JP3708246B2 - 光制御部材を有する光学顕微鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光制御部材を有する光学顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体細胞のような無色透明な位相標本を光学顕微鏡で観察する場合、通常の明視野観察によっては、その構造を確認することができない。位相標本を可視化する観察法としては様々な手法が知られている。代表的な観察法としては、位相差観察法、変調コントラスト観察法、微分干渉観察法等が挙げられる。
【０００３】
位相差観察法は、顕微鏡の照明光学系の瞳位置にリングスリットを配置し、結像光学系の瞳上にリングスリットと共役な形状の位相膜を配置するものである。通常、位相構造からの回折光の位相は０次光に対してπ／２だけずれており、このままでは白黒のコントラストのついた像を結ばないため、０次光と回折光との位相差を打ち消すように０次光の通過する領域に位相膜が設けられる。
【０００４】
一般的には、０次光強度が回折光強度より大きいため、位相膜に適当な大きさの光吸収力を与えてコントラストを高めている。この観察法の長所は、構造間の屈折率差が小さい標本や、細胞内の顆粒状の微小構造等においても、高い検出感度で鮮明なコントラストのついた観察像を得ることができる点である。一方、短所としては、構造の端部等が白く光って見える、ハローと呼ばれる現象により、構造の輪郭が確認しにくい点が挙げられる。
【０００５】
一方、変調コントラスト観察法は、特開昭５１−１２８５４８号に開示されているように、顕微鏡の照明光学系の瞳位置にスリットを配置し、結像光学系の瞳上には透過率の異なる領域を複数配置するものである。通常、スリットと共役な領域に適当な透過率をもつ吸収膜を配置し、それに隣接した一方の側を透過領域、もう一方の側を遮光領域とする。瞳上では標本内の構造による屈折の大小により、光の通過する領域が異なり、それに伴って透過率も変化するため像に白黒の影をつけて観察することができる。この観察法の長所は、安価な構成により位相物体に陰影をつけて立体感のある観察像を得ることができる点である。また、位相差観察法でみられるハローが無いため、構造の輪郭を観察しやすく細胞等のマニピュレーションに適している。一方、短所としては、位相差観察法に比べ検出感度が劣り、微小構造が確認しにくいことが挙げられる。また、対物レンズを交換するたびにスリットと吸収膜の向きを合わせる煩雑な操作が必要となる。
【０００６】
微分干渉観察法は、複屈折結晶により生じた直交する２偏光を標本面上に僅かにずらして照射し、これらを干渉させることで標本の微小な構造を観察するものである。この観察法の長所は、非常に高いコントラストで、位相標本に立体感をつけて観察することができる点である。一方、短所としては、複屈折結晶を使用するため装置が高価となることと、偏光を用いた観察であるため標本が偏光状態に影響を与えるような物質から成る場合には正確な観察像が得られないことである。また一般に、生体試料等の観察で使い捨て容器として頻繁に用いられるプラスチックシャーレ等はプラスチックの複屈折により偏光を乱すため、微分干渉観察法はプラスチック容器に入った標本の観察には不適である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、位相標本を観察するための各手法には一長一短があるため、それぞれの長所を持ち合わせ、欠点を排除した観察方法が求められる。
特に、生体試料等の検査やマニピュレーション等を顕微鏡下で行う場合には、透明な微小構造も高感度で検出する必要がある。さらに微小物等の正確な操作を行うため構造の輪郭も明瞭でなければならない。また試料や容器の偏光特性にとらわれない柔軟な観察が行えることも重要である。一方、顕微鏡観察では標本内の目的の構造を探すため、対物レンズの変換が頻繁に行われるが、それにともなう開口の交換作業などの煩雑な光学系の調整操作を極力排除して、検査やマニピュレーションを容易に効率よく行えることが求められる。
