鏡装置を示す図である。
【図３】複数組の結像光学系を切換可能とするターレットの構成を示す図である。
【図４】図１の顕微鏡装置の実施例のレンズ構成を示す図である。
【図５】図１の顕微鏡装置の実施例のレンズ構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の顕微鏡装置を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の遮光板を示す図である。
【図８】図４の顕微鏡装置の収差図である。
【図９】図５の顕微鏡装置の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図１に示されるように、光源２から発せられた照明光を試料Ｓに照射する照明光学系２０と、試料Ｓからの光を集光する対物レンズ（対物光学系）８と、対物レンズ８により集光された試料Ｓからの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系９ａと、対物レンズ８により集光された試料Ｓからの光を第２の像として結像させる第２の結像光学系９ｂと、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの焦点位置に配置され、第１の像が結像される第１の撮像領域Ｒ１と第２の像が結像される第２の撮像領域Ｒ２とを有する撮像素子１０と、撮像素子１０により撮像された第１の像および第２の像をそれぞれ取得する画像取得部１１と、画像取得部１１により取得された第１の像および第２の像を表示する表示部１２を備える。
【００１６】
本実施形態の照明光学系２０は、ハロゲンランプ等の光源２から発せられた照明光を集光するコレクタレンズ３と、コレクタレンズ３により集光される光の光束径を制限する視野絞り４と、視野絞り４を通過した光束を鉛直方向上方に反射させるミラー５と、ミラー５により反射された光束を集光して試料Ｓが載置された試料面１３に照射するコンデンサレンズ７とを備える。
【００１７】
なお、図１に示される照明光学系２０に代えて、図２に示される照明光学系２０を採用してもよい。図２に示される照明光学系２０は、光源２、コレクタレンズ３、および視野絞り４の構成は図１に示される照明光学系２０と同様である。そして、図２に示される照明光学系２０は、図１に示される照明光学系２０のミラー５、およびコンデンサレンズ７を備えない。その代わり、図２に示される照明光学系２０は、視野レンズ１４およびハーフミラー１５を備える。
【００１８】
図２に示される照明光学系２０の視野レンズ１４は、視野絞り４を通過した光束を集光してハーフミラー１５へ出射する。ハーフミラー１５は、視野レンズ１４から入射される光束を鉛直方向下方に反射させる。ハーフミラー１５により対物レンズ８に入射した光束は、対物レンズ８により集光され、試料Ｓが載置された試料面１３に照射される。
【００１９】
図１および図２に示される照明光学系２０が備える視野絞り４は、コレクタレンズ３により集光される光の光束径を直径Ｂに制限する。ここで、視野絞り４は、直径Ｂを複数段階で調整可能である。すなわち、顕微鏡装置１の操作者による操作により、直径Ｂが複数段階で調整可能である。
【００２０】
視野絞り４が試料面１３と光学的に共役な位置に配置されているので、視野絞りを通過する光の光束径を調整することにより、コンデンサレンズ７が試料面１３に照射する照明光の照明範囲Ａが調整される。従って、視野絞り４の直径Ｂを調整することにより、照明範囲Ａを調整することができる。
【００２１】
図１および図２に示される照明光学系２０により照明範囲Ａに照明光が照射された試料Ｓからの光は、対物レンズ８により集光され、互いに光軸の異なる第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂのそれぞれに入射する。
【００２２】
第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの焦点位置には撮像素子１０が配置されている。撮像素子１０は、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸とに直交する方向における撮像領域の全幅が幅Ｄとされている。
【００２３】
そして、撮像素子１０の第１の撮像領域Ｒ１には、第１の結像光学系９ａにより第１の像が結像される。また、撮像素子１０の第２の撮像領域Ｒ２には、第２の結像光学系９ｂにより第２の像が結像される。従って、単一の撮像素子１０を用いて、試料Ｓの像を視差のある２つの像として同時に撮像可能な顕微鏡装置１を提供することができる。
【００２４】
ここで、撮像素子１０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の２次元画像を撮像可能な撮像素子であるものとする。撮像素子１０は、縦横にそれぞれ複数画素を備え、各画素は撮像領域に入射された像の輝度に応じた電圧を出力する。この各画素の輝度に応じた電圧は画像取得部１１により画素ごとに取得される。
【００２５】
画像取得部１１は、撮像素子１０から取得した各画素の輝度に応じた電圧を、Ａ／Ｄ変換部１１ａを用いて例えば２５６段階の分解能のデジタル値に変換し、各画素の輝度に応じたデジタル値を記憶部１１ｂに記憶させる。
【００２６】
