JP3927057B2 - Differential interference microscope - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential interference microscope.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration of a transmission differential interference microscope conventionally used.
The differential interference microscope includes a
[0003]
The light beam from the
[0004]
Here, the amount of shear influences the appearance of the differential interference image. When the amount of shear is large, observation with good contrast is possible, and when the amount of shear is small, observation with high resolution is possible.
[0005]
In addition, a technique of commonly using a Nomarski prism in a differential interference microscope is described in JP-T-8-509078. This is because when there are a plurality of combinations of condenser lenses and objective lenses, the condenser lens-side Nomarski prism is used in common by having a plurality of combinations having the same focal length ratio between the condenser lens and the objective lens. Is to be able to.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional differential interference microscope, in the differential observation microscope in which a plurality of types of objective lenses are replaced and used for differential interference observation with different shear amounts, the number of types of Nomarski prisms increases. there were. Further, even in the differential interference microscope described in JP-A-8-509078, in order to change the shear amount in differential interference observation, a new objective lens side Nomarski prism and condenser lens side Nomarski prism are prepared. There is a need.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a differential interference microscope capable of reducing the number of Nomarski prisms used when changing the shear amount in differential interference observation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a differential interference microscope according to the first invention includes a light source, a polarizer, a condenser lens that illuminates a specimen, an objective lens that collects light from the illuminated specimen, an analyzer, A condenser lens side Nomarski prism arranged on the condenser lens side optical path across the specimen, and a specimen lens side optical path arranged on the objective lens side optical path across the specimen. In a transmission type differential interference microscope provided with an objective lens-side Nomarski prism, when the objective lens is replaced and differential interference observation is performed by changing the shear amount, a plurality of combinations of the objective lens and the objective lens-side Nomarski prism are used. In other words, there is a common shear amount .
[0009]
In the transmission differential interference microscope according to the second invention, in the first invention, two objective lens-side Nomarski prisms can be used for one objective lens, and the following conditional expression (1) is satisfied. It is characterized by that.
1.7 <α 2 / α 1 <2.3 (1)
However, α 1 is the separation angle (unit: rad) between the ordinary ray and the extraordinary ray of the Nomarski prism having a small separation angle among the two objective lens side Nomarski prisms, and α 2 is the two objective lens side Nomarski prisms, This is a separation angle (unit: rad) between an ordinary ray and an extraordinary ray of a Nomarski prism having a large separation angle.
[0010]
In the transmission differential interference microscope according to the third invention, in the first invention, the distance D from the barrel surface of the objective lens to the rear focal position of the objective lens satisfies the following conditional expression (2): It is characterized by that.
| Dmax−Dmin | <0.6 (mm) (2)
However, Dmax is the value with the longest distance D in the objective lens to be used, and Dmin is the shortest value.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Prior to the description of the embodiments, the operation of the present invention will be described.
As in the present first invention, when the differential interference observation by changing the shear amount replace the objective lens, there is made a common shear amount for a plurality of combinations of the objective lens and the objective lens side Nomarski prism By doing so, the number of Nomarski prisms can be reduced .
[0012]
In the second aspect of the invention, when two Nomarski prisms on the objective lens side in the first aspect of the invention can be used in combination, the condition for using the Nomarski prism on the condenser lens side in common is conditional expression (1). It is shown.
[0013]
In the configuration as shown in FIG. 7, the amount of shear that determines the appearance of differential interference is determined by the separation angle of the
Here, when the amount of shear S, the separation angle α (rad) of the
S = α × fob (3)
[0014]
In a differential interference microscope, the magnification of an objective lens that is often used is an integer multiple of 10, 20, 40, and, after this, after an objective lens of 10, 20, 40 The side focal length is an integral multiple. For this reason, in the differential interference microscope using the objective lens-side Nomarski prism having a relation close to an integral multiple as in the conditional expression (1), the condenser lens-side Nomarski prism is commonly used in the range of 10 to 40 times. It becomes possible to do.
If the range satisfying the conditional expression (1) is not satisfied, the contrast of the differential interference image is lowered when the condenser lens side Nomarski prism is commonly used for objective lenses having different magnifications.