【０００８】
以上のような要求を満たし、かつ安価な観察法を実現するためには、従来の変調コントラスト観察法と位相差観察法とを組み合わせることが考えられる。これに関連する例を以下に挙げる。
特開昭５７−１７８２１２号の実施例には、光軸外に直線状開口を配置し、これと共役な結像光学系の瞳面上に光吸収効果のある位相膜を設け、結像に寄与する回折光を０次光に対して片側だけとする構成が記載されている。また、別の実施例として、この位相膜に接する領域のうち、光軸外方向に接している領域の透過率を低くして、やはり結像に寄与する回折光を０次光に対して片側だけとする構成が記載されている。一般に、０次光に対して片側の回折光を全て遮断すると観察像のコントラストが低くなる。例えば、位相分布が周期１／ｐの正弦波状である薄い平面位相物体を考える。この物体を通過した光の等位相面φ（ｘ）は次のように与えられる。
【０００９】
φ（ｘ）＝Ａｃｏｓ（２πｐｘ）
ここで、ｘは物体に平行な方向の座標であり、Ａは位相分布の振幅である。このとき、この位相物体上の複素振幅分布Ｅ（ｘ）は、
Ｅ（ｘ）＝ｅｘｐ｛ｉφ（ｘ）｝
で与えられる。位相変化が小さいとして、Ａ《１とおけば、

となる。上の第１項が０次光、第２項が１次光、第３項が−１次光を表している。位相膜によって、０次光と±１次光との位相差π／２を打ち消すと、上式は以下のＥ’（ｘ）と等価となる。
【００１０】
Ｅ’（ｘ）＝１＋（Ａ／２）ｅｘｐ（２πｉｐｘ）＋
（Ａ／２）ｅｘｐ（−２πｉｐｘ） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）
ここで、一１次光を遮断すると、
Ｅ”（ｘ）＝１＋（Ａ／２）ｅｘｐ（２πｉｐｘ） ‥‥‥‥‥‥（２）
となる。式（１）、（２）のそれぞれの強度Ｉ’（ｘ）、Ｉ”（ｘ）は、
Ｉ’（ｘ）＝｜Ｅ’（ｘ）｜² ≒１＋２Ａｃｏｓ（２πｐｘ）‥‥‥（３）
Ｉ”（ｘ）＝｜Ｅ”（ｘ）｜² ≒１＋Ａｃｏｓ（２πｐｘ）‥‥‥ （４）
で与えられる。従って、±１次光のうち一方を遮光すると（４）、遮光しない場合（３）に比べてコントラストがおよそ１／２に低下してしまう。よって、特開昭５７−１７８２１２に開示されている構成によっては、変調コントラスト効果は得られるものの、位相差観察法本来の高い検出感度は得られない。
【００１１】
一般に、変調コントラスト法では、結像光学系の瞳上では標本からの光のうち、標本によって屈折されない直接光に対して、一方の側に屈折された全ての屈折光の透過率を低下させる、或いはほぼ遮光するように吸収膜が配置される。これは、標本による屈折の方向により明暗を付けることで位相物体の屈折率の変化している部分のコントラストをつけるものである。特開昭５１−１２８５４８においては、変調コントラスト法で用いられる光制御部材上での光吸収領域の透過率分布の一例が示されているが、光制御部材上の直接光が通過する領域が中心に設けられ、この領域に接する片側領域全部が透過率の低い領域となっている。このような構成の場合、位相物体のコントラストはつくものの、瞳面を通過する光束のほぼ半分を遮っているため、解像力が低下する。これに対処するため、一般には開口を光軸外に配置し、透過率の低い領域を狭めて瞳面を通過する光束を広げている。該特許では光制御部材上の各領域が位相変化作用を有することが出来るとしているが、やはりこの場合も、前述した特開昭５７−１７８２１２と同じく、０次光に対して片側の回折光を遮る構成となるため、この構成で得られる位相差観察法の効果は低い。
【００１２】
更に以上のような構成の場合、光制御部材上に構成される領域の配置が光軸に対して非対称となるため、対物レンズの交換毎に、開口と光制御部材の向きを合わせる調整作業が必要となる。具体的には、対物レンズ筒内の瞳面上に光制御部材を配置する場合、対物レンズをレボルバーに取り付ける際に各対物レンズについて必ずしも光制御部材の向きが一定方向には揃わないため、各対物レンズについて、その都度開口の向きを光制御部材の向きに一致させる作業が必要である。また、対物レンズの倍率により開口が異なるので、対物レンズの変換とともに開口も変換する必要がある。顕微鏡による目視検査などでは、頻繁に観察倍率を切替えることがあり、そのたびに開口の変換作業を行なうことは非常に煩雑である。
