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JP2001188122A - Optical element with dielectric multi-layered film and microscope using same - Google Patents

Optical element with dielectric multi-layered film and microscope using same

Info

Publication number
JP2001188122A
JP2001188122A JP37431199A JP37431199A JP2001188122A JP 2001188122 A JP2001188122 A JP 2001188122A JP 37431199 A JP37431199 A JP 37431199A JP 37431199 A JP37431199 A JP 37431199A JP 2001188122 A JP2001188122 A JP 2001188122A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarized light
microscope
polarization
dichroic mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP37431199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadashi Adachi
貞志 安達
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP37431199A priority Critical patent/JP2001188122A/en
Publication of JP2001188122A publication Critical patent/JP2001188122A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element with a dielectric multi-layered film which can obtain a visual field while suppressing lightness unevenness and color unevenness as much as possible even when the element is arranged in an optical path and a microscope which uses it. SOLUTION: This microscope is equipped with a 1st optical system having a 1st lighting unit and an observation unit and a 2nd optical system having a 2nd lighting unit and an observation unit and the 1st lighting unit and observation unit are equipped with a polarizer 2 and an analyzer 5 respectively; and the 1st observation unit and 2nd observation unit have an objective 4 and an imaging lens 6 which are common and also have between the objective 4 and imaging lens 6 a dichroic mirror 5 equipped with a dielectric multi-layered film having such characteristics that the phase difference between a P-polarized and an S-polarized component generated when light in a wavelength range of 400 to 650 nm is transmitted is <=30 deg. and an optical member which holds the dielectric multi-layered film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体多層膜を有
する光学素子及びそれを用いた顕微鏡に関し、特に顕微
鏡等の光学機器に用いるダイクロイックミラーなどの誘
電体多層膜を有する光学素子及びそれを用いた顕微鏡に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element having a dielectric multilayer film and a microscope using the same, and more particularly to an optical element having a dielectric multilayer film such as a dichroic mirror used for an optical device such as a microscope and the like. It relates to the microscope used.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光学顕微鏡等には、誘電体多層膜
を硝子部材に蒸着して保持したダイクロイックミラーを
光路中、特に偏光光束の光路中に用いて構成する場合が
ある。そのように顕微鏡を構成する場合を以下に示す。
2. Description of the Related Art A conventional optical microscope or the like may be constructed by using a dichroic mirror in which a dielectric multilayer film is deposited and held on a glass member in an optical path, particularly in an optical path of a polarized light beam. The case where the microscope is configured in such a manner will be described below.

【0003】落射偏光顕微鏡や落射微分干渉顕微鏡に
自動焦点検出装置(以下、AFと称する)を組合わせる
場合。落射顕微鏡では、特に金属顕微鏡などの分野にお
いて、焦準機構として、動作の速さからアクティブ方式
のAFが用いられることが多い。図38は、落射偏光顕
微鏡の基本構成例を示す概略構成図である。落射偏光顕
微鏡は、一般に、照明光源1と、第1の偏光手段として
のポラライザ(偏光子)2と、ハーフミラー3と、観察
光学系としての対物レンズ4と、第2の偏光手段として
のアナライザ(検光子)5と、結像レンズ6を備えてい
る。また、照明光源1とポラライザ2との間には、コレ
クターレンズやリレーレンズなどの照明光学系7が配置
されている。尚、落射照明では、対物レンズ4も照明光
学系7の一部として機能し、コンデンサーレンズの役割
を果たす。
[0003] When an automatic focus detection device (hereinafter referred to as AF) is combined with an epi-polarization microscope or an epi-differential interference microscope. In an epi-illumination microscope, an active AF is often used as a focusing mechanism in a field such as a metal microscope in view of the operation speed. FIG. 38 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration example of an epi-polarization microscope. The epi-polarization microscope generally includes an illumination light source 1, a polarizer (polarizer) 2 as a first polarizing unit, a half mirror 3, an objective lens 4 as an observation optical system, and an analyzer as a second polarizing unit. (Analyzer) 5 and an imaging lens 6. An illumination optical system 7 such as a collector lens or a relay lens is disposed between the illumination light source 1 and the polarizer 2. In the epi-illumination, the objective lens 4 also functions as a part of the illumination optical system 7 and plays a role of a condenser lens.

【0004】そして、照明光源1から照明光が様々な偏
光方向を持ったランダム偏光の状態で出射され、照明光
学系7を通過し、ポラライザ2に入射する。ポラライザ
2は、特定の偏光方向のみの光を通過させる特性を有す
る光学素子であり、ポラライザ2に入射した照明光は、
通過する際に特定の偏光方向を持つ光のみが取り出され
て出射される(ここでは、ポラライザ2は偏光方向が紙
面に垂直な偏光成分の光のみを通過させるものとす
る)。ポラライザ2を通過した照明光は、ハーフミラー
3で反射して対物レンズ4を経て標本8を照明する。
Then, illumination light is emitted from the illumination light source 1 in a state of random polarization having various polarization directions, passes through the illumination optical system 7, and enters the polarizer 2. The polarizer 2 is an optical element having a characteristic of transmitting light in a specific polarization direction only. Illumination light incident on the polarizer 2 is:
When passing through, only light having a specific polarization direction is extracted and emitted (here, the polarizer 2 is assumed to pass only light having a polarization component whose polarization direction is perpendicular to the paper). The illumination light passing through the polarizer 2 is reflected by the half mirror 3 and illuminates the sample 8 via the objective lens 4.

【0005】標本8で反射した光は、対物レンズ4、ハ
ーフミラー3を通過し、アナライザ5に入射する。アナ
ライザ5はポラライザ2と同じように、特定の偏光方向
のみの光を通過させる特性を有する光学素子であり、ポ
ラライザの振動方向と直交する振動方向の偏光成分(こ
こでは紙面に水平な方向と同じ方向の偏光成分)の光の
みを通過させるように配置されている。
The light reflected by the sample 8 passes through the objective lens 4 and the half mirror 3, and enters the analyzer 5. Like the polarizer 2, the analyzer 5 is an optical element having a characteristic of transmitting light only in a specific polarization direction. The analyzer 5 has a polarization component in a vibration direction orthogonal to the polarization direction of the polarizer (here, the same as the horizontal direction to the paper surface). (Polarized light component of the direction).

【0006】照明光が標本8で反射したときに偏光方向
が変わらなければ、反射光は紙面に垂直な方向の偏光成
分としてアナライザ5に入射することになるため、アナ
ライザ5を通過することができず、標本8の像は結像さ
れない。一方、照明光が標本8で反射したときに偏光方
向が変わると、紙面に垂直な方向とは異なる偏光方向の
反射光がアナライザ5に入射することになり、その入射
光の中には、紙面に平行な方向の偏光成分の光も含まれ
るため、紙面に平行な偏光成分がアナライザ5を通過
し、結像レンズを経て標本8の像9が結像される。
If the direction of polarization does not change when the illumination light is reflected by the specimen 8, the reflected light will enter the analyzer 5 as a polarized component in a direction perpendicular to the paper surface, and therefore can pass through the analyzer 5. Therefore, the image of the specimen 8 is not formed. On the other hand, if the polarization direction changes when the illumination light is reflected by the sample 8, reflected light having a polarization direction different from the direction perpendicular to the paper surface will be incident on the analyzer 5, and the incident light will include Is included, the polarized light component parallel to the paper surface passes through the analyzer 5, and the image 9 of the sample 8 is formed through the imaging lens.

【0007】図39は、落射微分干渉顕微鏡の基本構成
例を示す概略構成図である。落射微分干渉顕微鏡は、一
般に、図38の落射偏光顕微鏡の構成に加えてハーフミ
ラー3と対物レンズ4との間にノマルスキープリズム
(またはウォラストンプリズム)10を配置して構成さ
れている。
FIG. 39 is a schematic configuration diagram showing an example of the basic configuration of an epi-illumination differential interference microscope. The epi-illumination differential interference microscope generally includes a Nomarski prism (or Wollaston prism) 10 between the half mirror 3 and the objective lens 4 in addition to the configuration of the epi-polarization microscope shown in FIG.

【0008】そして、照明光源1より出射したランダム
な偏光状態の照明光は、照明光学系7を経て、ポラライ
ザ2を介して特定の偏光方向を持つ光のみが取り出さ
れ、ハーフミラー3で反射した後、ノマルスキープリズ
ム10に入射し、ノマルキープリズム10を介して互い
に振動面が垂直な2つの直線偏光に分離され(ここで
は、紙面に対し45°の2つの偏光成分に分離されるも
のとする)て対物レンズ4を経て標本8に入射する。2
つの直線偏光成分は、標本8で反射した後、再度対物レ
ンズ4を経て再度ノマルスキープリズム10に入射し、
ノマルスキープリズム10を介して1つに合成される。
その後、合成された2つの偏光成分はアナライザ5を介
して干渉させられて、結像レンズ6を経て標本8の干渉
像9として結像される。
The illumination light of a random polarization state emitted from the illumination light source 1 passes through the illumination optical system 7 and only light having a specific polarization direction is extracted through the polarizer 2 and reflected by the half mirror 3. Thereafter, the light enters the Nomarski prism 10 and is separated into two linearly polarized light beams whose vibration planes are perpendicular to each other via the Nomarski prism 10 (here, it is assumed that the light is separated into two polarized light components at 45 ° to the paper surface). ), And enters the sample 8 via the objective lens 4. 2
The two linearly polarized light components are reflected by the sample 8 and then re-enter the Nomarski prism 10 via the objective lens 4 again.
They are combined into one through the Nomarski prism 10.
Thereafter, the combined two polarized light components are caused to interfere with each other via the analyzer 5, and form an interference image 9 of the sample 8 via the imaging lens 6.

【0009】図40は光学顕微鏡に用いられるアクティ
ブ型AFの従来例を示す概略構成図である。レーザ光源
11から出射したレーザービームは、コリメータレンズ
12を介して光軸に平行な光束とされた後、光路中に配
置された遮蔽板13によって平行光束の半分が遮断さ
れ、残りの半分の平行光束が偏光ビームスプリッタ14
によって反射されてλ/4板15を通り集光レンズ16
によって、結像レンズ18の像側焦点位置Pに集光され
る。
FIG. 40 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of an active AF used for an optical microscope. The laser beam emitted from the laser light source 11 is converted into a light beam parallel to the optical axis via a collimator lens 12, and then a half of the parallel light beam is cut off by a shielding plate 13 arranged in the optical path, and the other half of the parallel light beam is cut off. The light beam is polarized beam splitter 14
Is reflected by the light and passes through the λ / 4 plate 15
As a result, the light is focused on the image-side focal position P of the imaging lens 18.

【0010】さらに、この光線のうち特定波長域の光の
みがダイクロイックプリズム17によって反射され、結
像レンズ18、対物レンズ19を順に介して、被検査体
である標本8が載置された被測定面上に集光されるよう
になっている。また、被測定面に載置された標本8で反
射した反射光は、対物レンズ19、結像レンズ18を経
てダイクロイックプリズム17に入射する。この入射光
のうち、ダイクロイックプリズム17を透過した光は、
接眼レンズ20を介して観察される。ダイクロイックプ
リズム17で反射した特定波長域の光は、集光レンズ1
6、λ/4板15を経て、偏光ビームスプリッタ14を
通過し、遮蔽板21、集光レンズ22を介して、集光レ
ンズ16の集光位置に配置された二分割受光素子23に
集光されるようになっている。
Further, only the light of a specific wavelength range among the light beams is reflected by the dichroic prism 17 and passes through the imaging lens 18 and the objective lens 19 in order, and the measurement object on which the specimen 8 is placed is measured. The light is focused on the surface. The reflected light reflected by the sample 8 placed on the surface to be measured enters the dichroic prism 17 via the objective lens 19 and the imaging lens 18. Of the incident light, the light transmitted through the dichroic prism 17 is
It is observed through the eyepiece 20. The light in the specific wavelength range reflected by the dichroic prism 17 is
6. The light passes through the polarization beam splitter 14 via the λ / 4 plate 15 and is condensed on the two-division light receiving element 23 disposed at the condensing position of the condensing lens 16 via the shielding plate 21 and the condensing lens 22. It is supposed to be.

【0011】二分割受光素子23は、光電変換素子であ
り、被測定面からの反射光をこれに対応した二つの電気
信号に変換した後、各々の電気信号を信号処理系24に
送出する。そして、この信号処理系24において所定の
演算を行い、被測定面の変位信号を得ることができるよ
うになっている。
The two-divided light receiving element 23 is a photoelectric conversion element, converts reflected light from the surface to be measured into two corresponding electric signals, and sends out each electric signal to the signal processing system 24. The signal processing system 24 performs a predetermined operation to obtain a displacement signal of the measured surface.

【0012】このようなAFにおいては、通常、赤外域
のレーザーを使用するため、ダイクロイックプリズム1
7は、観察用の可視光を透過し且つ赤外光を反射する特
性を備えている。
In such an AF, since a laser in the infrared region is usually used, the dichroic prism 1
Reference numeral 7 has a characteristic of transmitting visible light for observation and reflecting infrared light.

【0013】また、AFは、レーザー光源11側と焦点
検出系(二分割受光素子23,信号処理系24等)側と
の光路分割を偏光ビームスプリッタ14及びλ/4板1
5で行うようになっている。このため、落射偏光顕微鏡
や落射微分干渉顕微鏡にこのようなAFを組み合わせる
場合には、ダイクロイックプリズム17の標本8側には
AFからの偏光に影響を与えるアナライザなどの光学要
素を配置することができない。
In the AF, the optical path division between the laser light source 11 and the focus detection system (two-division light receiving element 23, signal processing system 24, etc.) is divided by the polarization beam splitter 14 and the λ / 4 plate 1
5 is performed. Therefore, when such an AF is combined with an epi-polarization microscope or an epi-differential interference microscope, an optical element such as an analyzer that affects the polarization from the AF cannot be arranged on the sample 8 side of the dichroic prism 17. .

【0014】また、AFにおいては、ハーフミラーなど
は光量の損失が大きいためにダイクロイックプリズムの
代わりには使用できない。さらに、AFを顕微鏡の照明
系に配置することは可能であるが、それでは照明系を用
いない暗視野観察時にAFを用いることができなくなっ
てしまう。従って、従来、落射偏光顕微鏡や落射微分干
渉顕微鏡に図40のようなAFを組み合せて構成する場
合には、ダイクロイックプリズム17を、図38,39
のそれぞれにおいて、ハーフミラー3とアナライザ5と
の間に配置すると共に、ダイクロイックプリズム17の
反射側に図40の集光レンズ16から信号処理系24ま
での光学要素をAF光学系として配置していた。
In AF, a half mirror or the like cannot be used in place of a dichroic prism because of a large loss of light amount. Further, although it is possible to dispose the AF in the illumination system of the microscope, it becomes impossible to use the AF during dark-field observation without using the illumination system. Therefore, conventionally, when an AF as shown in FIG. 40 is combined with an epi-polarization microscope or an epi-differential interference microscope, the dichroic prism 17 is used as shown in FIGS.
In each case, the optical element from the condenser lens 16 to the signal processing system 24 in FIG. 40 is arranged as an AF optical system on the reflection side of the dichroic prism 17 while being arranged between the half mirror 3 and the analyzer 5. .

【0015】透過偏光顕微鏡や透過微分干渉顕微鏡に
おいて落射蛍光観察を行う場合。図41は透過偏光顕微
鏡の基本構成例を示す概略構成図である。透過偏光顕微
鏡は、一般に、照明光源1と、第1の偏光手段としての
ポラライザ2と、照明光学系7と、観察光学系としての
対物レンズ4と、第2の偏光手段としてのアナライザ5
と、結像レンズ6を有している。そして、照明光源1か
ら出射したランダムな偏光状態の照明光は、ポラライザ
2を介して特定方向の直線偏光成分のみが取り出され、
照明光学系7を経て標本8に入射し、標本8を透過した
光が対物レンズ4を経て、アナライザ5に入射し、標本
8を透過した光のうち偏光方向が変えられた偏光成分が
アナライザ5を通過して、結像レンズ6を経て標本8の
像が結像されるようになっている。
When epi-illumination fluorescence observation is performed with a transmission polarization microscope or a transmission differential interference microscope. FIG. 41 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration example of a transmission polarization microscope. The transmission polarization microscope generally includes an illumination light source 1, a polarizer 2 as a first polarization unit, an illumination optical system 7, an objective lens 4 as an observation optical system, and an analyzer 5 as a second polarization unit.
And an imaging lens 6. Then, from the illumination light of a random polarization state emitted from the illumination light source 1, only a linear polarization component in a specific direction is extracted through the polarizer 2,
Light incident on the sample 8 via the illumination optical system 7, light transmitted through the sample 8 is incident on the analyzer 5 via the objective lens 4, and a polarized component of the light transmitted through the sample 8 whose polarization direction has been changed is analyzed by the analyzer 5. Passes through the imaging lens 6 to form an image of the specimen 8.