[0015]
In the third aspect of the invention, the condition for using the condenser lens side Nomarski prism in common in the first aspect of the invention is shown by conditional expression (2).
If the rear focal position of the objective lens is greatly different at each magnification, the two linearly polarized lights after the objective lens exit cannot be sufficiently synthesized when the condenser lens side Nomarski prism is commonly used. For this reason, the contrast of the differential interference image is lowered. Further, the brightness in the field of view becomes uneven (brightness unevenness occurs).
If conditional expression (2) is satisfied as in the third aspect of the invention and the rear focal position is made to match as much as possible at each magnification, sufficient contrast of differential interference images can be obtained even when the objective lens is replaced with a different magnification. It is done.
On the other hand, if the conditional expression (2) is not satisfied, as described above, the two linearly polarized lights after the objective lens emission cannot be sufficiently combined, and the contrast of the differential interference image is lowered. Further, the brightness in the field of view becomes uneven (brightness unevenness occurs).
[0016]
Further, as the fourth invention, even when three objective lens-side Nomarski prisms according to the first invention can be used in combination, conditional expressions (1), It is preferable to satisfy (4) because the same effect can be obtained as when two objective lens side Nomarski prisms can be used in combination.
1.7 <α 2 / α 1 <2.3 (1)
1.7 <α 3 / α 2 <2.3 (4)
However, α 1 is the separation angle (unit: rad) between the ordinary ray and the extraordinary ray of the Nomarski prism having the smallest separation angle among the three objective lens side Nomarski prisms, and α 2 is the one among the three objective lens side Nomarski prisms. The separation angle (unit: rad) between the ordinary ray and extraordinary ray of the Nomarski prism with an intermediate separation angle, α 3 is the ordinary ray and extraordinary ray of the Nomarski prism with the largest separation angle among the three objective lens side Nomarski prisms And the separation angle (unit: rad).
[0017]
As a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, it is preferable that the objective lens side Nomarski prism having different shear amounts can be used in common by at least two types of objective lenses.
An object of the present invention is to make it possible to use a condenser lens side Nomarski prism in common. Therefore, the differential lens cannot be used in common unless it is a differential interference microscope using two or more types of objective lenses.
[0018]
As the sixth invention, in the first invention, it is preferable that the objective lens side Nomarski prism and the condenser lens side Nomarski prism are respectively disposed on the rotating turret.
As the seventh invention, in the first invention, it is preferable that the objective lens side Nomarski prism and the condenser lens side Nomarski prism are respectively disposed on the slider.
The sixth and seventh aspects of the present invention show the configuration of the conversion method of the objective lens side Nomarski prism and the condenser lens side Nomarski prism.
Since it is necessary to insert and remove a plurality of Nomarski prisms from the optical path, it is desirable in terms of operation to use a turret type or a slider type.
Note that one of the objective lens side Nomarski prism and the condenser lens side Nomarski prism may be arranged on the turret and the other on the slider.
[0019]
As the eighth invention, in the first invention, it is preferable that the condenser lens side Nomarski prism is composed of, for example, a Wollaston prism as shown in FIG.
[0020]
Further, as the ninth invention, in the first invention, the condenser lens side Nomarski prism can be electrically inserted into and removed from the optical path, and the condenser adapted automatically by the selection of the objective lens and the objective lens side Nomarski prism It is preferable that the lens-side Nomarski prism enters the optical path.
The differential interference microscope of the present invention uses the condenser lens side Nomarski prism in common in the combination of the objective lens and the objective lens side Nomarski prism, but the combination becomes complicated. For this reason, it is desirable that the condenser lens-side Nomarski prism automatically enters the optical path when the objective lens and the objective-lens side Nomarski prism are selected.
[0021]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First embodiment A differential interference microscope according to the first embodiment of the present invention has substantially the same configuration as that shown in FIG. In this embodiment, two types of objective lens side Nomarski prisms are combined with the objective lens. FIG. 1 is a table showing the shear amount when an objective lens-side Nomarski prism having a different separation angle is combined with an objective lens having a different magnification. FIG. 2 is a table showing combinations of condenser lens side Nomarski prisms used for the combination of the objective lens and objective lens side Nomarski prism shown in FIG. Α 1 and α 2 are the separation angles of the Nomarski prism on the objective lens side.