【００１３】
米国特許第４４０７５６９号では、結像光学系の瞳面上に位相変化領域と光吸収領域を独立に設け、それぞれに対応する開口を適宜交換することにより、位相差観察と変調コントラスト観察を選択的に切替える構成となっている。したがって、位相差効果と変調コントラスト効果の両効果を同時には実現出来ない。該特許の実施例には、位相差観察用と変調コントラスト観察用の２つの開口を同一部材上に配置する構成も示されているが、この構成により両観察法の効果を同時に得ることは困難である。なぜならば、位相差観察用の開口からの０次光は位相変化を受けるが、変調コントラスト用の開口からの０次光は位相変化を受けないため、０次光と回折光との干渉効果が低くなるためである。たとえ、変調コントラスト観察用の光吸収領域にも位相変化作用を持たせたとしても、逆に回折光が位相変化を受ける領域が広がるため、この場合にも０次光と回折光との干渉効果は低くなる。
【００１４】
一方、位相差観察法に特有のハローを抑制するために、瞳面上で位相膜とは別の領域に吸収膜を設ける位相差顕微鏡が特開平８−９４９３６に開示されているが、該位相差顕微鏡では変調コントラストの効果が得られることは示されておらず、また開口が輪帯状に限定されているため、実際にその効果は得られない。また、光制御部材上に配置される光吸収領域の幅や位置について具体的には明示されていないことからも、特開平８−９４９３６により位相差観察法と変調コントラスト法の両手法の効果を同時に得ることはできない。
【００１５】
これまで説明したように、従来から提案されている手法では、変調コントラスト観察法の立体感と位相差観察法の高い検出感度を両立させることはできなかった。
対物レンズの変換に伴う開口の交換作業を軽減している例として、ライカ社のデルタオプティックスで採用されている位相差用のリングスリットが挙げられる。このリングスリットは１種類で対物レンズ倍率１０倍〜４０倍に対応しているため、それぞれの倍率の変換時においては、リングスリットの交換の必要がない。ただし、開口形状がリング状であるため、高倍率対物レンズの使用時には照明側の有効なＮＡが小さく解像力が低下する。またハローが強くなり構造の輪郭が検出し難くなる。
【００１６】
一方、解像力を高くするために照明リングスリット径を大きくすると、低倍率対物レンズ観察時に結像光学系の瞳面上で０次光が通過する領域が大きくなるため、コントラストが低下する等の問題があった。
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透明な位相物体等の観察において、変調コントラスト観察法の立体感のある像を実現しながらも、位相差観察法の検出感度の高さを持ち合わせた光学顕微鏡を提供することであり、好ましくは、これに加えて、上記の観察法等を行なう際、その効果を損なうことなく、比較的広い範囲の倍率の各対物レンズに対して、照明光学系側の開口の切替え操作を不要として、観察者の手間を軽減する光学顕微鏡を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光学顕微鏡は、光源と、標本を照明するための照明光学系と、照明光学系の瞳位置またはその近傍に配置した開口と、標本を拡大して観察するための、対物レンズを含む結像光学系と、結像光学系の瞳位置またはその近傍に配置した光制御部材とを有し、該光制御部材上には少なくとも４つの領域を有する光学顕微鏡において、前記領域は、開口と共役な領域の全部もしくは一部を包含し透過率Ｔａである第１の光吸収領域と、第１の光吸収領域に隣接して配置され透過率Ｔｂである第２の光吸収領域と、第１の光吸収領域に隣接して配置され透過率Ｔｃである第１の透過領域と、透過率Ｔｄである第２の透過領域とから成っていて、