【0016】図42は透過微分干渉顕微鏡の基本構成例
を示す概略構成図である。透過微分干渉顕微鏡は、一般
に、図41の透過偏光顕微鏡の構成に加えてポラライザ
2と照明光学系7との間、及び対物レンズ4とアナライ
ザ5との間にそれぞれノマルスキープリズム(またはウ
ォラストンプリズム)10,10'が配置されている。
そして、照明光源1より出射したランダムな偏光状態の
照明光は、ポラライザ2を介して特定の偏光方向を持つ
光のみが取り出された後、ノマルスキープリズム10に
入射し、ノマルスキープリズム10を介して互いに振動
面が垂直な2つの直線偏光に分離され、照明光学系7を
経て、標本8に入射する。2つの直線偏光成分は、標本
8を透過した後、対物レンズ4を経てノマルスキープリ
ズム10'に入射し、ノマルスキープリズム10'を介し
て1つに合成される。その後、合成された2つの偏光成
分は、アナライザ5を介して干渉させられて、結像レン
ズ6を経て標本8の干渉像として結像される。
FIG. 42 is a schematic configuration diagram showing an example of the basic configuration of a transmission differential interference microscope. The transmission differential interference microscope generally has a Nomarski prism (or Wollaston prism) between the polarizer 2 and the illumination optical system 7 and between the objective lens 4 and the analyzer 5 in addition to the configuration of the transmission polarization microscope of FIG. 10, 10 'are arranged.
Then, as for the illumination light of a random polarization state emitted from the illumination light source 1, only light having a specific polarization direction is extracted through the polarizer 2, then enters the Nomarski prism 10, and passes through the Nomarski prism 10 to each other. The vibrating surface is separated into two perpendicular linearly polarized lights, and enters the sample 8 via the illumination optical system 7. After passing through the sample 8, the two linearly polarized light components enter the Nomarski prism 10 'through the objective lens 4, and are combined into one through the Nomarski prism 10'. Thereafter, the two combined polarization components are caused to interfere with each other via the analyzer 5, and are formed as an interference image of the sample 8 via the imaging lens 6.

【0017】ところで、医学、生物学の分野などにおい
て、細胞や組織の輪郭を立体的に観察すると同時に蛍光
標識を施した蛋白や遺伝子等の位置を観察する場合には
落射蛍光顕微鏡が用いられる。図43,図44は落射蛍
光観察顕微鏡を透過偏光顕微鏡及び透過微分干渉顕微鏡
に夫々組み合わせた顕微鏡の概略構成図である。水銀灯
などの落射光源26から発せられた光は、励起フィルタ
ー27に導かれ、励起フィルター27を通過した光は、
ダイクロイックミラー28で反射して標本8へ向かう。
標本8で発光した蛍光は、照明光源1からの像と同様に
対物レンズ4により集められダイクロイックミラー28
及び吸収フィルター29を透過し、結像レンズ6を経て
結像されるようになっている。
In the field of medicine, biology, and the like, an epi-fluorescence microscope is used for observing the contours of cells and tissues in three dimensions and at the same time observing the positions of fluorescently labeled proteins and genes. FIGS. 43 and 44 are schematic configuration diagrams of microscopes in which the epi-illumination fluorescence observation microscope is combined with a transmission polarization microscope and a transmission differential interference microscope, respectively. Light emitted from an epi-illumination light source 26 such as a mercury lamp is guided to an excitation filter 27, and light passing through the excitation filter 27 is
The light is reflected by the dichroic mirror 28 and travels toward the specimen 8.
Fluorescence emitted from the specimen 8 is collected by the objective lens 4 in the same manner as the image from the illumination light source 1 and collected by the dichroic mirror 28.
The light passes through the absorption filter 29 and passes through the imaging lens 6 to form an image.

【0018】このように落射蛍光においては励起光で標
本を照明して標本からの蛍光を観察するが、蛍光の明る
さを確保するため、光量損失の大きいハーフミラーを用
いないでダイクロイックミラーを使用する。また、蛍光
観察の際には、透明標本に輪郭をつけるために透過微分
干渉観察される場合が多い。また、標本からダイクロイ
ックミラーの間にアナライザなどの偏光手段が配置され
ていると、蛍光の照明強度が落ちるため、ダイクロイッ
クミラーを透過した後の光路に偏光手段が配置される
(なお、照明光源1からの光路でみた場合には、ダイク
ロイックミラーには照明光源1からの偏光が入射す
る)。
As described above, in the case of epi-illumination fluorescent light, the specimen is illuminated with excitation light and the fluorescence from the specimen is observed. I do. Further, in fluorescence observation, transmission differential interference observation is often performed in order to outline the transparent sample. Further, if a polarizing means such as an analyzer is arranged between the sample and the dichroic mirror, the illumination intensity of the fluorescent light is reduced. Therefore, the polarizing means is arranged on the optical path after passing through the dichroic mirror (the illumination light source 1). When viewed from the optical path from, the polarized light from the illumination light source 1 enters the dichroic mirror).

【0019】このような、偏光の光路中にダイクロイッ
クミラー等を配置した顕微鏡の公知例としては、例え
ば、特開平9−179034号に記載の落射微分干渉顕
微鏡や、特開平8−334700号に記載のアクティブ
AFを用いた顕微鏡などがある。
Known examples of such a microscope in which a dichroic mirror or the like is arranged in the optical path of polarized light include, for example, an epi-illumination differential interference microscope described in JP-A-9-179034 and JP-A-8-334700. Microscope using the active AF.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−334700号や特開平9−179034号に記載
の顕微鏡のように、顕微鏡の光路中にダイクロイックミ
ラー等を配置した場合には、観察視野内の左右で明るさ
ムラや色ムラが生じてしまうという問題があった。
However, when a dichroic mirror or the like is arranged in the optical path of the microscope, as in the microscopes described in JP-A-8-334700 and JP-A-9-179034, the observation field of view is reduced. There is a problem that brightness unevenness and color unevenness occur on the left and right sides.

【0021】そこで、本発明は、上記課題に着目してな
されたもので、光路中に配置しても明るさムラや色ムラ
を極力抑えた視野を得ることができる誘電体多層膜を有
する光学素子及びそれを用いた顕微鏡を提供することを
目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has an optical system having a dielectric multilayer film capable of obtaining a field of view with minimized brightness unevenness and color unevenness even when arranged in an optical path. It is an object to provide an element and a microscope using the element.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明による誘電体多層
膜を有する光学素子は、400〜650nmの波長域に
おける光が透過する際に生じるP偏光成分とS偏光成分
との位相差が、30°以下である特性の誘電体多層膜と
該誘電体多層膜を保持する光学部材とを備えたことを特
徴とする。
The optical element having the dielectric multilayer film according to the present invention has a phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component, which is generated when light in the wavelength range of 400 to 650 nm is transmitted, is 30. ° or less, and an optical member holding the dielectric multilayer film.

【0023】また、本発明による誘電体多層膜を有する
光学素子を用いた顕微鏡は、第1の照明ユニット及び観
察ユニットを有する第1の光学系と第2の照明ユニット
及び観察ユニットを有する第2の光学素子を備え、前記
第1の照明ユニットと観察ユニットはそれぞれ偏光部材
を備え、前記第1の観察ユニットと前記第2の観察ユニ
ットは共通の対物レンズと結像レンズを有すると共に、
400〜650nmの波長域における光が透過する際に
生じるP偏光成分とS偏光成分との位相差が、30°以
下である特性の誘電体多層膜と該誘電体多層膜を保持す
る光学部材とを備えた光学素子を、前記対物レンズと前
記結像レンズとの間に配置したことを特徴とする。
Further, a microscope using an optical element having a dielectric multilayer film according to the present invention has a first optical system having a first illumination unit and an observation unit, and a second optical system having a second illumination unit and an observation unit. The first illumination unit and the observation unit each include a polarizing member, and the first observation unit and the second observation unit have a common objective lens and an imaging lens,
A dielectric multilayer film having a characteristic in which a phase difference between a P-polarized component and an S-polarized component generated when light in a wavelength range of 400 to 650 nm is 30 ° or less, and an optical member holding the dielectric multilayer film. Wherein an optical element having the following structure is disposed between the objective lens and the imaging lens.

【0024】また、本発明による誘電体多層膜を有する
光学素子を用いた顕微鏡は、照明ユニット及び観察ユニ
ットを有する第1の光学系と焦点検出光学系とを備え、
前記照明ユニットと観察ユニットはそれぞれ偏光部材を
備え、前記第1の光学系は前記焦点検出光学系と共通の
対物レンズを有し、400nm〜650nmの波長域に
おける光が透過する際に生じるP偏光成分とS偏光成分
との位相差が、30°以下である特性の誘電体多層膜と
該誘電体多層膜を保持する光学部材とを備えた光学素子
を、前記対物レンズと前記第1の光学系の結像レンズの
間に配置したことを特徴とする。
Further, a microscope using an optical element having a dielectric multilayer film according to the present invention includes a first optical system having an illumination unit and an observation unit, and a focus detection optical system.
The illumination unit and the observation unit each include a polarizing member, the first optical system has an objective lens common to the focus detection optical system, and P-polarized light generated when light in a wavelength range of 400 nm to 650 nm is transmitted. An optical element including a dielectric multilayer film having a characteristic in which the phase difference between the component and the S-polarized component is 30 ° or less, and an optical member holding the dielectric multilayer film. It is characterized by being arranged between the imaging lenses of the system.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本願発明者は、上述のそれぞれの
顕微鏡に配置されるダイクロイックミラーの光学特性、
特に偏光特性に着目してシミュレーションを行い明るさ
ムラや色ムラの原因を解析した。その結果、直線偏光が
ダイクロイックミラーに入射し透過する際に、直線偏光
のP偏光成分とS偏光成分とで位相差が生じることが明
るさムラや色ムラの原因であり、その位相差が大きけれ
ば大きいほど明るさムラや色ムラが大きくなることが判
明した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The inventor of the present invention has proposed the optical characteristics of a dichroic mirror arranged in each of the above-mentioned microscopes,
In particular, simulations were performed with a focus on polarization characteristics, and the causes of brightness unevenness and color unevenness were analyzed. As a result, when linearly polarized light enters the dichroic mirror and passes through, a phase difference occurs between the P-polarized light component and the S-polarized light component of the linearly polarized light, which causes brightness unevenness and color unevenness. It was found that the larger the size, the larger the brightness unevenness and color unevenness.

【0026】例えば、偏光顕微鏡観察において、ダイク
ロイックミラーに入射する軸上物点からの光束(軸上光
束)は、P偏光成分かS偏光成分のいずれか一方のみの
偏光成分であるため、ダイクロイックミラーを透過した
ときに直線偏光となるが、軸外物点からの光束(軸外光
束)は、P偏光成分とS偏光成分の両方を含んでいるた
め、ダイクロイックミラーを透過する際にP偏光とS偏
光とで位相差が発生し、その位相差の量が大きいと直線
偏光が楕円偏光になり、そのために視野に明るさムラが
生じたり、視野が色付いたりしてしまうことが判明し
た。また、微分干渉顕微鏡観察において、ダイクロイッ
クミラーに入射する光束は、軸上光束及び軸外光束のい
ずれもノマルスキープリズムなどの偏光分離合成手段を
介してS偏光とP偏光の両方を含んでいるため、上記と
同様にダイクロイックミラーを透過する際にP偏光とS
偏光とで位相差が発生し、視野に明るさムラが生じた
り、視野が色付いたりしてしまうことが判明した。
For example, in observation with a polarizing microscope, a light beam (on-axis light beam) from an on-axis object point incident on the dichroic mirror is a polarization component of only one of the P-polarized component and the S-polarized component. When transmitted through the dichroic mirror, the light becomes linearly polarized light, but the light flux from the off-axis object point (off-axis light flux) contains both the P-polarized light component and the S-polarized light component. It has been found that a phase difference occurs with the S-polarized light, and when the amount of the phase difference is large, the linearly polarized light becomes elliptically polarized light, which causes unevenness in brightness in the visual field or coloring of the visual field. Further, in the observation with the differential interference microscope, since the light beam incident on the dichroic mirror includes both the S-polarized light and the P-polarized light through the polarization separation / synthesizing means such as the Nomarski prism, both of the on-axis light beam and the off-axis light beam, As described above, P-polarized light and S-polarized light
It has been found that a phase difference occurs between the polarized light and the polarized light, causing unevenness in brightness in the visual field and coloring of the visual field.

【0027】以下、本発明の実施例について図面を用い
て詳細に説明する。実施例1 図1は本発明による誘電体多層膜を有する光学素子を用
いた顕微鏡の第1実施例を示す図であり、透過偏光顕微
鏡に落射蛍光顕微鏡を組み合わせた顕微鏡の概略構成図
である。図2は光軸上における偏光状態を光の進行方向
に沿って見た場合の状態説明図であり、(a)は照明光源
より出射した直後の位置aにおける偏光状態、(b)はポ
ラライザを通過した直後の位置bにおける偏光状態、
(c)はアナライザを通過した直後の位置cにおける偏光
状態を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a microscope using an optical element having a dielectric multilayer film according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a microscope in which an epifluorescence microscope is combined with a transmission polarization microscope. FIGS. 2A and 2B are state explanatory diagrams when the polarization state on the optical axis is viewed along the traveling direction of light. FIG. 2A shows the polarization state at a position a immediately after emission from an illumination light source, and FIG. Polarization state at position b immediately after passing,
(c) shows the polarization state at the position c immediately after passing through the analyzer.

【0028】本実施例の顕微鏡は、第1の光学系である
透過偏光顕微鏡を構成する光学系として、照明光源1
と、第1の偏光手段としてのポラライザ(偏光子)2
と、観察光学系としての対物レンズ4と、第2の偏光手
段としてのアナライザ(検光子)5と、結像レンズ6を
備えている。また、照明光源1とポラライザ2との間に
は、照明光学系を構成するレンズ7,7'、ミラー30
が配置され、標本8とポラライザ2との間には、コンデ
ンサレンズ7''が配置されている。そして、照明光源1
からコンデンサレンズ7''までの光学要素が第1の照明
ユニットを、対物レンズ4から結像レンズ6までの光学
要素が第1の観察ユニットをそれぞれ構成している。
The microscope according to the present embodiment has an illumination light source 1 as an optical system constituting a transmission polarization microscope as a first optical system.
And a polarizer (polarizer) 2 as first polarizing means
And an objective lens 4 as an observation optical system, an analyzer (analyzer) 5 as a second polarizing means, and an imaging lens 6. Further, between the illumination light source 1 and the polarizer 2, lenses 7, 7 'constituting an illumination optical system and a mirror 30 are provided.
Is arranged, and a condenser lens 7 ″ is arranged between the specimen 8 and the polarizer 2. And the illumination light source 1
The optical elements from to the condenser lens 7 ″ constitute a first illumination unit, and the optical elements from the objective lens 4 to the imaging lens 6 constitute a first observation unit.