記憶部１１ｂには、第１の結像光学系９ａにより結像される第１の像に応じたデジタル値が第１の画像データとして記憶され、第２の結像光学系９ｂにより結像される第２の像に応じたデジタル値が第２の画像データとして記憶される。記憶部１１ｂに記憶された第１の画像データおよび第２の画像データは、処理部１１ｃにより処理されて表示部１２にて立体画像として表示可能な立体画像データに変換され、表示部１２に表示される。
【００２７】
ここで、照明光学系２０が試料面１３に照射する照射光の照明範囲Ａと、撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄとの関係について説明する。
前述したように、試料Ｓからの光は、対物レンズ８により集光され、第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂのそれぞれに入射される。そして、第１の結像光学系９ａにより撮像素子１０の第１の撮像領域Ｒ１に第１の像が結像され、第２の結像光学系９ｂにより撮像素子１０の第２の撮像領域Ｒ２に第２の像が結像される。
【００２８】
ここで、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とが重複してしまうと、その重複した領域では第１の像と第２の像が交ざり合ってしまういわゆるクロストークという現象が発生してしまう。この現象が発生すると、第１の像と第２の像がそれぞれ試料Ｓを表す鮮明な画像とはならない。従って、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とは重複しないようにするのが望ましい。
【００２９】
なお、照明光の試料面１３における照明範囲をＡとし顕微鏡装置１の総合倍率をβとすると、第１の撮像領域Ｒ１および第２の撮像領域Ｒ２の幅は、それぞれＡ×βとなる。従って、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸との距離をＣとすると、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とが重複しないようにするための条件式として以下が導かれる。
Ａ×β＜Ｃ （１）
【００３０】
また、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸とに直交する方向における撮像素子１０の撮像領域の全幅は幅Ｄであるので、幅Ｄに第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２を収める必要がある。従って、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とを撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄに収めるための条件式として以下が導かれる。
Ａ×β＋Ｃ＜Ｄ （２）
【００３１】
以上の条件式（１）および（２）を満たすように照明範囲Ａ、顕微鏡装置１の総合倍率β、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸との距離Ｃ、第１の結像光学系９ａの光軸と第２の結像光学系９ｂの光軸とに直交する方向における撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄを設定する。このようにすることで、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とが重複してクロストークが発生することを防止しつつ、第１の撮像領域Ｒ１と第２の撮像領域Ｒ２とを撮像素子１０の撮像領域の全幅Ｄに収めることができる。
【００３２】
次に、本実施形態の結像光学系９について説明する。図１および図２では、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂを一組の結像光学系が示されているが、本実施形態の結像光学系９は、図３に示されるように、複数組の結像光学系を備える。図３は、複数組の結像光学系９を切り替え可能とするターレットの構成を示す図である。なお、図３は、結像光学系９を撮像素子１０の方向から見た平面図である。
【００３３】
図３で、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂは、それぞれ円形のレンズの一部の円弧が切断されたＤカット形状となっている。そして、一部の円弧が切断された平坦部分を互いに接した状態にすることで１組の結像光学系が構成されている。このＤカット形状の結像光学系は、開口数ＮＡが大きく、レンズの分解能が高いという長所がある。
【００３４】
また、図３で、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と９０°異なっている。すなわち、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄと、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂとは、視差の方向が９０°異なっている。
【００３５】
従って、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄによれば、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂと９０°異なる方向の視差のある像を取得することができる。
【００３６】