[0022]
In the differential interference microscope of the first embodiment, two types of objective lens side Nomarski prisms (hereinafter referred to as a first Nomarski prism and a second Nomarski prism) having different separation angles with respect to objective lenses of 10 times, 20 times and 40 times. Differential interference is performed in combination. The first Nomarski prism has a separation angle α 1 , and the second Nomarski prism has a separation angle α 2 . The relationship is α 2 = 2 × α 1 . The ratio of the separation amounts is 2: 1.
In addition, the distance D from the barrel surface of the objective lens to the rear focal position of the objective lens is
Of D in 10 × objective value D 10 = 7.6
The value D 20 of the 20 × objective lens D 20 = 8.0
The value D 40 of the 40 × objective lens D 40 = 8.1
Therefore, Dmax = 8.1 and Dmin = 7.6.
[0023]
In the first embodiment, as shown in the table of FIG. 1, the shear amount becomes the same at the next combination.
A combination of a 10 × objective lens and a first Nomarski prism, and a combination of a 20 × objective lens and a second Nomarski prism.
A combination of a 20 × objective lens and a first Nomarski prism, and a combination of a 40 × objective lens and a second Nomarski prism.
[0024]
Therefore, as shown in the table of FIG. 2, the Nomarski prism C 1 or C 3 on the condenser lens side is commonly used for the 10 × objective lens and the 20 × objective lens, or the 20 × objective lens and the 40 × objective lens. be able to.
[0025]
Therefore, according to the differential interference microscope of the first embodiment, the condenser lens side Nomarski prism can be used in common for two types of objective lenses having different magnifications, and thus six conventional condenser lens side Nomarski prisms are necessary. Thus, differential interference observation is possible with the four Nomarski prisms on the condenser lens side.
[0026]
Second embodiment The differential interference microscope of the second embodiment of the present invention is substantially the same as the configuration shown in FIG. In this embodiment, three types of objective lens side Nomarski prisms are combined with the objective lens. FIG. 3 is a table showing the shear amount when the objective lens side Nomarski prism having different separation angles is combined with the objective lens having different magnifications. FIG. 4 is a table showing combinations of condenser lens side Nomarski prisms used in combination with the objective lens and objective lens side Nomarski prisms shown in FIG. Α 1 , α 2 , and α 3 are separation angles of the objective lens side Nomarski prism.
[0027]
In the differential interference microscope of the second embodiment, three types of objective lens side Nomarski prisms (hereinafter referred to as a first Nomarski prism and a second Nomarski prism) having different separation angles with respect to 10 ×, 20 ×, and 40 × objective lenses. The third Nomarski prism is combined to perform differential interference. The first Nomarski prism has a separation angle α 1 , the second Nomarski prism has a separation angle α 2 , and the third Nomarski prism has a separation angle α 3 . Then, has become α 2 = 2 × α 1,
In addition, the distance D from the barrel surface of the objective lens to the rear focal position of the objective lens is
D value of 10 × objective lens D 10 = 7.8
The value D 20 of the 20 × objective lens D 20 = 8.0
The value D 40 of the 40 × objective lens D 40 = 8.1
Therefore, Dmax = 8.1 and Dmin = 7.8.
[0028]
In the second embodiment, as shown in the table of FIG. 3, the shear amount becomes the same at the next combination.
A combination of a 10 × objective lens and a first Nomarski prism, a combination of a 20 × objective lens and a second Nomarski prism, and a combination of a 40 × objective lens and a third Nomarski prism.
A combination of a 10 × objective lens and a second Nomarski prism, and a combination of a 20 × objective lens and a third Nomarski prism.
A combination of a 20 × objective lens and a first Nomarski prism, and a combination of a 40 × objective lens and a second Nomarski prism.
[0029]
Therefore, as shown in the table of FIG. 4, regarding a 10 × objective lens and a 20 × objective lens, a 20 × objective lens and a 40 × objective lens, or a 10 × objective lens, a 20 × objective lens, and a 40 × objective lens, The Nomarski prism C 2 , C 3 or C 1 on the condenser lens side can be used in common.