【0029】また、第2の光学系である落射蛍光顕微鏡
を構成する光学系として、水銀灯などの落射光源26
と、励起フィルタ27と、ダイクロイックミラー28と
吸収フィルタ29を備えている。ダイクロイックミラー
28は、対物レンズ4とアナライザ5との間に配置され
ている。また、落射光源26と励起フィルタ27との間
に照明光学系を構成するレンズ7'''が配置されてい
る。そして、落射光源26からダイクロイックミラー2
8を介して対物レンズ4までの光学要素が第2の照明ユ
ニットを、対物レンズ4から吸収フィルタ29、結像レ
ンズ6までの光学要素が第2の観察ユニットをそれぞれ
構成している。
As an optical system constituting an epi-fluorescence microscope which is a second optical system, an epi-light source 26 such as a mercury lamp is used.
, An excitation filter 27, a dichroic mirror 28, and an absorption filter 29. The dichroic mirror 28 is arranged between the objective lens 4 and the analyzer 5. Further, a lens 7 ′ ″ constituting an illumination optical system is disposed between the incident light source 26 and the excitation filter 27. Then, the dichroic mirror 2 is
The optical elements from the objective lens 4 to the objective lens 4 constitute a second illumination unit, and the optical elements from the objective lens 4 to the absorption filter 29 and the imaging lens 6 constitute a second observation unit.

【0030】そして、第2の光学系において、落射光源
26から発せられた光は、レンズ7'''を経て励起フィ
ルター27に導かれ、励起フィルター27を通過した光
は、ダイクロイックミラー28で反射して標本8へ向か
い、標本8で発光した蛍光が、照明光源1からの像と同
様に対物レンズ4により集められダイクロイックミラー
28及び吸収フィルター29を透過し、結像レンズ6に
より結像されるようになっている。
Then, in the second optical system, the light emitted from the epi-illumination light source 26 is guided to the excitation filter 27 through the lens 7 ′ ″, and the light passing through the excitation filter 27 is reflected by the dichroic mirror 28. Then, the fluorescent light emitted from the sample 8 is collected by the objective lens 4 like the image from the illumination light source 1, passes through the dichroic mirror 28 and the absorption filter 29, and is imaged by the imaging lens 6. It has become.

【0031】第1の光学系においては、照明光源1から
照明光が、図2(a)に示すように、様々な偏光方向(図
示する直線偏光以外に楕円偏光・円偏光を含む)を持っ
たランダム偏光の状態で出射され、レンズ7、ミラー3
0、レンズ7'を経て、ポラライザ2に入射する。ポラ
ライザ2に入射した照明光は、図2(b)に示すように、
通過する際にポラライザ2の振動方向に一致する特定の
偏光方向を持つ光のみが取り出されて出射される(例え
ば、ここでは、偏光方向が図1の紙面に垂直な偏光成分
の光のみを通過させるものとする)。ポラライザ2を通
過した照明光は、コンデンサレンズ7''を経て標本8を
照明する。
In the first optical system, the illumination light from the illumination light source 1 has various polarization directions (including elliptically polarized light and circularly polarized light in addition to the illustrated linearly polarized light) as shown in FIG. The light is emitted in the state of random polarized light,
0, and enters the polarizer 2 via the lens 7 '. The illumination light incident on the polarizer 2 is, as shown in FIG.
When passing through, only light having a specific polarization direction that matches the vibration direction of the polarizer 2 is extracted and emitted (for example, here, only light of a polarization component whose polarization direction is perpendicular to the plane of FIG. 1 is passed. Shall be allowed). The illumination light having passed through the polarizer 2 illuminates the specimen 8 via the condenser lens 7 ″.

【0032】標本8を透過した光は、対物レンズ4、ダ
イクロイックミラー28を経て、アナライザ5に入射す
る。アナライザ5はポラライザ2と同じように、特定の
偏光方向のみの光を通過させる特性を有する光学素子で
あり、ポラライザの振動方向と直交する振動方向の偏光
成分(ここでは図1の紙面に平行な方向の偏光成分)の
光のみを通過させるように配置されている。
The light transmitted through the sample 8 enters the analyzer 5 via the objective lens 4 and the dichroic mirror 28. Like the polarizer 2, the analyzer 5 is an optical element having a characteristic of transmitting light in a specific polarization direction only. The analyzer 5 has a polarization component in a vibration direction orthogonal to the polarization direction of the polarizer (here, a component parallel to the plane of FIG. 1). (Polarized light component of the direction).

【0033】標本において光の振動面を変化させる要素
がない場合には、照明光が標本8を透過したときに偏光
方向が変わらず、透過光は紙面に垂直な方向の偏光成分
としてアナライザ5に入射することになるため、透過光
はアナライザ5を通過することができず、標本8の像は
結像されない。一方、照明光が標本8を透過したときに
散乱などにより偏光方向が変わると、紙面に垂直な方向
とは異なる偏光方向の偏光成分を含んだ透過光がアナラ
イザ5に入射することになり、紙面に平行な方向の偏光
成分の光も含まれるため、図2(c)に示すような、紙面
に平行な偏光成分がアナライザ5を通過し、結像レンズ
6を経て標本8の像9が結像される。
When there is no element that changes the vibration plane of the light in the sample, the polarization direction does not change when the illumination light passes through the sample 8, and the transmitted light is transmitted to the analyzer 5 as a polarization component in a direction perpendicular to the paper surface. Since the light is incident, the transmitted light cannot pass through the analyzer 5 and the image of the sample 8 is not formed. On the other hand, if the polarization direction changes due to scattering or the like when the illumination light passes through the sample 8, the transmitted light including a polarization component having a polarization direction different from the direction perpendicular to the paper surface enters the analyzer 5, and 2C, the polarized light component parallel to the paper surface passes through the analyzer 5, and the image 9 of the sample 8 is formed through the imaging lens 6, as shown in FIG. Imaged.

【0034】このような構成の偏光顕微鏡における標本
からの軸上及び軸外の偏光光束を図1に示すような偏光
顕微鏡を矢印A方向から見た部分側面図として図3に示
す。図3では、アナライザの振動方向は、紙面に対して
垂直で、ポラライザの振動方向は紙面に対して平行であ
る。ダイクロイックミラー28に入射する前の軸外光束
1の振動方向は、軸上光束L0の振動方向と同様に、ア
ナライザ5の振動方向に対して直交しているが、図3に
示すように、軸外光束L1が軸上光束L0に対して傾斜し
ているため、軸上光束L0の振動方向の向きに対して傾
いたものとなっている。
FIG. 3 is a partial side view of a polarized light microscope as shown in FIG. 1 viewed from the direction of the arrow A, showing the on-axis and off-axis polarized light beams from the sample in the polarizing microscope having such a configuration. In FIG. 3, the vibration direction of the analyzer is perpendicular to the paper surface, and the vibration direction of the polarizer is parallel to the paper surface. The vibration direction of the off-axis light beam L 1 before being incident on the dichroic mirror 28 is orthogonal to the vibration direction of the analyzer 5 as in the vibration direction of the on-axis light beam L 0 , as shown in FIG. since the Jikugaikotaba L 1 is inclined relative to the axial light beam L 0, which is what was inclined with respect to the vibration direction of the orientation of the axial beam L 0.

【0035】この点に関し、図4、図5を用いてダイク
ロイックミラー入射時の様子をさらに詳しく説明する。
図4は、図3の顕微鏡においてダイクロイックミラーに
入射する軸上光と軸外光がダイクロイックミラーを透過
するときにできる偏光面を示す状態説明図である。な
お、図4においては、説明の便宜上、軸外光束L1の位
置を図3とは異ならせて示すと共に、軸上光及び軸外光
を光線として示している。なお、MXはダイクロイック
ミラーに入射する前の軸上光線L0の偏光方向と軸外光
線L1の偏光方向に平行な面を示している。即ち、ダイ
クロイックミラーに入射する前の軸上光線L0の偏光方
向と軸外光線L1の偏光方向は共にアナライザの振動方
向に対し垂直な方向を向いている。
With respect to this point, the state at the time of incidence on the dichroic mirror will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 4 is a state explanatory view showing a polarization plane formed when on-axis light and off-axis light entering the dichroic mirror pass through the dichroic mirror in the microscope of FIG. In FIG. 4, for convenience of explanation, the illustrated varied from 3 positions of Jikugaikotaba L 1, shows the on-axis light and off-axis light as rays. Incidentally, M X denotes the plane parallel to the polarization direction of the polarization direction and the off-axis light beam L 1 of the axial rays L 0 before entering the dichroic mirror. That is, the polarization direction of the polarization direction and the off-axis light beam L 1 of the axial rays L 0 before entering the dichroic mirror are both oriented perpendicular to the vibration direction of the analyzer.

【0036】図5はダイクロイックミラーを透過後の軸
上光及び軸外光の偏光状態をそれぞれ光線の進行方向側
にみて示す図であり、(a)は軸上光線の偏光状態、(b)は
軸外光線の偏光状態を示している。なお、図5(a),(b)
においてそれぞれの光線の進行方向は紙面に対し垂直で
ある。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the polarization states of the on-axis light and the off-axis light after passing through the dichroic mirror, respectively, as viewed in the traveling direction of the light beam. FIG. Indicates the polarization state of off-axis rays. 5 (a), 5 (b)
In, the traveling direction of each light beam is perpendicular to the paper surface.

【0037】図4において、ダイクロイックミラーに入
射した光は、光線を含みダイクロイックミラー面に対し
垂直な面にP偏光面を形成する。即ち、ダイクロイック
ミラー28に入射した軸上光線L0のP偏光面は、軸上
光線L0を含みダイクロイックミラー面Mdに対し垂直な
面M0となり、ダイクロイックミラー28に入射する軸
上光線L0の直線偏光成分の振動方向に対し垂直な(即
ち、アナライザの振動方向に一致する)面M'0に一致す
る。これに対し、ダイクロイックミラー28に入射した
軸外光線L1のP偏光面は、斜線で示すように、軸外光
線L1を含みダイクロイックミラー面Mdに対し垂直な面
1となり、ダイクロイックミラー28に入射する軸外
光線L1の直線偏光成分の振動方向に対し垂直な(即
ち、アナライザの振動方向に一致する)面M'1に一致し
なくなる。
In FIG. 4, the light incident on the dichroic mirror includes a light ray and forms a P-polarized plane on a plane perpendicular to the dichroic mirror surface. That is, dichroic P polarization plane of the axial ray L 0 incident on the dichroic mirror 28, the axial ray incident surface perpendicular M 0 becomes to dichroic mirror surface M d comprises an axial ray L 0, the dichroic mirror 28 L It coincides with a plane M ' 0 perpendicular to the vibration direction of the linearly polarized light component of 0 (that is, coincides with the vibration direction of the analyzer). In contrast, dichroic P polarization plane of dichroic mirror 28 axis ray L 1 incident on, as shown by oblique lines, vertical plane M 1 next to the dichroic mirror surface M d include off-axis rays L 1, dichroic mirror The plane M ′ 1 does not coincide with the plane M ′ 1 perpendicular to the vibration direction of the linearly polarized light component of the off-axis light ray L 1 incident on 28 (that is, coincides with the vibration direction of the analyzer).

【0038】P偏光とS偏光はダイクロイックミラー面
を透過することにより位相差を生じるが、軸上光線L0
はダイクロイックミラー面を透過しても、P偏光とS偏
光のいずれか一方の偏光成分(本実施例ではS偏光成
分)のまま分離しないため、位相差は生じない。このた
めダイクロイックミラーを透過した軸上光線L0は、図
5(a)に示すように、ダイクロイックミラーに入射する
ときの偏光状態と同じS偏光成分のみの直線偏光とな
る。S偏光成分のみの直線偏光は、振動方向がS偏光成
分と直交するアナライザを透過しないため、視野の中心
は暗黒状態となる。
[0038] Although P-polarized light and S polarized produces a phase difference transmitted through the dichroic mirror surface, the axial ray L 0
When transmitted through the dichroic mirror surface, either one of the P-polarized light and the S-polarized light (in this embodiment, the S-polarized light component) is not separated and does not cause a phase difference. For this reason, as shown in FIG. 5A, the on-axis light beam L 0 transmitted through the dichroic mirror becomes linearly polarized light having only the same S-polarized component as the polarization state when entering the dichroic mirror. Since the linearly polarized light having only the S-polarized light component does not pass through the analyzer whose vibration direction is orthogonal to the S-polarized light component, the center of the visual field is in a dark state.

【0039】これに対し、軸外光線L1は、ダイクロイ
ックミラー面を透過するときに、図4に示すように、P
偏光面M1と軸外光線L1の直線偏光成分の振動方向に対
し垂直な面M'1とが一致しなくなり、P偏光とS偏光の
両方の成分を含むようになるため、P偏光成分とS偏光
成分とで位相差が生じる。位相差が生じた軸外光線は、
図5(b)に実線で示すような楕円偏光になる。楕円偏光
がアナライザに入射すると、P偏光成分がアナライザを
抜けてしまい視野が明るくなってしまう。また、波長ご
とにダイクロイックミラーで発生するP偏光成分とS偏
光成分との位相差が異なれば、色づいてしまうことにな
る。
On the other hand, when the off-axis ray L 1 passes through the dichroic mirror surface, as shown in FIG.
Since the plane of polarization M 1 and the plane M ′ 1 perpendicular to the vibration direction of the linearly polarized light component of the off-axis light beam L 1 do not coincide with each other and contain both P-polarized light and S-polarized light, the P-polarized light component And an S-polarized light component produce a phase difference. Off-axis rays with a phase difference are
It becomes elliptically polarized light as shown by the solid line in FIG. When elliptically polarized light enters the analyzer, the P-polarized light component passes through the analyzer and the field of view becomes bright. Also, if the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component generated by the dichroic mirror differs for each wavelength, the color will be colored.

【0040】ここで、図4における光軸と軸外光線L1
とのなす角をαとすると、P偏光面に垂直な単位ベクト
ルは、次の式(1)で表わすことができる。 (±tanα/(2tan2α+1)1/2,−(±1/(2tan2α+1)1/2) ,±tanα/(2tan2α+1)1/2) ……(1) また、ポラライザを透過後のダイクロイックミラーへの
入射偏光の単位ベルトルは、次の式(2)で表わすことが
できる。 (tanα/(1+tan2α)1/2,−1/(1+tan2α)1/2,0) ……(2) そして、(1)と(2)とのなす角、言い換えれば、アナライ
ザの振動方向とP偏光とのなす角をθ1とすると、次の
関係式(3)が導かれる。 COSθ1=±(tan2α+1)/{(1+2tan2α)1/2 ×(1+tan2α)1/2} ……(3)
Here, the optical axis and off-axis ray L 1 in FIG.
Is defined as α, a unit vector perpendicular to the P polarization plane can be expressed by the following equation (1). (± tan α / ( 2 tan 2 α + 1) 1/2 ), − (± 1 / ( 2 tan 2 α + 1) 1/2 ), ± tan α / ( 2 tan 2 α + 1) 1/2 ) (1) Further, the light passes through the polarizer. The unit Bertle of polarized light incident on the later dichroic mirror can be expressed by the following equation (2). (Tanα / (1 + tan 2 α) 1/2, -1 / (1 + tan 2 α) 1/2, 0) ...... (2) Then, the angle between (1) and (2), in other words, the analyzer When the angle between the vibration direction and the P polarized light and theta 1, the following equation (3) is derived. COSθ 1 = ± (tan 2 α + 1) / {(1 + 2tan 2 α) 1/2 × (1 + tan 2 α) 1/2} ...... (3)

【0041】そこで、本実施例の顕微鏡における視野の
明るさについてダイクロイックミラーで発生するP偏光
とS偏光の位相差量をそれぞれ所定量変えてシミュレー
ションを行った。光軸と軸外光線L1とのなす角αは結
像レンズに依存する。本シミュレーションにおいては、
結像レンズを焦点距離が180mmで、視野数26.5
mmとした。このときの光軸と軸外光線L1とのなす角
αは、sinα=13.5/180 より、α=
4.2°である。これを(3)式に代入すると、アナライ
ザの振動方向とP偏光とのなす角θ1=4.18868
6≒4.2°である。
Therefore, a simulation was performed on the brightness of the visual field in the microscope of the present embodiment by changing the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated by the dichroic mirror by a predetermined amount. The angle between the optical axis and the off-axis light ray L 1 alpha is dependent on the imaging lens. In this simulation,
The imaging lens has a focal length of 180 mm and a field of view of 26.5.
mm. At this time, the angle α formed between the optical axis and the off-axis ray L 1 is given by α = 13.5 / 180.
4.2 °. When this is substituted into the equation (3), the angle θ 1 between the vibration direction of the analyzer and the P-polarized light is equal to 4.18868.
6 ≒ 4.2 °.