また、図３で、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と同じである。なお、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆの光軸間の距離は、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄの光軸間の距離と同じである。
【００３７】
また、図３で、第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と９０°異なっている。なお、第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉの光軸間の距離は、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄの光軸間の距離よりも短い。
【００３８】
従って、第１の結像光学系９ｈおよび第２の結像光学系９ｉによれば、第１の結像光学系９ｃおよび第２の結像光学系９ｄよりも視差の少ない像を取得することができる。
【００３９】
また、図３で、第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋは、それぞれ円形のレンズを組み合わせて１組の結像光学系を構成する。第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋの光軸と直交する方向は、第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの光軸と直交する方向と同じである。なお、第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋの光軸間の距離は、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆの光軸間の距離よりも短い。
【００４０】
従って、第１の結像光学系９ｊおよび第２の結像光学系９ｋによれば、第１の結像光学系９ｅおよび第２の結像光学系９ｆよりも視差の少ない像を取得することができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態の顕微鏡装置１は、第１の結像光学系および第２の結像光学系を一組の結像光学系とした複数組（９ａと９ｂ、９ｃと９ｄ、９ｅと９ｆ、９ｉと９ｈ、９ｊと９ｋ）の結像光学系を備える。そして、複数組の結像光学系は、第１の結像光学系の光軸と第２の結像光学系の光軸との距離および／または第１の結像光学系の光軸と第２の結像光学系の光軸の配置方向が互いに異なる。
【００４２】
また、図３で、結像光学系９ｇは、他の結像光学系とは異なり１つの円形レンズにより構成される。従って、結像光学系９ｇによれば、撮像素子１０の広範な撮像領域を用いて、視差のない１つの像を高解像度で取得することができる。
【００４３】
なお、図３に示される５組の結像光学系（９ａと９ｂ、９ｃと９ｄ、９ｅと９ｆ、９ｉと９ｈ、９ｊと９ｋ）と、結像光学系９ｇは、回転軸１６を中心に回転させることにより、顕微鏡装置１の結像光学系として切り換えて使用することができる。具体的には、図３で第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂが配置されている位置に、他の結像光学系を移動させることにより、５組の結像光学系と、結像光学系９ｇのいずれかを切り換えて使用可能である。このようにすることで、視差の大きさおよび／または視差の方向の異なる複数種類の像を切り換えて撮像することができる。
【００４４】
＜第１の実施例＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置１の第１の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡装置１のレンズ配列を図４に示し、レンズデータを表１に、収差図を図８に示す。図４において面番号は一部のみ表示し他を省略している。また、図４に示される結像光学系９は、図３に示される第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂを１組とした光学系である。
【００４５】
図８は、図４に示されるレンズ配列の顕微鏡装置１の横収差図を示すものである。図８（ａ）〜図８（ｃ）のそれぞれの中央に示された角度は、図４における水平方向の画角と垂直方向の画角を示す。各図における右側はＸ方向（サジタル方向）の横収差を示し、左側はＹ方向（メリジオナル方向）の横収差を示す。なお、図８（ａ）で水平方向の画角がマイナスとなっているのは、Ｙ軸の正方向に対して右回りの角度であることを意味する。また、各収差は、逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００４６】
［表１］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ２２．９７
（対物レンズ８）
１ ５５．３８ ３．４２ １．４９７０ ８１．５
２ −２６．０１ ０．２４
３ １５．４３ ４．４３ １．６７７９ ５５．３
４ ―５２．５３ １．６２ １．５３１７ ４８．９
５ １０．５７ ６．３７
６ −１０．０２ １．７５ １．５９５５ ３９．２
７ １１１．４９ ５．１８ １．４９７０ ８１．５