[0030]
Therefore, according to the differential interference microscope of the second embodiment, the condenser lens side Nomarski prism can be commonly used for two or three types of objective lenses having different magnifications. Where the Nomarski prism is required, differential interference observation is possible with the five Nomarski prisms on the condenser lens side.
[0031]
Third Embodiment FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the differential interference microscope according to the present invention.
The differential interference microscope of the third embodiment is configured to electrically switch the Nomarski prism on the objective lens side and the condenser lens side. Other configurations are the same as those in the first or second embodiment.
The condenser lens side Nomarski prism is disposed in the
According to the differential interference microscope of the third embodiment, the same effects as those of the differential interference microscope of the first embodiment or the second embodiment described above can be obtained, and the operability is improved.
In FIG. 5, the Nomarski prism is driven by the electric turret, but an electric revolver may be used.
[0032]
As described above, the differential interference microscope according to the present invention has the following features in addition to the invention described in the claims.
[0033]
(1) The transmission-type differential interference microscope according to
1.7 <α 2 / α 1 <2.3
1.7 <α 3 / α 2 <2.3
However, α 1 is the separation angle (unit: rad) between the ordinary ray and the extraordinary ray of the Nomarski prism having the smallest separation angle among the three objective lens side Nomarski prisms, and α 2 is the one among the three objective lens side Nomarski prisms. The separation angle (unit: rad) between the ordinary ray and extraordinary ray of the Nomarski prism with an intermediate separation angle, α 3 is the ordinary ray and extraordinary ray of the Nomarski prism with the largest separation angle among the three objective lens side Nomarski prisms And the separation angle (unit: rad).
[0034]
(2) The transmission-type differential interference microscope according to
[0035]
(3) The transmission-type differential interference microscope according to
[0036]
(4) The transmission type differential interference microscope according to
[0037]
(5) The transmission-type differential interference microscope according to
[0038]
(6) The condenser lens-side Nomarski prism can be electrically inserted into and removed from the optical path. When a combination of the objective lens and the objective-lens-side Nomarski prism is selected, the condenser lens-side Nomarski prism automatically adapted enters the optical path. The transmission type differential interference microscope according to
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the differential interference microscope of the present invention, it is possible to reduce the number of Nomarski prisms used when changing the shear amount by differential interference.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a table showing shear amounts when an objective lens-side Nomarski prism having a different separation angle is combined with an objective lens having a different magnification according to the differential interference microscope of the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing combinations of condenser lens side Nomarski prisms used for combinations of the objective lens and objective lens side Nomarski prisms shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a table showing shearing amounts when an objective lens-side Nomarski prism having a different separation angle is combined with an objective lens having a different magnification according to the differential interference microscope of the second embodiment of the present invention.
4 is a table showing combinations of condenser lens side Nomarski prisms used for combinations of the objective lens and objective lens side Nomarski prisms shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a third embodiment of the differential interference microscope according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration of a transmission differential interference microscope that has been conventionally used.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a shear amount S that influences the appearance of differential interference depending on the separation angle α of the objective lens-side Nomarski prism in the differential interference microscope.
FIG. 8 is a diagram showing a Wollaston prism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。2. The transmission type differential interference microscope according to claim 1, wherein two objective lens side Nomarski prisms can be used for one objective lens, and satisfy the following conditional expression.
1.7 <α 2 / α 1 <2.3
However, α 1 is the separation angle (unit: rad) between the ordinary ray and the extraordinary ray of the Nomarski prism having a small separation angle among the two objective lens side Nomarski prisms, and α 2 is the two objective lens side Nomarski prisms, This is a separation angle (unit: rad) between an ordinary ray and an extraordinary ray of a Nomarski prism having a large separation angle.
|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。The transmission type differential interference microscope according to claim 1, wherein a distance D from the barrel surface of the objective lens to a rear focal position of the objective lens satisfies the following conditional expression.
| Dmax−Dmin | <0.6 (mm)
However, Dmax is the value with the longest distance D in the objective lens to be used, and Dmin is the shortest value.
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