【0042】このような構成の顕微鏡において、ダイク
ロイックミラーを透過する際に発生するP偏光とS偏光
との位相差が0°,10°,20°,30°,45°,
90°となるようにした場合の視野の両端部と視野の中
心を通る光の振幅についてのシミュレーション結果を示
す。図6〜図11は直線偏光がダイクロイックミラーを
通過する際に、P偏光とS偏光で位相差が生じた場合
に、視野の中心及び両端でどの程度の明るさの違いが生
じるかをシミュレーションした結果を示すグラフであ
る。図6〜図9は本発明の実施例であり、図10及び図
11は本実施例の比較例である。なお、図6〜図11
中、視野の左右の端部の波形にはそれぞれ符号G,F
を、視野中心の波形には符号Eを付してある。
In the microscope having such a configuration, the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated when the light passes through the dichroic mirror is 0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 45 °,
The simulation result about the amplitude of the light which passes through both ends of the visual field and the center of the visual field when it is set to 90 ° is shown. 6 to 11 simulate how much difference in brightness occurs between the center and both ends of the visual field when a phase difference occurs between P-polarized light and S-polarized light when linearly polarized light passes through a dichroic mirror. It is a graph which shows a result. 6 to 9 show an embodiment of the present invention, and FIGS. 10 and 11 show comparative examples of the present embodiment. 6 to 11.
The waveforms at the left and right ends of the middle and visual fields are denoted by G and F, respectively.
And the symbol E is attached to the waveform at the center of the visual field.

【0043】各グラフの上方に記載された項目のうち、
『ANの振動方向とP偏光の角度(4.2°)』は、軸
外主光線がアナライザに入射する際に、アナライザの振
動方向に対してP偏光の偏光方向が何度回転しているか
を示すもので、カッコ内の数値はその角度を示してい
る。ANはアナライザの略である。また、『ダイクロイ
ックミラーで発生するP・S偏光の位相差(0°)』
は、直線偏光がダイクロイックミラーを透過する際に、
直交するP偏光成分とS偏光成分とでどの程度の位相差
が発生しているかを示すもので、カッコ内の数値は発生
した位相差の値を示している。また、各グラフはアナラ
イザを通過した後の、光の振幅の時間変化を示してい
る。この光の振幅の時間変化は非常に速いため、人間の
目ではその変化を観測することはできない。また、人間
の目には、実際には、振幅の値を2乗した値である強度
(明るさ)が観測されることになる。しかしながら、振
幅の変化と明るさの変化の間には相関関係があるので、
ここでは振幅の最大値を比較することによって明るさの
変化を推測することができる。
Of the items described above each graph,
"The angle between the oscillation direction of AN and the P-polarized light (4.2 °)" refers to the number of rotations of the polarization direction of the P-polarized light with respect to the oscillation direction of the analyzer when the off-axis principal ray enters the analyzer. The numerical value in parentheses indicates the angle. AN is an abbreviation for analyzer. Also, "Phase difference of PS polarized light generated by dichroic mirror (0 °)"
When linearly polarized light passes through the dichroic mirror,
It indicates the degree of phase difference between the orthogonal P-polarized light component and the S-polarized light component, and the numerical value in parentheses indicates the value of the generated phase difference. Each graph shows a time change of the amplitude of the light after passing through the analyzer. Since the temporal change of the amplitude of the light is very fast, the change cannot be observed by human eyes. Further, the human eye actually observes the intensity (brightness) which is a value obtained by squaring the amplitude value. However, there is a correlation between the change in amplitude and the change in brightness,
Here, a change in brightness can be estimated by comparing the maximum value of the amplitude.

【0044】偏光顕微鏡の場合、ダイクロイックミラー
でのP・S偏光の位相ズレをβ°(P偏光の位相がS偏
光の位相に比べて+β°)とし、入射光の振幅を1、P
偏光とアナライザの振動方向とのなす角をθ1とする
と、視野左側の光線(図3において符号L1で示す。
尚、本シミュレーションにおいては視野の左端の光線を
用いている。)についての、アナライザ透過後の波形G
は、次式(4)、 cos(90−θ1)cosθ1×cos(ωt+β) −cosθ1cos(90−θ1)×cosωt ……(4) 視野右側の光線(図3において符号L2で示す。尚、本
シミュレーションにおいては視野の右端の光線を用いて
いる。)についての、アナライザ透過後の波形Fは、次
式(5)、 −cos(90−θ1)cosθ1×cos(ωt+β) −cosθ1cos(90−θ1)×cosωt ……(5) と表すことができる。但し、ωは角振動数、tは時間で
ある。また、視野中心の光線L0についての、アナライ
ザ透過後の波形Gは0である。
In the case of a polarizing microscope, the phase shift of the PS polarized light at the dichroic mirror is β ° (the phase of the P polarized light is + β ° compared to the phase of the S polarized light), and the amplitude of the incident light is 1, P
Assuming that the angle between the polarized light and the vibration direction of the analyzer is θ 1 , the light ray on the left side of the visual field (indicated by reference numeral L 1 in FIG. 3).
In this simulation, the light beam at the left end of the visual field is used. Waveform G after transmission through the analyzer
, The following equation (4), cos (90- θ 1) cosθ 1 × cos (ωt + β) -cosθ 1 cos (90-θ 1) × cosωt ...... (4) sign L 2 in field right beam (FIG. 3 It is shown in. Note that in this simulation for that.) by using the right edge of the light field of view, waveform F after the analyzer transmission, the following equation (5), -cos (90- θ 1) cosθ 1 × cos ( ωt + β) −cos θ 1 cos (90−θ 1 ) × cos ωt (5) Here, ω is an angular frequency, and t is time. The waveform G of the light ray L 0 at the center of the visual field after passing through the analyzer is zero.

【0045】図6は、P偏光成分とS偏光成分の位相差
が0°の場合の波形である。図6では、視野の両端部に
おける波形G,Fと視野の中心の波形Eはともに、振幅
(縦軸)が0になっている。従って、明るさ(=振
2)も0となり、視野の中心及び周辺部はともに暗黒
状態であることを示している。
FIG. 6 shows a waveform when the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component is 0 °. In FIG. 6, the amplitudes (vertical axis) of the waveforms G and F at both ends of the visual field and the waveform E at the center of the visual field are both zero. Therefore, the brightness (= amplitude 2 ) also becomes 0, indicating that both the center and the periphery of the visual field are in a dark state.

【0046】図7,図8,図9は、P偏光成分とS偏光
成分の位相差がそれぞれ10°,20°,30°の場合
の波形である。図7,図8,図9では、図6とは異なり
視野の両端部における波形G,Fは、平坦ではなくわず
かながら振幅を持っている。これは、視野中心に比べて
視野周辺がわずかに明るくなっていることを示してい
る。
FIGS. 7, 8, and 9 show waveforms when the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component is 10 °, 20 °, and 30 °, respectively. 7, 8, and 9, unlike FIGS. 6A and 6B, the waveforms G and F at both ends of the visual field are not flat but slightly have an amplitude. This indicates that the periphery of the visual field is slightly brighter than the center of the visual field.

【0047】なお、このシミュレーションは一つの波長
に対して行ったものであるが、波長が異なれば振幅も異
なってくる。そのため、実際の観察視野では視野の中心
と視野の両端部とで、明るさの違い(明るさムラ)に加
えて色の違い(色ムラ)が生じることになる。
Although this simulation is performed for one wavelength, the amplitude differs for different wavelengths. Therefore, in the actual observation visual field, a color difference (color unevenness) occurs in addition to a brightness difference (brightness unevenness) between the center of the visual field and both ends of the visual field.

【0048】図10,図11は、P偏光成分とS偏光成
分の位相差がそれぞれ45°,90°の場合の波形であ
る。図10,図11では、視野の両端部における波形
G,Fの振幅が大きく顕著になっている。そのため、観
察視野の中心と視野の両端部とでは、明るさの違い(明
るさムラ)及び色の違い(色ムラ)が非常に大きく生じ
ることになる。
FIGS. 10 and 11 show waveforms when the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component is 45 ° and 90 °, respectively. 10 and 11, the amplitudes of the waveforms G and F at both ends of the visual field are large and prominent. Therefore, a difference in brightness (unevenness in brightness) and a difference in color (unevenness in color) are extremely large between the center of the observation visual field and both ends of the visual field.

【0049】なお、上記シミュレーションにおいて、視
野の中心部は、アナライザに入射する軸上光線がアナラ
イザの振動方向に直交した偏光成分のみであるため、ア
ナライザを透過しない。従って、視野の中心部は、ダイ
クロイックミラー面におけるP偏光成分とS偏光成分の
位相差の特性にかかわり無く暗黒状態になる。
In the above simulation, the central portion of the field of view does not pass through the analyzer because the axial ray incident on the analyzer is only a polarization component orthogonal to the vibration direction of the analyzer. Therefore, the central part of the field of view is in a dark state irrespective of the characteristic of the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component on the dichroic mirror surface.

【0050】図6〜図11のシミュレーション結果よ
り、P偏光成分とS偏光成分の位相差が大きくなればな
るほど、視野両端部と視野中心部における明るさに違い
が生じる。しかしながら、P偏光成分とS偏光成分の位
相差が30°以下であれば、視野両端と視野中心との明
るさの差は比較的小さく、実際の観察においてそれほど
気にならない。従って、ダイクロイックミラー面を構成
する誘電体多層膜は、400nm〜650nm程度の可
視光波長域における光を透過させ、それよりも長波長側
の光を反射させると共に、400nm〜650nm程度
の波長域における光が透過する際に生じるP偏光成分と
S偏光成分の位相差が30°以下になるような光学特性
を備えるようにし、そのように構成したダイクロイック
ミラー等の光学素子をこの落射蛍光観察できる偏光顕微
鏡に用いれば、視野の明るさムラや色ムラを抑えること
ができる。
According to the simulation results of FIGS. 6 to 11, the larger the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component, the more the brightness differs between the ends of the visual field and the central part of the visual field. However, if the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component is 30 ° or less, the difference in brightness between the both ends of the visual field and the center of the visual field is relatively small, and is not so noticeable in actual observation. Therefore, the dielectric multilayer film constituting the dichroic mirror surface transmits light in the visible light wavelength range of about 400 nm to 650 nm, reflects light on the longer wavelength side, and also transmits light in the wavelength range of about 400 nm to 650 nm. An optical element such as a dichroic mirror having such an optical characteristic that the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component generated when light is transmitted is 30 ° or less. When used in a microscope, brightness unevenness and color unevenness in the visual field can be suppressed.

【0051】実施例2 図12は本発明による誘電体多層膜を有する光学素子を
用いた顕微鏡の第2実施例を示す図であり、透過微分干
渉顕微鏡に落射蛍光顕微鏡を組み合わせた顕微鏡の概略
構成図である。図13は光軸上における偏光状態を光の
進行方向に沿って見た場合の状態説明図であり、(a)は
照明光源より出射した直後の位置aにおける偏光状態、
(b)はポラライザを通過した直後の位置bにおける偏光
状態、(c),(d)は第1のノマルスキープリズムを通過し
た直後の位置cにおける偏光状態、(e)は第2のノマル
スキープリズムを通過した直後の位置dにおける偏光状
態、(f)はアナライザを通過した直後の位置eにおける
偏光状態を示している。
Embodiment 2 FIG. 12 is a view showing a second embodiment of a microscope using an optical element having a dielectric multilayer film according to the present invention, and is a schematic configuration of a microscope in which a transmission differential interference microscope and an incident fluorescence microscope are combined. FIG. FIG. 13 is a state explanatory diagram when the polarization state on the optical axis is viewed along the traveling direction of light, (a) is a polarization state at a position a immediately after emission from the illumination light source,
(b) is the polarization state at position b immediately after passing through the polarizer, (c) and (d) are polarization states at position c immediately after passing through the first Nomarski prism, and (e) is the polarization state at the second Nomarski prism. (F) shows the polarization state at the position d immediately after passing through the analyzer, and (f) shows the polarization state at the position e immediately after passing through the analyzer.

【0052】本実施例に用いる微分干渉顕微鏡は、図1
の偏光顕微鏡の構成に加えてポラライザ2とコンデンサ
ーレンズ7''との間、及び対物レンズ4とアナライザ5
との間にそれぞれ第1のノマルスキープリズム10,第
2のノマルスキープリズム10'が配置されている。そ
の他の構成は図1の偏光顕微鏡とほぼ同じである。尚、
ノマルスキープリズムの代わりにウォラストンプリズム
を使用することもできる。
The differential interference microscope used in this embodiment is shown in FIG.
In addition to the configuration of the polarizing microscope described above, between the polarizer 2 and the condenser lens 7 ″, and between the objective lens 4 and the analyzer 5
The first Nomarski prism 10 and the second Nomarski prism 10 'are arranged between the first and second Nomarski prisms 10'. Other configurations are almost the same as those of the polarization microscope of FIG. still,
A Wollaston prism can be used instead of the Nomarski prism.

【0053】そして、第1の光学系においては、照明光
源1から照明光が図13(a)に示すように、様々な偏光
方向を持ったランダム偏光の状態で出射され、レンズ
7、ミラー30、照明光学系7'を経て、ポラライザ2
に入射する。ポラライザ2に入射した照明光は、図13
(b)に示すように、通過する際にポラライザ2の振動方
向に一致する特定の偏光方向を持つ光のみが取り出され
て出射される(例えば、ここでは、偏光方向が図12の
紙面に垂直な偏光成分の光のみを通過させるものとす
る)。
Then, in the first optical system, the illumination light is emitted from the illumination light source 1 in a state of random polarization having various polarization directions as shown in FIG. , The illumination optical system 7 ′, and the polarizer 2
Incident on. Illumination light incident on the polarizer 2 is shown in FIG.
As shown in (b), only light having a specific polarization direction that matches the vibration direction of the polarizer 2 when passing therethrough is extracted and emitted (for example, here, the polarization direction is perpendicular to the plane of FIG. 12). Only light having a strong polarization component is allowed to pass).

【0054】ポラライザ2を通過した照明光は、ノマル
キープリズム10を介して互いに振動面が直交する2つ
の直線偏光(図13(c),図13(d)参照)に分離され
る。分離された2つの直線偏光は、コンデンサーレンズ
7を経て、標本8に入射する。この2つの直線偏光は、
標本位置において、わずかな間隔をあけて互いに平行な
光線となっている。
The illumination light having passed through the polarizer 2 is separated into two linearly polarized lights (see FIGS. 13 (c) and 13 (d)) whose vibration planes are orthogonal to each other via a Nomarky prism 10. The two separated linearly polarized lights enter the sample 8 via the condenser lens 7. These two linearly polarized lights are
At the sample position, the light beams are parallel to each other at a slight interval.

【0055】2つの直線偏光は標本8を透過した後、対
物レンズ4を経てノマルスキープリズム10'に入射
し、ノマルスキープリズム10'を介して互いに平行な
状態から図13(e)に示すように、互いの直線偏光が保
たれたまま直交した状態でもって1つに合成される。
After passing through the sample 8, the two linearly polarized lights enter the Nomarski prism 10 'through the objective lens 4 and are parallel to each other via the Nomarski prism 10', as shown in FIG. The two beams are combined into one while maintaining their mutually linearly polarized light in an orthogonal state.

【0056】ノマルスキープリズム10'を介して1つ
に合成された偏光は、対物レンズ4、ダイクロイックミ
ラー28を経て、アナライザ5に入射する。アナライザ
5はポラライザ2と同じように、特定の偏光方向のみの
光を通過させる特性を有する光学素子であり、ここでは
図12の紙面に平行な方向の偏光成分の光のみを通過さ
せるように配置されている。アナライザ5に入射した偏
光は、アナライザ5を介して干渉し、通過する際に、図
13(f)に示すように、アナライザ5の振動方向に一致
する特定の偏光方向を持つ光のみが取り出されて、結像
レンズ6を経て標本8の干渉像9を結像する。
The polarized light combined into one through the Nomarski prism 10 'enters the analyzer 5 via the objective lens 4 and the dichroic mirror 28. Like the polarizer 2, the analyzer 5 is an optical element having a characteristic of transmitting light only in a specific polarization direction. Here, the analyzer 5 is arranged to transmit only light of a polarization component in a direction parallel to the plane of FIG. Have been. The polarized light incident on the analyzer 5 interferes via the analyzer 5, and when passing through, only light having a specific polarization direction coinciding with the vibration direction of the analyzer 5 is extracted as shown in FIG. Then, an interference image 9 of the sample 8 is formed through the imaging lens 6.