８ −２０．９１ ０．７２
９ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１０ ―２１．８８ ０．５６
１１ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１２ −２１．８８ 偏心［１］
（結像光学系９）
１３ ５５．８０ １．９８ １．５１６８ ６４．２
１４ −４０．１７ １．６０ １．６７２７ ３２．３
１５ −１１６．３２ ８８．４５
像面 ∞ ０．００
偏心［１］
Ｘ ０．００ Ｙ −４．００ Ｚ ０．００
α ０．００ β ０．００ γ ０．００
【００４７】
＜第２の実施例＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置１の第２の実施例について以下に説明する。
本実施例に係る顕微鏡装置１のレンズ配列を図５に示し、レンズデータを表２に、収差図を図９に示す。図５において面番号は一部のみ表示し他を省略している。また、図５に示される結像光学系９は、図３に示される結像光学系９ｇとした光学系である。
【００４８】
図９は、図５に示されるレンズ配列の顕微鏡装置１の横収差図を示すものである。図９（ａ）〜図９（ｃ）のそれぞれの中央に示された角度は、図５における水平方向の画角と垂直方向の画角を示す。各図における右側はＸ方向（サジタル方向）の横収差を示し、左側はＹ方向（メリジオナル方向）の横収差を示す。なお、図９（ａ）で水平方向の画角がマイナスとなっているのは、Ｙ軸の正方向に対して右回りの角度であることを意味する。また、各収差は、逆追跡による物体面での収差をそれぞれ示している。
【００４９】
［表２］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ２２．９７
（対物レンズ８）
１ ５５．３８ ３．４２ １．４９７０ ８１．５
２ −２６．０１ ０．２４
３ １５．４３ ４．４３ １．６７７９ ５５．３
４ ―５２．５３ １．６２ １．５３１７ ４８．９
５ １０．５７ ６．３７
６ −１０．０２ １．７５ １．５９５５ ３９．２
７ １１１．４９ ５．１８ １．４９７０ ８１．５
８ −２０．９１ ０．７２
９ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１０ ―２１．８８ ０．５６
１１ −５２．７５ ２．６８ １．４８７５ ７０．２
１２ −２１．８８ 偏心［１］
（結像光学系９）
１３ ５５．８７ ５．６２ １．５１６８ ６４．２
１４ −３９．０６ ２．８１ １．６７２７ ３２．３
１５ −１１２．６０ ８６．１０
像面 ∞ ０．００
偏心［１］
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
α ０．００ β ０．００ γ ０．００
【００５０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の顕微鏡装置１において、第１の実施形態の顕微鏡装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。第２の実施形態の顕微鏡装置１は、遮光板１７が追加されている点で第１の実施形態の顕微鏡装置１とは異なる。
【００５１】
また、第１の実施形態の顕微鏡装置１は、結像光学系９が図３に示されるターレットの構成により切換可能であったが、第２の実施形態の顕微鏡装置１は、結像光学系９として第１の結像光学系９ａおよび第２の結像光学系９ｂの１組の光学系のみが固定して用いられるものとする。
【００５２】
図６に示されるように、遮光板１７は、第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂとの間に設けられている。そして、遮光板１７の下端は対物レンズ８の近傍にあり、遮光板１７の上端は撮像素子１０の近傍にある。遮光板１７を撮像素子１０の方向から見た平面図は図７に示すとおりである。
【００５３】
第２の実施形態の顕微鏡装置１によれば、第１の結像光学系９ａと第２の結像光学系９ｂとの間に遮光板１７が配置され、第１の結像光学系９ａからの光が第２の撮像領域Ｒ２に結像されること、および第２の結像光学系９ｂからの光が第１の撮像領域Ｒ１に結像されることを確実に制限することができる。
【００５４】
このようにすることで、第１の結像光学系９ａからの光が第２の撮像領域Ｒ２に結像されることや、第２の結像光学系９ｂからの光が第１の撮像領域Ｒ１に結像されることを防止することができる。従って、第１の結像光学系９ａにより結像される第１の像と第２の結像光学系９ｂにより結像される第２の像が交ざり合うクロストークの発生を低減することができる。
【符号の説明】
【００５５】
Ｓ 試料
１ 顕微鏡装置
２ 光源
４ 視野絞り
８ 対物レンズ
９ 結像光学系
９ａ 第１の結像光学系
９ｂ 第２の結像光学系
１０ 撮像素子
１１ 画像取得部
１２ 表示部
１３ 試料面
１７ 遮光板
２０ 照明光学系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料からの光を集光する対物光学系と、
前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系と、