Ｔｂ＜Ｔａ＜Ｔｃ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（５）
Ｔａ＜Ｔｄ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（６）
Ｔｃ＞０．５ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（７）
Ｔｄ＞０．５ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（８）
を満たし、光制御部材上の少なくとも１つの領域が位相変化作用を有し、第２の透過領域を、第２の光吸収領域に対して第１の光吸収領域とほぼ反対側に、第２の光吸収領域に接するように配置したことを特徴としている。
また、本発明によれば、前記第１の光吸収領域が、位相変化作用を有することを特徴としている。
また、本発明によれば、前記第２の光吸収領域を遮光膜とし、前記第１の透過領域および前記第２の透過領域の透過率が９０％以上であることを特徴としている。
また、本発明によれば、前記第１の光吸収領域と前記第２の光吸収領域が、光軸にほぼ垂直な方向に沿って配列されていることを特徴としている。
また、本発明によれば、前記方向に対する前記第１の光吸収領域の幅Ｗａと前記第２の光吸収領域の幅Ｗｂが、
Ｗａ／２＜Ｗｂ＜２Ｗａ
を満たすことを特徴としている。
また、本発明によれば、前記開口は、光軸を中心としたリングの一部を覆った形状であり、前記第１の光吸収領域及び前記第２の光吸収領域が光軸を中心としたリング形状であることを特徴としている。
また、本発明によれば、前記第２の光吸収領域が、光軸に対して前記第１の光吸収領域の外側に配置され、前記開口の最も内側を通る光線が標本面において取り得る開口数をＮＡｃ、使用する複数の対物レンズの各々の開口数のうち最小値をＮＡｏとしたとき、
ＮＡｃ＞０．７ＮＡｏ
が成立し、使用する複数の異なる倍率の対物レンズに対して、１つだけの前記開口を共通に使用することを特徴としている。
また、本発明によれば、使用する複数の対物レンズのうち開口数が最小である対物レンズの使用時に限り、前記結像光学系の瞳上で、前記開口と共役な領域が前記瞳の最周縁またはその近傍に位置し、前記光制御部材上には、前記開口と共役な領域を包含し光軸を中心としたリング形状の光吸収領域を配置したことを特徴としている。
また、本発明によれば、前記光吸収領域が位相変化作用を有することを特徴としている。
更に、本発明によれば、前記開口は、光軸を中心として回転可能であることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上記目的を達成するための手段における作用について、図を用いて説明する。
図１は、本発明の光学顕微鏡の全体構成と主要な構成要素についての説明図である。
図１（ａ）は、本発明の光学顕微鏡の全体構成を示したものであって、１は光源、２は照明光学系、３は標本、４は結像光学系、５は標本３の観察像、６は光軸、７はコレクタレンズ、８は照明光学系２の瞳位置、９はコンデンサレンズ、１０は対物レンズ、１１は結像光学系４の瞳位置、１２は結像レンズ、１３は開口部材、１４は光制御部材である。本発明の光学顕微鏡は、照明光学系２の瞳位置８あるいはその近傍に配置した開口部材１３と結像光学系４の瞳位置１１あるいはその近傍に配置した光制御部材１４との組合わせによって、標本３の観察像５を得るものである。
【００１９】
図１（ｂ）は開口部材１３の一例を示したものであり、１３ａは光の通過する領域である開口を示している。
図９（ｃ）は図１（ｂ）の開口１３ａの形状に対応した、従来の変調コントラスト観察法で一般に用いられている光制御部材１４の一例を示したものである。領域１４ａ’、１４ｂ’、１４ｃ’の透過率を順にＴａ’、Ｔｂ’、Ｔｃ’とすると、通常、
Ｔｂ’＜Ｔａ’＜Ｔｃ’