【0057】このような構成の微分干渉顕微鏡における
標本からの軸上及び軸外の偏光光束を図12の顕微鏡を
矢印A方向から見た部分側面図として図14に示す。図
14では、アナライザ5の振動方向は、紙面に対して垂
直である。図14に示すように、軸外光束L11,軸外光
束L12は、軸上光束L0に対して傾斜しているため、軸
上光束L0の振動方向の向きに対しては傾いたものとな
っている。
FIG. 14 is a partial side view of the on-axis and off-axis polarized light beams from the specimen in the differential interference microscope having such a configuration, as viewed from the direction of arrow A of the microscope of FIG. In FIG. 14, the vibration direction of the analyzer 5 is perpendicular to the paper surface. As shown in FIG. 14, the off-axis light beam L 11 and the off-axis light beam L 12 are tilted with respect to the direction of vibration of the on-axis light beam L 0 because they are tilted with respect to the on-axis light beam L 0 . It has become something.

【0058】本実施例のような微分干渉顕微鏡において
は、ダイクロイックミラーに入射する直線偏光はP偏光
成分とS偏光成分を含んでおり、ダイクロイックミラー
を透過する際に、P偏光とS偏光とで位相差が生じるた
め、軸外光線及び軸上光線でも直線偏光が楕円偏光にな
る。この点に関し、図15を用いてさらに詳しく説明す
る。
In the differential interference microscope of this embodiment, the linearly polarized light incident on the dichroic mirror includes a P-polarized light component and an S-polarized light component. Since a phase difference occurs, linearly polarized light becomes elliptically polarized light even for off-axis rays and on-axis rays. This will be described in more detail with reference to FIG.

【0059】図15は図14における光の進行方向側
(矢印B方向)にみた、ダイクロイックミラーに入射す
る軸上光及び軸外光の偏光状態及びダイクロイックミラ
ーを透過したときにできる楕円偏光を示す図である。
FIG. 15 shows the polarization states of the on-axis light and the off-axis light incident on the dichroic mirror and the elliptically polarized light generated when the light passes through the dichroic mirror, as viewed in the light traveling direction (direction of arrow B) in FIG. FIG.

【0060】上述のように、偏光合成素子である第2の
ノマルスキープリズム10'から出射した光線は、軸上
光線及び軸外光線のいずれにおいても、夫々互いに直交
する2つの直線偏光を有し、この2つの直線偏光は図1
3(e)に示すように、同一光路上で重なっている。従っ
て、ダイクロイックミラー28に入射する左右の軸外光
線及び軸上光線には、それぞれ、偏光方向が直交する2
つの直線偏光が含まれている。
As described above, the light beam emitted from the second Nomarski prism 10 ', which is a polarization combining element, has two linearly polarized light beams that are orthogonal to each other, both in the on-axis light beam and the off-axis light beam. The two linearly polarized lights are shown in FIG.
As shown in FIG. 3E, they overlap on the same optical path. Therefore, the left and right off-axis rays and the on-axis rays entering the dichroic mirror 28 have two polarization directions orthogonal to each other.
Two linearly polarized lights are included.

【0061】図15(c),(d)は、視野の中心の像形成に
関わる軸上光線であって、(c)は偏光方向が直交する直
線偏光の一方の様子を示している。(d)は偏光方向が直
交する直線偏光の残りの一方の様子を示している。図1
5(c),(d)においては、入射偏光に対するP偏光及びS
偏光はそれぞれアナライザの振動方向及びポラライザの
振動方向と一致している。入射偏光がダイクロイックミ
ラーを通過する際にP偏光とS偏光とで位相差が生じる
と、図に示すように楕円偏光または入射偏光とは向きの
異なる直線偏光となる。
FIGS. 15C and 15D show axial rays involved in image formation at the center of the visual field, and FIG. 15C shows one state of linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. (d) shows the other one of the linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other. FIG.
5 (c) and (d), the P-polarized light and S
The polarization corresponds to the vibration direction of the analyzer and the vibration direction of the polarizer, respectively. When a phase difference occurs between the P-polarized light and the S-polarized light when the incident polarized light passes through the dichroic mirror, the polarized light becomes elliptically polarized light or linearly polarized light having a different direction from the incident polarized light, as shown in the figure.

【0062】図15(a),(b)は視野の左側の像形成に関
わる軸外光線であって、(a)は偏光方向が直交する直線
偏光の一方の様子、(b)は偏光方向が直交する直線偏光
の残りの一方の様子を示している。2つの直線偏光はと
もに、同じ入射角でダイクロイックミラーに入射する
が、偏光方向が異なる。そのため、P偏光成分とS偏光
成分の位相差の発生状況が異なり、その結果、発生する
楕円偏光の状態も異なる。
FIGS. 15 (a) and 15 (b) show off-axis rays related to image formation on the left side of the field of view. FIG. 15 (a) shows one of linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and FIG. Shows the other one of the orthogonal linearly polarized lights. Both linearly polarized lights enter the dichroic mirror at the same incident angle, but have different polarization directions. Therefore, the state of occurrence of the phase difference between the P-polarized component and the S-polarized component is different, and as a result, the state of the generated elliptically polarized light is also different.

【0063】図15(e),(f)は視野の右側の像形成に関
わる軸外光線であって、(e)は偏光方向が直交する直線
偏光の一方の様子、(f)は偏光方向が直交する直線偏光
の残りの一方の様子を示している。図15(a),(b)と同
様に、発生する楕円偏光の状態が異なる。
FIGS. 15 (e) and 15 (f) show off-axis rays related to image formation on the right side of the visual field, where (e) is one of linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal, and (f) is the polarization direction. Shows the other one of the orthogonal linearly polarized lights. As in FIGS. 15A and 15B, the state of the generated elliptically polarized light is different.

【0064】このような構成の顕微鏡において、ダイク
ロイックミラーを透過する際に発生するP偏光とS偏光
との位相差が0°,10°,20°,30°,45°,
90°となるようにした場合の視野の両端部と視野の中
心を通る光の振幅についてのシミュレーション結果を示
す。図16〜図34はダイクロイックミラーでP偏光と
S偏光で位相差が生じた場合の、視野の右端と左端にお
ける明るさについてシミュレーションを行なった結果を
示すグラフである。図17〜図28は本発明の実施例で
あり、図29〜図34は本実施例の比較例である。
In the microscope having such a configuration, the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated when the light passes through the dichroic mirror is 0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 45 °,
The simulation result about the amplitude of the light which passes through both ends of the visual field and the center of the visual field when it is set to 90 ° is shown. FIGS. 16 to 34 are graphs showing simulation results of brightness at the right end and the left end of the visual field when a phase difference occurs between P-polarized light and S-polarized light by the dichroic mirror. 17 to 28 show an embodiment of the present invention, and FIGS. 29 to 34 show comparative examples of the present embodiment.

【0065】グラフ内の記載項目は、図6〜図11の偏
光顕微鏡のシミュレーションにおけるものとほぼ同じで
ある。また、周知のように、微分干渉顕微鏡では、偏光
合成素子のリタデーション量を調整することによって、
観察視野全体の明るさ(コントラスト)を調整すること
ができる。例えば、図16の『コントラスト調整のため
に付加する位相(180°)』は、このことを示すもの
で、カッコ内の数値がリタデーション量であり角度に換
算して記載してある。なお、図16のグラフは最も明る
い状態を示しており、図17〜図34に示すグラフの波
形の振幅値はこの図16の最も明るい状態における波形
の最大振幅値を基準として規格化してある。なお、リタ
デーション量が0°の場合、視野中心は暗黒状態であ
る。
The items described in the graphs are almost the same as those in the simulation of the polarizing microscope shown in FIGS. Also, as is well known, in the differential interference microscope, by adjusting the retardation amount of the polarization combining element,
The brightness (contrast) of the entire observation visual field can be adjusted. For example, “Phase (180 °) added for contrast adjustment” in FIG. 16 indicates this, and the numerical value in parentheses is the amount of retardation and is described in terms of an angle. The graph in FIG. 16 shows the brightest state, and the amplitude values of the waveforms in the graphs shown in FIGS. 17 to 34 are normalized with reference to the maximum amplitude value of the waveform in the brightest state in FIG. When the retardation amount is 0 °, the center of the visual field is in a dark state.

【0066】微分干渉顕微鏡の場合、ダイクロイックミ
ラーでのP・S偏光の位相ズレをβ°(P偏光の位相が
S偏光の位相に比べて+β°)とし、入射光の振幅を
1、P偏光面とアナライザの偏光面とのなす角をθ、コ
ントラスト調整のために付加する位相を+Γ°とする
と、視野の左側(本シミュレーションにおいては左端)
の光線についての、アナライザ透過後の波形Gは、 {cos(45−θ)cosθ×cos(ωt+β) −cos(45+θ)cos(90−θ)×cosωt −cos(45+θ)cosθ×cos(ωt+β+Γ) −cos(45−θ)cos(90−θ)×cos(ωt+Γ)} ……(6) 視野の右側(本シミュレーションにおいては右端)の光
線についての、アナライザ透過後の波形Fは、 {cos(45+θ)cosθ×cos(ωt+β) +cos(45+θ)cos(90−θ)×cosωt −cos(45−θ)cosθ×cos(ωt+β+Γ) +cos(45+θ)cos(90−θ)×cos(ωt+Γ)} ……(7) 視野の中心の光線についての、アナライザ透過後の波形
Eは、 1/2{cos(ωt+β)−cos(ωt+β+Γ)} ……(8) と表すことができる。但し、ωは角振動数、tは時間で
ある。
In the case of a differential interference microscope, the phase shift of the PS polarized light at the dichroic mirror is β ° (the phase of the P polarized light is + β ° compared to the phase of the S polarized light), the amplitude of the incident light is 1, and the P polarized light is 1. Assuming that the angle between the plane and the polarization plane of the analyzer is θ, and the phase added for contrast adjustment is + Γ °, the left side of the visual field (the left end in this simulation)
The waveform G of the light beam after passing through the analyzer is as follows: {cos (45−θ) cosθ × cos (ωt + β) −cos (45 + θ) cos (90−θ) × cosωt−cos (45 + θ) cosθ × cos (ωt + β + Γ) −cos (45−θ) cos (90−θ) × cos (ωt + Γ)} (6) The waveform F of the light ray on the right side of the field of view (the right end in this simulation) after passing through the analyzer is expressed as {cos ( 45 + θ) cosθ × cos (ωt + β) + cos (45 + θ) cos (90−θ) × cosωt−cos (45−θ) cosθ × cos (ωt + β + Γ) + cos (45 + θ) cos (90−θ) × cos (ωt + Γ)} ... (7) The waveform E of the light ray at the center of the visual field after transmission through the analyzer is given by: {{cos (ωt + β) −cos (ωt + β + Γ)} Succoth can. Here, ω is an angular frequency, and t is time.

【0067】図17〜図19にダイクロイックミラーを
透過したときに、P偏光成分とS偏光成分で位相差が生
じない場合の波形を示す。図17は付加する位相(リタ
デーション量)が0°、P偏光成分とS偏光成分の位相
差が0°の場合の波形である。図17では、視野の両端
部における波形G,Fと視野の中心の波形Eはともに、
振幅(縦軸)が0になっている。従って、明るさ(=振
2)も0となり、視野の中心及び周辺部はともに同じ
暗黒状態であることを示している。
FIGS. 17 to 19 show waveforms when no phase difference occurs between the P-polarized light component and the S-polarized light component when transmitted through the dichroic mirror. FIG. 17 shows a waveform when the phase to be added (the amount of retardation) is 0 ° and the phase difference between the P-polarized component and the S-polarized component is 0 °. In FIG. 17, the waveforms G and F at both ends of the visual field and the waveform E at the center of the visual field are both
The amplitude (vertical axis) is 0. Accordingly, the brightness (= amplitude 2 ) is also 0, which indicates that the center and the periphery of the visual field are both in the same dark state.

【0068】図18,図19はP偏光成分とS偏光成分
の位相差が0°のままで、リタデーション量を20°,
40°にした場合の波形である。この場合、リタデーシ
ョン量に応じて視野が明るくなるが、これは光の状態を
示す波形に振幅が生じていることからもわかる。ただ
し、P偏光成分とS偏光成分の位相差は0°のままであ
るから、視野の中心及び周辺部で振幅は同じ値になって
いる。よって、この状態では視野の中心と周辺部とで明
るさに違いは生じていない。
FIGS. 18 and 19 show that the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component remains 0 °, the retardation amount is 20 °,
This is a waveform when the angle is set to 40 °. In this case, the field of view becomes brighter according to the amount of retardation, which can also be seen from the occurrence of amplitude in the waveform indicating the state of light. However, since the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component remains at 0 °, the amplitude has the same value at the center and the periphery of the visual field. Therefore, in this state, there is no difference in brightness between the center of the visual field and the peripheral portion.

【0069】図20〜図22、図23〜図25はP偏光
成分とS偏光成分の位相差がそれぞれ10°,20°生
じた場合の、視野の中心と視野の周辺部における光の状
態を示している。また、図20,図23、図21,図2
4、図22,図25はリタデーション量がそれぞれ0
°,20°,40°の場合の波形を示す。図20,図2
3はリタデーション量が0°であるから、本来は図17
と同様に視野の周辺部は視野の中心と同じように暗黒状
態になっているはずである。しかしながら、図20,図
23で示されているように、波形は平坦でなく僅かなが
ら振幅を持っている。これは、視野の中心に比べて視野
の周辺部が僅かに明るくなっていることを示している。
ただし、視野の右端を示す波形と視野の左端を示す波形
の振幅は同じであるから、視野の右端の明るさと視野の
左端の明るさに差はないということになる。
FIGS. 20 to 22 and FIGS. 23 to 25 show the state of light at the center of the visual field and at the periphery of the visual field when the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component is 10 ° and 20 °, respectively. Is shown. 20 and 23, FIG. 21, and FIG.
4, FIGS. 22 and 25 show that the retardation amount is 0
The waveforms in the case of °, 20 °, and 40 ° are shown. FIG. 20, FIG.
3 has a retardation amount of 0 °, and therefore, originally, FIG.
Similarly, the periphery of the field of view should be in a dark state as in the center of the field of view. However, as shown in FIGS. 20 and 23, the waveform is not flat but has a slight amplitude. This indicates that the periphery of the visual field is slightly brighter than the center of the visual field.
However, since the amplitude of the waveform indicating the right end of the visual field and the amplitude of the waveform indicating the left end of the visual field are the same, there is no difference between the brightness of the right end of the visual field and the brightness of the left end of the visual field.

【0070】図21,図24はリタデーション量が20
°の場合の波形である。図20,図23とは異なり、視
野の右端を示す波形と視野の左端を示す波形の振幅に違
いが生じている。従って、視野の両端の明るさが視野の
中心と異なるうえ、視野の右端と視野の左端との明るさ
も異なるということになる。なお、このシミュレーショ
ンは一つの波長に対するものであり、波長が異なれば振
幅も異なってくる。そのため、実際の観察視野では、明
るさの違い(明るさ色ムラ)に加えて色の違い(色ム
ラ)が生じることになる。
FIGS. 21 and 24 show that the retardation amount is 20.
It is a waveform in the case of °. 20 and 23, there is a difference between the amplitude of the waveform indicating the right end of the visual field and the amplitude of the waveform indicating the left end of the visual field. Therefore, the brightness at both ends of the visual field differs from the center of the visual field, and the brightness at the right end of the visual field differs from the brightness at the left end of the visual field. Note that this simulation is for one wavelength, and different wavelengths have different amplitudes. Therefore, in an actual observation visual field, a color difference (color unevenness) occurs in addition to a brightness difference (brightness color unevenness).

【0071】図22,図25はリタデーション量が40
°の場合の波形である。リタデーション量が20°の場
合の波形に比べて、さらに視野の右端と視野の左端とで
明るさの差が拡大していることがわかる。
FIGS. 22 and 25 show that the retardation amount is 40.
It is a waveform in the case of °. It can be seen that the difference in brightness between the right end of the visual field and the left end of the visual field is further increased as compared with the waveform when the retardation amount is 20 °.