前記第１の結像光学系とは異なる光軸を有し、前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第２の像として結像させる第２の結像光学系と、
前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系の焦点位置に配置され、前記第１の像が結像される第１の撮像領域と前記第２の像が結像される第２の撮像領域とを有する撮像素子とを備える顕微鏡装置。
【請求項２】
光源から発せられた照明光を前記試料に照射する照明光学系を備え、
該照明光学系が、前記光源から発せられた前記照明光を集光するコレクタレンズと、前記コレクタレンズにより集光される光の光束径を制限する視野絞りと、該視野絞りにより光束径が制限された光を前記試料が載置された試料面に照射するコンデンサレンズとを有し、
以下の条件式を満たす請求項１に記載の顕微鏡装置。
Ａ×β＜Ｃ （１）
Ａ×β＋Ｃ＜Ｄ （２）
ここで、
Ａ：前記照明光の前記試料面における照明範囲、
β：前記顕微鏡装置の総合倍率、
Ｃ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離、
Ｄ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸とに直交する方向における前記撮像素子の撮像領域の全幅
である。
【請求項３】
前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系を一組の結像光学系とした複数組の結像光学系を備え、
該複数組の結像光学系は、前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離および／または前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸の配置方向が互いに異なり、
前記複数組の結像光学系を切り換えて使用可能である請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記第１の結像光学系と前記第２の結像光学系との間に配置され、前記第１の結像光学系からの光が前記第２の撮像領域に結像されること、および前記第２の結像光学系からの光が前記第１の撮像領域に結像されることを制限する遮光板を備える請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項１】
試料からの光を集光する対物光学系と、
前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第１の像として結像させる第１の結像光学系と、
前記第１の結像光学系とは異なる光軸を有し、前記対物光学系により集光された前記試料からの光を第２の像として結像させる第２の結像光学系と、
前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系の焦点位置に配置され、前記第１の像が結像される第１の撮像領域と前記第２の像が結像される第２の撮像領域とを有する撮像素子とを備える顕微鏡装置。
【請求項２】
光源から発せられた照明光を前記試料に照射する照明光学系を備え、
該照明光学系が、前記光源から発せられた前記照明光を集光するコレクタレンズと、前記コレクタレンズにより集光される光の光束径を制限する視野絞りと、該視野絞りにより光束径が制限された光を前記試料が載置された試料面に照射するコンデンサレンズとを有し、
以下の条件式を満たす請求項１に記載の顕微鏡装置。
Ａ×β＜Ｃ （１）
Ａ×β＋Ｃ＜Ｄ （２）
ここで、
Ａ：前記照明光の前記試料面における照明範囲、
β：前記顕微鏡装置の総合倍率、
Ｃ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離、
Ｄ：前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸とに直交する方向における前記撮像素子の撮像領域の全幅
である。
【請求項３】
前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系を一組の結像光学系とした複数組の結像光学系を備え、
該複数組の結像光学系は、前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸との距離および／または前記第１の結像光学系の光軸と前記第２の結像光学系の光軸の配置方向が互いに異なり、
前記複数組の結像光学系を切り換えて使用可能である請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記第１の結像光学系と前記第２の結像光学系との間に配置され、前記第１の結像光学系からの光が前記第２の撮像領域に結像されること、および前記第２の結像光学系からの光が前記第１の撮像領域に結像されることを制限する遮光板を備える請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０９２９４（Ｐ２０１３−１０９２９４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６２８６（Ｐ２０１１−２５６２８６）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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