【0072】図26〜図28、図29〜図31、図32
〜図34はそれぞれ、P偏光成分とS偏光成分の位相差
が30°、45°、90°生じた場合の、視野の中心と
視野の周辺部における光の状態を示している。
FIGS. 26 to 28, 29 to 31, and 32
34 to 34 show the state of light at the center of the field of view and the periphery of the field of view when the phase difference between the P-polarized component and the S-polarized component is 30 °, 45 °, and 90 °, respectively.

【0073】以上のシミュレーション結果からわかるよ
うに、P偏光成分とS偏光成分の位相差が大きくなれば
なるほど、視野の右端と視野の左端との明るさに違いが
生じる。しかしながら、P偏光成分とS偏光成分の位相
差が30°以下であれば、視野の右端と視野の左端との
明るさはそれほど気にならない。従って、ダイクロイッ
クミラー面を構成する誘電体多層膜を、400nm〜6
50nm程度の可視光波長域における光を透過させ、そ
れよりも長波長側の光を反射させると共に、400nm
〜650nm程度の波長域における光が透過する際に生
じるP偏光成分とS偏光成分の位相差が30°以下にな
るような光学特性を備えるようにし、そのように構成し
たダイクロイックミラー等の光学素子をこのような微分
干渉顕微鏡に用いることが好ましいといえる。また、P
偏光成分とS偏光成分との位相差が20°以下になるよ
うな光学特性を備えていることがより好ましいといえ
る。
As can be seen from the above simulation results, the greater the phase difference between the P-polarized light component and the S-polarized light component, the more the brightness differs between the right end of the visual field and the left end of the visual field. However, if the phase difference between the P-polarized component and the S-polarized component is 30 ° or less, the brightness between the right end of the visual field and the left end of the visual field is not so noticeable. Therefore, the dielectric multi-layer film constituting the dichroic mirror surface has a thickness of 400 nm to 6 nm.
It transmits light in the visible light wavelength range of about 50 nm, reflects light on the longer wavelength side, and has a wavelength of 400 nm.
An optical element such as a dichroic mirror configured to have optical characteristics such that a phase difference between a P-polarized component and an S-polarized component generated when light in a wavelength region of about 650 nm is transmitted is 30 ° or less. Is preferably used for such a differential interference microscope. Also, P
It can be said that it is more preferable to have optical characteristics such that the phase difference between the polarized light component and the S-polarized light component is 20 ° or less.

【0074】実施例3 図35は本発明による誘電体多層膜を用いた顕微鏡の第
3実施例を示す図であり、落射偏光顕微鏡にAFユニッ
トを組み合わせた顕微鏡の概略構成図である。本実施例
の顕微鏡は、図38の構成に加えて、アナライザ5とハ
ーフミラー30との間にダイクロイックミラー28が配
置されている。また、ダイクロイックミラー28で反射
する光路上には、例えば、図40のダイクロイックプリ
ズム17より左側に示すような部材で構成されたAF光
学系31が配置されており、AF光学系31と対物レン
ズ4までの光学要素でもって焦点検出光学系を構成して
いる。本実施例の顕微鏡の第1の光学系である落射偏光
顕微鏡の光学系の基本構成は、図39の構成と同じであ
る。なお、偏光顕微鏡にAF光学系を組み合わせた場
合、フォーカス状態を検出するための新たな光源が必要
になる。この光源はAF光学系31の内部に配置されて
いる(図示省略)。なお、本実施例の顕微鏡について
も、第1実施例の顕微鏡と同様に、図2〜図5が該当す
る。
Embodiment 3 FIG. 35 is a view showing a third embodiment of a microscope using a dielectric multilayer film according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a microscope in which an epi-polarization microscope is combined with an AF unit. In the microscope of this embodiment, a dichroic mirror 28 is arranged between the analyzer 5 and the half mirror 30 in addition to the configuration shown in FIG. On the optical path reflected by the dichroic mirror 28, for example, an AF optical system 31 composed of a member shown on the left side of the dichroic prism 17 in FIG. The focus detection optical system is constituted by the above optical elements. The basic configuration of the optical system of the epi-polarization microscope, which is the first optical system of the microscope of this embodiment, is the same as the configuration of FIG. When an AF optical system is combined with a polarizing microscope, a new light source for detecting a focus state is required. This light source is arranged inside the AF optical system 31 (not shown). 2 to 5 also correspond to the microscope of the present embodiment, similarly to the microscope of the first embodiment.

【0075】そして、第1の光学系においては、照明光
源1から照明光が、図1の顕微鏡の場合と同様に、図2
(a)に示すように、様々な偏光方向を持ったランダム偏
光の状態で出射され、照明光学系7を経て、ポラライザ
2に入射する。ポラライザ2に入射した照明光は、図2
(b)に示すように、通過する際にポラライザ2の振動方
向に一致する特定の偏光方向を持つ光のみが取り出され
て出射される(例えば、ここでは、偏光方向が図35の
紙面に垂直な偏光成分の光のみを通過させるものとす
る)。ポラライザ2を通過した照明光は、ハーフミラー
30で反射して対物レンズ4を経て標本8を照明する。
Then, in the first optical system, the illumination light from the illumination light source 1 is used as in the case of the microscope shown in FIG.
As shown in (a), the light is emitted in the state of random polarization having various polarization directions, and enters the polarizer 2 via the illumination optical system 7. Illumination light incident on the polarizer 2 is shown in FIG.
As shown in (b), only light having a specific polarization direction that matches the vibration direction of the polarizer 2 when passing therethrough is extracted and emitted (for example, in this case, the polarization direction is perpendicular to the plane of FIG. 35). Only light having a strong polarization component is allowed to pass). The illumination light passing through the polarizer 2 is reflected by the half mirror 30 and illuminates the sample 8 via the objective lens 4.

【0076】標本8で反射した光は、ダイクロイックミ
ラー28を経て、アナライザ5に入射する。アナライザ
5はポラライザ2と同じように、特定の偏光方向のみの
光を通過させる特性を有する光学素子であり、ここでは
図35の紙面に平行な方向の偏光成分の光のみを通過さ
せるように配置されている。
The light reflected by the sample 8 enters the analyzer 5 via the dichroic mirror 28. Like the polarizer 2, the analyzer 5 is an optical element having a characteristic of transmitting light only in a specific polarization direction. Here, the analyzer 5 is arranged so as to transmit only light of a polarization component in a direction parallel to the plane of FIG. Have been.

【0077】このとき、標本において光の振動面を変化
させる要素がない場合には、照明光が標本8で反射した
ときに偏光方向が変わらず、反射光は紙面に垂直な方向
の偏光成分としてアナライザ5に入射することになるた
め、反射光はアナライザ5を通過することはできず、標
本8の像は結像されない。一方、照明光が標本8で反射
したときに偏光方向が変わると、紙面に垂直な方向とは
異なる偏光方向の偏光成分を含んだ透過光がアナライザ
5に入射することになり、紙面に平行な方向の偏光成分
の光も含まれるため、図2(c)に示すように、紙面に平
行な偏光成分がアナライザ5を通過し、結像レンズ6を
経て標本8の像9が結像される。
At this time, when there is no element that changes the vibration plane of the light in the sample, the polarization direction does not change when the illumination light is reflected by the sample 8, and the reflected light is converted into a polarization component in a direction perpendicular to the paper surface. Since the light enters the analyzer 5, the reflected light cannot pass through the analyzer 5, and the image of the specimen 8 is not formed. On the other hand, if the polarization direction changes when the illumination light is reflected by the sample 8, transmitted light including a polarization component having a polarization direction different from the direction perpendicular to the paper surface will be incident on the analyzer 5, and will be parallel to the paper surface. 2C, the polarized light component parallel to the paper surface passes through the analyzer 5, and the image 9 of the sample 8 is formed through the imaging lens 6, as shown in FIG. .

【0078】本実施例の顕微鏡では、図1の実施例の顕
微鏡と同様に、ダイクロイックミラーには偏光方向が一
種類のみの直線偏光が入射する。しかしながら、視野右
端に到達する軸外光線の偏光方向と視野左端に到達する
軸外光線の偏光方向は、ダイクロイックミラーの入射面
に対して異なるため、第1実施例の顕微鏡と同様に、P
偏光成分とS偏光成分の位相差の量が、視野の両端に到
達する軸外光線と視野の中心に到達する軸外光線とで異
なる。その結果、視野の両端と視野の中心との明るさ及
び色の違いが生じるが、ダイクロイックミラーを、第1
実施例と同様に、400nm〜650nm程度の可視光
波長域における光を透過させ、それよりも長波長側の光
を反射させると共に、400nm〜650nm程度の波
長域における光が透過する際に生じるP偏光成分とS偏
光成分との位相差が30°以下になるような光学特性を
持たせた誘電体多層膜を有して構成しているため、第1
実施例の顕微鏡と同様に図6〜図11のシミュレーショ
ン結果が得られ、上記のような明るさズレや色ズレの問
題は生じない。
In the microscope of this embodiment, as in the microscope of the embodiment of FIG. 1, linearly polarized light having only one polarization direction is incident on the dichroic mirror. However, the polarization direction of the off-axis light beam reaching the right end of the visual field and the polarization direction of the off-axis light beam reaching the left end of the visual field are different with respect to the incident surface of the dichroic mirror.
The amount of phase difference between the polarized light component and the S-polarized light component is different between an off-axis ray reaching both ends of the field of view and an off-axis ray reaching the center of the field of view. As a result, a difference in brightness and color occurs between both ends of the visual field and the center of the visual field.
As in the embodiment, light in the visible light wavelength range of about 400 nm to 650 nm is transmitted, light on the longer wavelength side is reflected, and P generated when light in the wavelength range of about 400 nm to 650 nm is transmitted. Since it has a dielectric multilayer film having optical characteristics such that the phase difference between the polarization component and the S-polarization component is 30 ° or less, the first
Similar to the microscope of the embodiment, the simulation results of FIGS. 6 to 11 are obtained, and the problems of the brightness shift and the color shift as described above do not occur.

【0079】実施例4 図36は本発明による誘電体多層膜を用いた顕微鏡の第
4実施例を示す図であり、落射微分干渉顕微鏡にAFユ
ニットを組み合わせた顕微鏡の概略構成図である。本実
施例の顕微鏡は、図35の顕微鏡の構成に加えて、ハー
フミラー30と対物レンズ4との間に、ノマルスキープ
リズム10が配置されている。なお、本実施例のような
落射干渉顕微鏡の構成においては、照明光は1つのノマ
ルスキープリズムを2度通過するので、図12の顕微鏡
における2つのノマルスキープリズム10,10'を1
つのノマルスキープリズムで兼ねている。その他の構成
は図35の偏光顕微鏡とほぼ同じである。なお、本実施
例の顕微鏡についても、第2実施例の顕微鏡と同様に、
図13〜図15が該当する。
Embodiment 4 FIG. 36 is a view showing a fourth embodiment of a microscope using a dielectric multilayer film according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a microscope in which an AF unit is combined with an incident-light differential interference microscope. The microscope of the present embodiment has a Nomarski prism 10 between the half mirror 30 and the objective lens 4 in addition to the configuration of the microscope of FIG. In the configuration of the epi-illumination interference microscope as in this embodiment, the illumination light passes through one Nomarski prism twice, so that the two Nomarski prisms 10 and 10 'in the microscope of FIG.
Two Nomarski prisms are also used. Other configurations are almost the same as those of the polarization microscope of FIG. Note that the microscope of this embodiment is also similar to the microscope of the second embodiment.
13 to 15 correspond to this case.

【0080】そして、第1の光学系においては、照明光
源1から照明光が、図13(a)に示すように、様々な偏
光方向を持ったランダム偏光の状態で出射され、照明光
学系7を経て、ポラライザ2に入射する。ポラライザ2
に入射した照明光は、図13(b)に示すように、通過す
る際にポラライザ2の振動方向に一致する特定の偏光方
向を持つ光のみが取り出されて出射される(例えば、こ
こでは、偏光方向が図36の紙面に垂直な偏光成分の光
のみを通過させるものとする)。
Then, in the first optical system, the illumination light is emitted from the illumination light source 1 in a state of random polarization having various polarization directions as shown in FIG. , And is incident on the polarizer 2. Polarizer 2
As shown in FIG. 13B, only the light having a specific polarization direction that matches the vibration direction of the polarizer 2 when passing through is extracted and emitted as shown in FIG. It is assumed that only light having a polarization component whose polarization direction is perpendicular to the plane of FIG.

【0081】ポラライザ2を通過した照明光は、ハーフ
ミラー30で反射し、ノマルスキープリズム10を介し
て互いに振動面が直交する2つの直線偏光(図13
(c),(d)参照)に分離される。分離された2つの直線偏
光は、対物レンズ4を経て、標本8に入射する。この2
つの直線偏光は、標本位置において、わずかな間隔をあ
けて互いに平行な光線となっている。
The illumination light having passed through the polarizer 2 is reflected by the half mirror 30 and passes through the Nomarski prism 10 into two linearly polarized light beams whose vibration planes are orthogonal to each other (FIG. 13).
(c) and (d)). The two separated linearly polarized lights enter the sample 8 via the objective lens 4. This 2
The two linearly polarized light beams are parallel to each other at a small interval at the sample position.

【0082】2つの直線偏光は標本8で反射した後、対
物レンズ4を経てノマルスキープリズム10に再び入射
し、ノマルスキープリズム10を介して互いに平行な状
態から図13(e)に示すように、互いの直線偏光が保た
れたまま直交した状態でもって1つに合成される。
After the two linearly polarized lights are reflected by the sample 8, they enter the Nomarski prism 10 again through the objective lens 4 and are mutually parallel through the Nomarski prism 10 as shown in FIG. Are combined into one while maintaining the linearly polarized light.

【0083】ノマルスキープリズム10を介して1つに
合成された偏光は、ハーフミラー30、ダイクロイック
ミラー28を経て、アナライザ5に入射する。アナライ
ザ5はポラライザ2と同じように、特定の偏光方向のみ
の光を通過させる特性を有する光学素子であり、ここで
は図36の紙面に平行な方向の偏光成分の光のみを通過
させるように配置されている。アナライザ5に入射した
偏光は、アナライザ5を介して干渉し、通過する際に、
図13(f)に示すように、アナライザ5の振動方向に一
致する特定の偏光方向を持つ光のみが取り出され、結像
レンズ6を経て標本8の干渉像9が結像される。
The polarized light combined into one through the Nomarski prism 10 enters the analyzer 5 through the half mirror 30 and the dichroic mirror 28. The analyzer 5, like the polarizer 2, is an optical element having a characteristic of transmitting light only in a specific polarization direction. Here, the analyzer 5 is arranged so as to transmit only light of a polarization component in a direction parallel to the plane of FIG. Have been. The polarized light incident on the analyzer 5 interferes through the analyzer 5 and, when passing through,
As shown in FIG. 13 (f), only light having a specific polarization direction corresponding to the vibration direction of the analyzer 5 is extracted, and an interference image 9 of the sample 8 is formed via the imaging lens 6.

【0084】本実施例の顕微鏡においても、第2実施例
の微分干渉顕微鏡と同様に、図16〜図34のシミュレ
ーション結果が得られる。
In the microscope of this embodiment, the simulation results of FIGS. 16 to 34 are obtained as in the differential interference microscope of the second embodiment.

【0085】なお、上記本発明において、ダイクロイッ
クミラーへの入射角度が小さいほどP偏光とS偏光の位
相差が小さいものを得られやすい。そこで、図37に示
すように、破線で示すようなダイクロイックミラーに対
し直接45°の入射角度でもって入射する配置構成の代
わりに、ミラーとハーフミラーとを配置して、ダイクロ
イックミラーに対する入射角度を小さくする構成(2枚
ミラー)も考えられるが、図において矢印で示すよう
に、ユニットの厚みが増し周辺光量不足が発生しやすく
なるなど、好ましくない。そこで、ダイクロイックミラ
ーへの入射面の法線に対しての入射角度が45°のとき
に偏光特性が小さくなるようにするのがよい。例えば、
ダイクロイックミラーの入射面の法線に対して40°〜
50°の角度で入射するときに上記各実施例の条件を満
たすようにダイクロイックミラー及び顕微鏡を構成する
のが好ましい。
In the present invention, the smaller the angle of incidence on the dichroic mirror, the smaller the phase difference between P-polarized light and S-polarized light is. Therefore, as shown in FIG. 37, instead of the arrangement configuration in which the light enters the dichroic mirror directly at an incident angle of 45 ° as indicated by the broken line, a mirror and a half mirror are arranged, and the incident angle with respect to the dichroic mirror is reduced. A configuration in which the size is reduced (two-mirror) is also conceivable, but is not preferable because the thickness of the unit is increased and the peripheral light quantity is likely to be insufficient, as indicated by an arrow in the figure. Therefore, it is preferable that the polarization characteristics be reduced when the angle of incidence on the dichroic mirror with respect to the normal to the plane of incidence is 45 °. For example,
40 ° to normal to the dichroic mirror's entrance surface
It is preferable to configure the dichroic mirror and the microscope so as to satisfy the conditions of the above embodiments when the light is incident at an angle of 50 °.

【0086】なお、本発明の誘電体多層膜を有する光学
素子を用いる顕微鏡は上記各実施例の顕微鏡に限定され
るものではなく、偏光がダイクロイックミラーを透過す
るように光学要素が配置された構成の顕微鏡に適用可能
である。例えば、落射偏光顕微鏡の光学系を第1の光学
系とし、落射蛍光顕微鏡の光学系を第2の光学系として
組み合わせた顕微鏡や、落射微分干渉顕微鏡を第1の光
学系とし、落射蛍光顕微鏡の光学系を第2の光学系とし
て組み合わせた顕微鏡や、透過偏光顕微鏡を第1の光学
系とし、これに焦点検出光学系を組み合わせた顕微鏡
や、透過微分干渉顕微鏡を第1の光学系とし、これに焦
点検出光学系を組み合わせた顕微鏡などにも本発明のダ
イクロイックミラーのような誘電体多層膜を有する光学
素子を適用すれば、上記それぞれの実施例と同様の効果
を得ることができる。
Note that the microscope using the optical element having the dielectric multilayer film of the present invention is not limited to the microscopes of the above embodiments, and the configuration in which the optical elements are arranged so that polarized light passes through the dichroic mirror. It is applicable to microscopes. For example, a microscope in which the optical system of an epi-illumination polarization microscope is used as a first optical system and the optical system of an epi-fluorescence microscope is used as a second optical system, or an epi-illumination differential interference microscope is used as a first optical system. A microscope combining an optical system as a second optical system, a transmission polarization microscope as a first optical system, and a microscope combining this with a focus detection optical system, and a transmission differential interference microscope as a first optical system. If an optical element having a dielectric multilayer film such as a dichroic mirror of the present invention is applied to a microscope or the like in which a focus detection optical system is combined, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

【0087】以上説明したように、本発明による誘電体
多層膜を有する光学素子及びそれを用いた顕微鏡は、特
許請求の範囲に記載された特徴のほかに下記に示すよう
な特徴も備えている。
As described above, the optical element having the dielectric multilayer film according to the present invention and the microscope using the same have the following features in addition to the features described in the claims. .

【0088】(1)前記位相差が20°以下であること
を特徴とする請求項1に記載の誘電体多層膜を有する光
学素子。
(1) The optical element according to claim 1, wherein the phase difference is 20 ° or less.

【0089】(2)前記位相差は、前記光学素子の入射
面の法線に対して、40°〜50°の入射角度でもって
前記光を入射させたときに生じることを特徴とする請求
項1又は上記(1)に記載の誘電体多層膜を有する光学
素子。
(2) The phase difference is generated when the light is incident at an incident angle of 40 ° to 50 ° with respect to a normal to the incident surface of the optical element. 1 or an optical element having the dielectric multilayer film according to (1).

【0090】(3)前記誘電体多層膜が前記400nm
〜650nmの波長域の光を透過させ、該波長域よりも
長波長側の光を反射する特性を備えていることを特徴と
する請求項1、上記(1)、(2)の何れかに記載の誘
電体多層膜を有する光学素子。
(3) The dielectric multilayer film has a thickness of 400 nm.
The light transmission device according to any one of claims 1, 2 and 3, wherein the light transmission device transmits light in a wavelength range of 650 nm to 650 nm and reflects light on a longer wavelength side than the wavelength range. An optical element having the dielectric multilayer film according to the above.

【0091】(4)前記位相差が20°以下であること
を特徴とする請求項2に記載の顕微鏡。
(4) The microscope according to claim 2, wherein the phase difference is 20 ° or less.

【0092】(5)前記位相差は、前記光学素子の入射
面の法線に対して、40°〜50°の入射角度でもって
前記光を入射させたときに生じることを特徴とする請求
項2又は上記(4)に記載の顕微鏡。
(5) The phase difference is generated when the light is incident at an incident angle of 40 ° to 50 ° with respect to a normal to the incident surface of the optical element. 2 or the microscope according to (4).

【0093】(6)前記誘電体多層膜が前記400nm
〜650nmの波長域の光を透過させ、該波長域よりも
長波長側の光を反射させる特性を備えていることを特徴
とする請求項2、上記(4)、(5)の何れかに記載の
顕微鏡。
(6) The dielectric multilayer film has a thickness of 400 nm.
The light transmission device according to any one of claims 2, 4 and 5, wherein the light transmission device has a characteristic of transmitting light in a wavelength range of 6650 nm and reflecting light on a longer wavelength side than the wavelength range. Microscope as described.

【0094】(7)前記第1の光学系は落射偏光光学系
であり、前記第2の光学系は落射蛍光光学系である請求
項2、上記(4)〜(6)の何れかに記載の顕微鏡。
(7) The first optical system is an epi-polarization optical system, and the second optical system is an epi-fluorescence optical system, according to any one of the above (4) to (6). Microscope.

【0095】(8)前記第1の光学系は透過偏光光学系
であり、前記第2の光学系は落射蛍光光学系である請求
項2、上記(4)〜(6)の何れかに記載の顕微鏡。
(8) The first optical system is a transmission polarization optical system, and the second optical system is an epi-fluorescence optical system, according to any one of the above (4) to (6). Microscope.

【0096】(9)前記第1の光学系は落射微分干渉光
学系であり、前記第2の光学系は落射蛍光光学系である
請求項2、上記(4)〜(6)の何れかに記載の顕微
鏡。
(9) The first optical system is an epi-illumination differential interference optical system, and the second optical system is an epi-fluorescence optical system. Microscope as described.

【0097】(10)前記第1の光学系は透過微分干渉
光学系であり、前記第2の光学系は落射蛍光光学系であ
る請求項2、上記(4)〜(6)の何れかに記載の顕微
鏡。
(10) The first optical system is a transmission differential interference optical system, and the second optical system is an epi-illumination fluorescent optical system. Microscope as described.

【0098】(11)前記位相差が20°以下であるこ
とを特徴とする請求項3に記載の顕微鏡。
(11) The microscope according to claim 3, wherein the phase difference is 20 ° or less.

【0099】(12)前記位相差は、前記光学素子の入
射面の法線に対して、40°〜50°の入射角度でもっ
て前記光を入射させたときに生じることを特徴とする請
求項3又は上記(11)に記載の顕微鏡。
(12) The phase difference occurs when the light is incident at an incident angle of 40 ° to 50 ° with respect to a normal to the incident surface of the optical element. 3 or the microscope according to (11).

【0100】(13)前記誘電体多層膜が前記400n
m〜650nmの波長域の光を透過させ、該波長域より
も長波長側の光を反射させる特性を備えていることを特
徴とする請求項3、上記(11)、(12)の何れかに
記載の顕微鏡。
(13) When the dielectric multilayer film has a thickness of 400n
4. A light transmission device having a characteristic of transmitting light in a wavelength range of m to 650 nm and reflecting light on a longer wavelength side than the wavelength range. The microscope according to 1.

【0101】(14)前記第1の光学系は落射偏光光学
系である請求項3、上記(11)〜(13)の何れかに
記載の顕微鏡。
(14) The microscope according to any one of the above (11) to (13), wherein the first optical system is an epi-polarization optical system.

【0102】(15)前記第1の光学系は透過偏光光学
系である請求項3、上記(11)〜(13)の何れかに
記載の顕微鏡。
(15) The microscope according to any one of (3) to (13), wherein the first optical system is a transmission polarization optical system.

【0103】(16)前記第1の光学系は落射微分干渉
光学系である請求項3、上記(11)〜(13)の何れ
かに記載の顕微鏡。
(16) The microscope according to any one of the above (11) to (13), wherein the first optical system is an incident-light differential interference optical system.

【0104】(17)前記第1の光学系は透過微分干渉
光学系である請求項3、上記(11)〜(13)の何れ
かに記載の顕微鏡。
(17) The microscope according to any one of (11) to (13), wherein the first optical system is a transmission differential interference optical system.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光路中
に配置しても明るさムラや色ムラを極力抑えた視野を得
ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a field of view in which brightness unevenness and color unevenness are suppressed as much as possible, even if they are arranged in the optical path.

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

【図1】本発明による誘電体多層膜を有する光学素子を
用いた顕微鏡の第1実施例を示す図であり、透過偏光顕
微鏡に落射蛍光顕微鏡を組み合わせた顕微鏡の概略構成
図である。
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a microscope using an optical element having a dielectric multilayer film according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a microscope in which an epifluorescence microscope is combined with a transmission polarization microscope.

【図2】図2は光軸上における偏光状態を光の進行方向
に沿って見た場合の状態説明図であり、(a)は照明光源
より出射した直後の位置aにおける偏光状態、(b)はポ
ラライザを通過した直後の位置bにおける偏光状態、
(c)はアナライザを通過した直後の位置cにおける偏光
状態を示して本発明による実体顕微鏡の第1実施例を示
す概略構成図である。
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of the polarization state on the optical axis when viewed along the traveling direction of light. FIG. 2A is a polarization state at a position a immediately after emission from an illumination light source, and FIG. ) Is the polarization state at position b immediately after passing through the polarizer,
(c) is a schematic configuration diagram showing a polarization state at a position c immediately after passing through an analyzer and showing a first embodiment of a stereomicroscope according to the present invention.

【図3】偏光顕微鏡における標本からの軸上及び軸外の
偏光光束を示す部分側面図である。
FIG. 3 is a partial side view showing on-axis and off-axis polarized light beams from a sample in a polarizing microscope.

【図4】図3の顕微鏡においてダイクロイックミラーに
入射する軸上光と軸外光がダイクロイックミラーを透過
するときにできる偏光面を示す状態説明図である。
FIG. 4 is a state explanatory view showing a polarization plane formed when on-axis light and off-axis light entering the dichroic mirror pass through the dichroic mirror in the microscope of FIG.

【図5】ダイクロイックミラーを透過後の軸上光及び軸
外光の偏光状態をそれぞれ光線の進行方向に沿って見た
図であり、(a)は軸上光線の偏光状態、(b)は軸外光線の
偏光状態を示している。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing polarization states of on-axis light and off-axis light after passing through a dichroic mirror along the traveling direction of light rays, respectively. FIG. 5A is a polarization state of on-axis light rays, and FIG. The polarization state of off-axis rays is shown.

【図6】本発明の実施例において、直線偏光がダイクロ
イックミラーを通過する際に、P偏光とS偏光で位相差
が0°生じた場合に、視野の中心及び両端でどの程度の
明るさの違いが生じるかをシミュレーションした結果を
示すグラフである。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the brightness of the center and both ends of a visual field when linearly polarized light passes through a dichroic mirror and a phase difference of 0 ° occurs between P-polarized light and S-polarized light. 9 is a graph showing a result of a simulation of whether a difference occurs.

【図7】本発明の実施例において、直線偏光がダイクロ
イックミラーを通過する際に、P偏光とS偏光で位相差
が10°生じた場合に、視野の中心及び両端でどの程度
の明るさの違いが生じるかをシミュレーションした結果
を示すグラフである。
FIG. 7 shows an example of the brightness of the center and both ends of the visual field when linearly polarized light passes through a dichroic mirror and a phase difference of 10 ° occurs between P-polarized light and S-polarized light. 9 is a graph showing a result of a simulation of whether a difference occurs.

【図8】本発明の実施例において、直線偏光がダイクロ
イックミラーを通過する際に、P偏光とS偏光で位相差
が20°生じた場合に、視野の中心及び両端でどの程度
の明るさの違いが生じるかをシミュレーションした結果
を示すグラフである。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the brightness of the center and both ends of the visual field when linearly polarized light passes through a dichroic mirror and a phase difference of 20 ° occurs between P-polarized light and S-polarized light. 9 is a graph showing a result of a simulation of whether a difference occurs.

【図9】本発明の実施例において、直線偏光がダイクロ
イックミラーを通過する際に、P偏光とS偏光で位相差
が30°生じた場合に、視野の中心及び両端でどの程度
の明るさの違いが生じるかをシミュレーションした結果
を示すグラフである。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the brightness of the center and both ends of the visual field when linearly polarized light passes through a dichroic mirror and a phase difference of 30 ° occurs between P-polarized light and S-polarized light. 9 is a graph showing a result of a simulation of whether a difference occurs.

【図10】本発明の比較例において、直線偏光がダイク
ロイックミラーを通過する際に、P偏光とS偏光で位相
差が45°生じた場合に、視野の中心及び両端でどの程
度の明るさの違いが生じるかをシミュレーションした結
果を示すグラフである。
FIG. 10 shows a comparative example of the present invention in which, when linearly polarized light passes through a dichroic mirror and a phase difference of 45 ° occurs between P-polarized light and S-polarized light, the brightness of the center and both ends of the visual field 9 is a graph showing a result of a simulation of whether a difference occurs.

【図11】本発明の比較例において、直線偏光がダイク
ロイックミラーを通過する際に、P偏光とS偏光で位相
差が90°生じた場合に、視野の中心及び両端でどの程
度の明るさの違いが生じるかをシミュレーションした結
果を示すグラフである。
FIG. 11 is a comparative example of the present invention, when linearly polarized light passes through a dichroic mirror and a phase difference of 90 ° occurs between P-polarized light and S-polarized light; 9 is a graph showing a result of a simulation of whether a difference occurs.

【図12】本発明による誘電体多層膜を有する光学素子
を用いた顕微鏡の第2実施例を示す図であり、透過微分
干渉顕微鏡に落射蛍光顕微鏡を組み合わせた顕微鏡の概
略構成図である。
FIG. 12 is a view showing a second embodiment of a microscope using an optical element having a dielectric multilayer film according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a microscope combining a transmission differential interference microscope and an epifluorescence microscope.

【図13】図13は光軸上における偏光状態を光の進行
方向に沿って見た場合の状態説明図であり、(a)は照明
光源より出射した直後の位置aにおける偏光状態、(b)
はポラライザを通過した直後の位置bにおける偏光状
態、(c),(d)は第1のノマルスキープリズムを通過した
直後の位置cにおける偏光状態、(e)は第2のノマルス
キープリズムを通過した直後の位置dにおける偏光状
態、(f)はアナライザを通過した直後の位置eにおける
偏光状態を示している。
FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams of the polarization state on the optical axis when viewed along the traveling direction of light. FIG. 13A is a polarization state at a position a immediately after emission from an illumination light source, and FIG. )
Is the polarization state at position b immediately after passing through the polarizer, (c) and (d) are polarization states at position c immediately after passing through the first Nomarski prism, and (e) is immediately after passing through the second Nomarski prism. (F) shows the polarization state at the position d immediately after passing through the analyzer.

【図14】微分干渉顕微鏡における標本からの軸上及び
軸外の偏光光束を示す部分側面図である。
FIG. 14 is a partial side view showing on-axis and off-axis polarized light beams from a specimen in a differential interference microscope.

【図15】図14における光の進行方向(矢印B方向)
に沿って見た、ダイクロイックミラーに入射する軸上光
及び軸外光の偏光状態及びダイクロイックミラーを透過
したときにできる楕円偏光を示す図である。
15 is a traveling direction of light in FIG. 14 (direction of arrow B);
FIG. 5 is a diagram showing polarization states of on-axis light and off-axis light incident on a dichroic mirror and elliptically polarized light generated when the light passes through the dichroic mirror, as viewed along the line.

【図16】ダイクロイックミラーで生じるP偏光とS偏
光との位相差が0°であってコントラスト調整のため付
加する位相が180°の場合の、視野の右端と左端にお
ける明るさについてシミュレーションを行なった結果を
示すグラフである。
FIG. 16 shows a simulation performed on the brightness at the right end and the left end of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated by the dichroic mirror is 0 ° and the phase added for contrast adjustment is 180 °. It is a graph which shows a result.

【図17】本発明の実施例のダイクロイックミラーで生
じるP偏光とS偏光との位相差が0°であってコントラ
スト調整のため付加する位相が0°の場合の、視野の右
端と左端における明るさについてシミュレーションを行
なった結果を示すグラフである。
FIG. 17 shows the brightness at the right and left ends of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated in the dichroic mirror according to the embodiment of the present invention is 0 ° and the phase added for contrast adjustment is 0 °. 6 is a graph showing a result of performing a simulation on the height.

【図18】本発明の実施例のダイクロイックミラーで生
じるP偏光とS偏光との位相差が0°であってコントラ
スト調整のため付加する位相が20°の場合の、視野の
右端と左端における明るさについてシミュレーションを
行なった結果を示すグラフである。
FIG. 18 shows the brightness at the right and left ends of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated in the dichroic mirror according to the embodiment of the present invention is 0 ° and the phase added for contrast adjustment is 20 °. 6 is a graph showing a result of performing a simulation on the height.

【図19】本発明の実施例のダイクロイックミラーで生
じるP偏光とS偏光との位相差が0°であってコントラ
スト調整のため付加する位相が40°の場合の、視野の
右端と左端における明るさについてシミュレーションを
行なった結果を示すグラフである。
FIG. 19 shows the brightness at the right and left ends of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated in the dichroic mirror according to the embodiment of the present invention is 0 ° and the phase added for contrast adjustment is 40 °. 6 is a graph showing a result of performing a simulation on the height.

【図20】本発明の実施例の他のダイクロイックミラー
で生じるP偏光とS偏光との位相差が10°であってコ
ントラスト調整のため付加する位相が0°の場合の、視
野の右端と左端における明るさについてシミュレーショ
ンを行なった他の結果を示すグラフである。
FIG. 20 shows the right and left ends of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated in another dichroic mirror according to the embodiment of the present invention is 10 ° and the phase added for contrast adjustment is 0 °. 9 is a graph showing another result of performing a simulation on the brightness at.

【図21】本発明の実施例の他のダイクロイックミラー
で生じるP偏光とS偏光との位相差が10°であってコ
ントラスト調整のため付加する位相が20°の場合の、
視野の右端と左端における明るさについてシミュレーシ
ョンを行なった他の結果を示すグラフである。
FIG. 21 illustrates a case where the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated by another dichroic mirror according to the embodiment of the present invention is 10 ° and the phase added for contrast adjustment is 20 °.
11 is a graph showing another result of performing a simulation on the brightness at the right end and the left end of the visual field.

【図22】本発明の実施例の他のダイクロイックミラー
で生じるP偏光とS偏光との位相差が10°であってコ
ントラスト調整のため付加する位相が40°の場合の、
視野の右端と左端における明るさについてシミュレーシ
ョンを行なった他の結果を示すグラフである。
FIG. 22 shows a case where the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated by another dichroic mirror according to the embodiment of the present invention is 10 ° and the phase added for contrast adjustment is 40 °.
11 is a graph showing another result of performing a simulation on the brightness at the right end and the left end of the visual field.

【図23】本発明の実施例のさらに他のダイクロイック
ミラーで生じるP偏光とS偏光との位相差が20°であ
ってコントラスト調整のため付加する位相が0°の場合
の、視野の右端と左端における明るさについてシミュレ
ーションを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 23 shows the right end of the field of view when the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated by still another dichroic mirror in the embodiment of the present invention is 20 ° and the phase added for contrast adjustment is 0 °. It is a graph which shows the result of having performed simulation about the brightness at the left end.

【図24】本発明の実施例のさらに他のダイクロイック
ミラーで生じるP偏光とS偏光との位相差が20°であ
ってコントラスト調整のため付加する位相が20°の場
合の、視野の右端と左端における明るさについてシミュ
レーションを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 24 shows the relationship between the right end of the field of view when the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated by still another dichroic mirror in the embodiment of the present invention is 20 ° and the phase added for contrast adjustment is 20 °. It is a graph which shows the result of having performed simulation about the brightness at the left end.

【図25】本発明の実施例のさらに他のダイクロイック
ミラーで生じるP偏光とS偏光との位相差が20°であ
ってコントラスト調整のため付加する位相が40°の場
合の、視野の右端と左端における明るさについてシミュ
レーションを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 25 shows the relationship between the right end of the field of view when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated by another dichroic mirror according to the embodiment of the present invention is 20 ° and the phase added for contrast adjustment is 40 °. It is a graph which shows the result of having performed simulation about the brightness at the left end.

【図26】本発明の実施例のさらに他のダイクロイック
ミラーで生じるP偏光とS偏光との位相差が30°であ
ってコントラスト調整のため付加する位相が0°の場合
の、視野の右端と左端における明るさについてシミュレ
ーションを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 26 shows the right end of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated in still another dichroic mirror of the embodiment of the present invention is 30 ° and the phase added for contrast adjustment is 0 °. It is a graph which shows the result of having performed simulation about the brightness at the left end.

【図27】本発明の実施例のさらに他のダイクロイック
ミラーで生じるP偏光とS偏光との位相差が30°であ
ってコントラスト調整のため付加する位相が20°の場
合の、視野の右端と左端における明るさについてシミュ
レーションを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 27 shows the right end of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated in still another dichroic mirror of the embodiment of the present invention is 30 ° and the phase added for contrast adjustment is 20 °. It is a graph which shows the result of having performed simulation about the brightness at the left end.

【図28】本発明の実施例のさらに他のダイクロイック
ミラーで生じるP偏光とS偏光との位相差が30°であ
ってコントラスト調整のため付加する位相が40°の場
合の、視野の右端と左端における明るさについてシミュ
レーションを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 28 shows the relationship between the right end of the field of view when the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated by still another dichroic mirror of the embodiment of the present invention is 30 ° and the phase added for contrast adjustment is 40 °. It is a graph which shows the result of having performed simulation about the brightness at the left end.

【図29】本発明の比較例のダイクロイックミラーで生
じるP偏光とS偏光との位相差が45°であってコント
ラスト調整のため付加する位相が0°の場合の、視野の
右端と左端における明るさについてシミュレーションを
行なった結果を示すグラフである。
FIG. 29 shows the brightness at the right end and the left end of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated by the dichroic mirror of the comparative example of the present invention is 45 ° and the phase added for contrast adjustment is 0 °. 6 is a graph showing a result of performing a simulation on the height.

【図30】本発明の比較例のダイクロイックミラーで生
じるP偏光とS偏光との位相差が45°であってコント
ラスト調整のため付加する位相が20°の場合の、視野
の右端と左端における明るさについてシミュレーション
を行なった結果を示すグラフである。
FIG. 30 shows the brightness at the right end and the left end of the visual field when the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated in the dichroic mirror of the comparative example of the present invention is 45 ° and the phase added for contrast adjustment is 20 °. 6 is a graph showing a result of performing a simulation on the height.

【図31】本発明の比較例のダイクロイックミラーで生
じるP偏光とS偏光との位相差が45°であってコント
ラスト調整のため付加する位相が40°の場合の、視野
の右端と左端における明るさについてシミュレーション
を行なった結果を示すグラフである。
FIG. 31 shows the brightness at the right end and the left end of the visual field when the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated in the dichroic mirror of the comparative example of the present invention is 45 ° and the phase added for contrast adjustment is 40 °. 6 is a graph showing a result of performing a simulation on the height.

【図32】本発明の比較例の他のダイクロイックミラー
で生じるP偏光とS偏光との位相差が90°であってコ
ントラスト調整のため付加する位相が0°の場合の、視
野の右端と左端における明るさについてシミュレーショ
ンを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 32 shows the right and left ends of the visual field when the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light generated by another dichroic mirror of the comparative example of the present invention is 90 ° and the phase added for contrast adjustment is 0 °. 6 is a graph showing the result of a simulation performed on the brightness at the point.

【図33】本発明の比較例の他のダイクロイックミラー
で生じるP偏光とS偏光との位相差が90°であってコ
ントラスト調整のため付加する位相が20°の場合の、
視野の右端と左端における明るさについてシミュレーシ
ョンを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 33 shows a case where the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated in another dichroic mirror of the comparative example of the present invention is 90 ° and the phase added for contrast adjustment is 20 °.
It is a graph which shows the result of having performed simulation about brightness at the right end and the left end of a visual field.

【図34】本発明の比較例の他のダイクロイックミラー
で生じるP偏光とS偏光との位相差が90°であってコ
ントラスト調整のため付加する位相が40°の場合の、
視野の右端と左端における明るさについてシミュレーシ
ョンを行なった結果を示すグラフである。
FIG. 34 shows a case where the phase difference between P-polarized light and S-polarized light generated in another dichroic mirror of the comparative example of the present invention is 90 ° and the phase added for contrast adjustment is 40 °.
It is a graph which shows the result of having performed simulation about brightness at the right end and the left end of a visual field.

【図35】本発明による誘電体多層膜を用いた顕微鏡の
第3実施例を示す図であり、落射偏光顕微鏡にAFユニ
ットを組み合わせた顕微鏡の概略構成図である。
FIG. 35 is a view showing a third embodiment of a microscope using a dielectric multilayer film according to the present invention, and is a schematic configuration diagram of a microscope combining an epi-polarization microscope and an AF unit.

【図36】本発明による誘電体多層膜を用いた顕微鏡の
第4実施例を示す図であり、落射微分干渉顕微鏡にAF
ユニットを組み合わせた顕微鏡の概略構成図である。
FIG. 36 is a view showing a fourth embodiment of the microscope using the dielectric multilayer film according to the present invention, and is shown by an AF differential interference microscope;
It is a schematic structure figure of a microscope which combined a unit.

【図37】本発明の顕微鏡におけるダイクロイックミラ
ーへの入射角度を小さくするための一手段として2枚ミ
ラーの構成を示す説明図である。
FIG. 37 is an explanatory diagram showing a configuration of a two-mirror as one means for reducing an incident angle on a dichroic mirror in the microscope of the present invention.

【図38】落射偏光顕微鏡の基本構成例を示す概略構成
図である。
FIG. 38 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration example of an epi-polarization microscope.

【図39】落射微分干渉顕微鏡の基本構成例を示す概略
構成図である。
FIG. 39 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration example of an epi-illumination differential interference microscope.

【図40】光学顕微鏡に用いられるアクティブ型AFの
従来例を示す概略構成図である。
FIG. 40 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of an active AF used for an optical microscope.

【図41】透過偏光顕微鏡の基本構成例を示す概略構成
図である。
FIG. 41 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration example of a transmission polarization microscope.

【図42】透過微分干渉顕微鏡の基本構成例を示す概略
構成図である。
FIG. 42 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration example of a transmission differential interference microscope.

【図43】落射蛍光観察顕微鏡を透過偏光顕微鏡に組み
合わせた顕微鏡の概略構成図である。
FIG. 43 is a schematic configuration diagram of a microscope in which an epi-illumination fluorescence observation microscope is combined with a transmission polarization microscope.

【図44】落射蛍光観察顕微鏡を透過微分干渉顕微鏡に
組み合わせた顕微鏡の概略構成図である。
FIG. 44 is a schematic configuration diagram of a microscope in which an epi-illumination fluorescence observation microscope is combined with a transmission differential interference microscope.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

1 光源 2 ポラライザ 3 ハーフミラー 4 対物レンズ 5 アナライザ 6 結像レンズ 7,7',7''' 照明光学系 7'' コンデンサーレンズ 8 標本 9 1次像 10,10' ノマルスキープリズム 11 レーザ光源 12 コリメータレンズ 13 遮蔽板 14 偏光ビームスプリッタ 15 λ/4板 16 集光レンズ 17 ダイクロイックプリズム 18 結像レンズ 19 対物レンズ 20 接眼レンズ 21 遮蔽板 22 集光レンズ 23 二分割受光素子 24 信号処理系 26 落射光源 27 励起フィルタ 28 ダイクロイックミラー 29 吸収フィルタ 30 ミラー 31 AF(自動焦点検出)光学系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Polarizer 3 Half mirror 4 Objective lens 5 Analyzer 6 Imaging lens 7, 7 ', 7' "Illumination optical system 7" Condenser lens 8 Sample 9 Primary image 10, 10 'Nomarski prism 11 Laser light source 12 Collimator Lens 13 Shielding plate 14 Polarizing beam splitter 15 λ / 4 plate 16 Condensing lens 17 Dichroic prism 18 Imaging lens 19 Objective lens 20 Eyepiece 21 Shielding plate 22 Condensing lens 23 Two-piece light receiving element 24 Signal processing system 26 Light source 27 Excitation filter 28 Dichroic mirror 29 Absorption filter 30 Mirror 31 AF (automatic focus detection) optical system

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】400〜650nmの波長域における光が
透過する際に生じるP偏光成分とS偏光成分との位相差
が30°以下である特性の誘電体多層膜と該誘電体多層
膜を保持する光学部材とを備えたことを特徴とする光学
素子。
1. A dielectric multilayer film having a characteristic in which a phase difference between a P-polarized light component and an S-polarized light component generated when light in a wavelength range of 400 to 650 nm is 30 ° or less, and holding the dielectric multilayer film An optical element comprising: an optical member.
【請求項2】第1の照明ユニット及び観察ユニットを有
する第1の光学系と第2の照明ユニット及び観察ユニッ
トを有する第2の光学系を備え、 前記第1の照明ユニットと観察ユニットはそれぞれ偏光
部材を備え、 前記第1の観察ユニットと前記第2の観察ユニットは共
通の対物レンズと結像レンズを有し、 400〜650nmの波長域における光が透過する際に
生じるP偏光成分とS偏光成分との位相差が、30°以
下である特性の誘電体多層膜と該誘電体多層膜を保持す
る光学部材とを備えた光学素子を、前記対物レンズと前
記結像レンズとの間に配置したことを特徴とする顕微
鏡。
A first optical system having a first illumination unit and an observation unit; and a second optical system having a second illumination unit and an observation unit, wherein the first illumination unit and the observation unit are respectively provided. A polarizing member, the first observation unit and the second observation unit have a common objective lens and an imaging lens, and a P-polarized light component and a S-polarized light component generated when light in a wavelength range of 400 to 650 nm is transmitted. A phase difference between the polarization component and the optical element having a dielectric multilayer film having a characteristic of 30 ° or less and an optical member holding the dielectric multilayer film, between the objective lens and the imaging lens. A microscope characterized by being arranged.
【請求項3】照明ユニット及び観察ユニットを有する第
1の光学系と焦点検出光学系とを備え、 前記照明ユニットと観察ユニットはそれぞれ偏光部材を
備え、 前記第1の光学系は前記焦点検出光学系と共通の対物レ
ンズを有し、400nm〜650nmの波長域における
光が透過する際に生じるP偏光成分とS偏光成分との位
相差が、30°以下である特性の誘電体多層膜と該誘電
体多層膜を保持する光学部材とを備えた光学素子を、前
記対物レンズと前記第1の光学系の結像レンズの間に配
置したことを特徴とする顕微鏡。
A first optical system having an illumination unit and an observation unit; and a focus detection optical system, wherein the illumination unit and the observation unit each include a polarizing member, and the first optical system includes the focus detection optical system. A dielectric multilayer film having a common objective lens with the system, wherein a phase difference between a P-polarized component and an S-polarized component generated when light in a wavelength range of 400 nm to 650 nm is transmitted is 30 ° or less; A microscope, wherein an optical element including an optical member holding a dielectric multilayer film is disposed between the objective lens and the imaging lens of the first optical system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117214140A (en) * 2022-06-02 2023-12-12 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 A specific protein analysis system

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CN117214140A (en) * 2022-06-02 2023-12-12 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 A specific protein analysis system

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