が満たされている。
【００２０】
一方、図１（ｃ）は、本発明における光学顕微鏡において、図１（ｂ）の開口に対応した光制御部材１４の例を示したものである。この光制御部材１４は、第１の光吸収領域１４ａ、第２の光吸収領域１４ｂ、及び第１の透過領域１４ｃ、第２の透過領域１４ｄを有し、それぞれの透過率Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄは上記した式（５）〜（８）を満たす。
【００２１】
従来の変調コントラスト観察法においては、図９に示すように開口１３ａからの光のうち、標本３により屈折もしくは回折されなかった直接光は光制御部材１４上の領域１４ａ’内を通る。標本により屈折もしくは回折された光は、領域１４ａ’に隣接する領域１４ｂ’もしくは１４ｃ’を通過する。このうち、領域１４ｂ’は領域１４ａ’よりも透過率が低いため、領域１４ｂ’を通る光の強度は弱められる。一方、領域１４ｃ’は領域１４ａ’よりも透過率が高いため、この領域を通る光の大部分が透過する。したがって、標本の屈折率分布などにコントラストがつく。すなわち、公知の変調コントラスト観察が行える。
このことは、本発明において用いられる図１（ｃ）の光制御部材についても言える。すなわち、図１（ｃ）において、標本からの直接光は、領域１４ａを通り、１４ａの両側に配置された領域１４ｂ，１４ｃにより、本発明の光制御部材においても変調コントラスト効果が得られる。
【００２２】
ここで、領域１４ａ’あるいは１４ａに位相変化作用を持たせることにより、上記の変調コントラスト観察像に、位相差観察の効果を加えることができる。
このとき、従来の変調コントラスト法で用いられる図９（ｃ）の光制御部材の領域１４ａ’に位相変化作用を持たせた場合に比べ、本発明の図１（ｃ）で領域１４ａに位相変化作用を持たせた場合は、図９（ｃ）に比べて新たに第２の透過領域１４ｄが設けられているため位相差効果が増す。これは、位相差観察法が、０次光と回折光との干渉により位相物体にコントラストをつける手法であり、図９（ｃ）では０次光に対し片側の回折光しか干渉に寄与しないのに対して、図１（ｃ）では両側に回折された光の各々について、瞳を通り得る最も外側の光が０次光と干渉できるためである。つまり、本発明では第２の透過領域を設けることで、この透過領域を通過する回折角の大きな光、すなわち標本のより微少な構造の情報を持つ光も観察像面に達するため、高い検出感度を得ることが出来る。したがって、本発明における図１（ｃ）の光制御部材１４を使用したときの方が、図９（ｃ）の光制御部材を使用したときよりも検出感度の高い位相差効果が得られる。
【００２３】
特開昭５１−１２８５４８号では、変調コントラストのための各光吸収領域が種々の位相変化作用を持つことが出来るとしていることは先にも述べた。しかし、本発明にあるような第２の透過領域を設け、さらに前述したような位置に配置することについては触れられておらず、さらには、この領域を設けることで高い位相差効果が得られることを示すには至っていない。
したがって、本発明のように、第２の光吸収領域１４ｂに隣接して第２の透過領域１４ｄを設けることにより初めて、本来の変調コントラスト観察法と位相差観察法の両手法の効果を同時に実現することが出来る。すなわち、位相標本構造の端部まで鮮明化され、構造に陰がついたように見える立体感のある像が得られ、低屈折率物体や微小構造なども高い検出感度で観察することが出来る。
【００２４】
本発明の構成においては、位相変化作用を上記のように前記第１の光吸収領域に与えるのが望ましい。０次光と回折光との位相差を打ち消すには前記第１の光吸収領域には位相変化を与えず、その他の全領域に位相変化作用を与えるという方法もあるが光制御部材の製作上、コーティング工程が複雑となり効率が悪い。本発明の以上の構成において、前記第２の光吸収領域を遮光膜とし、前記第１の透過領域および前記第２の透過領域の透過率が９０％以上であることが望ましい。これにより、さらにコントラストを高めることができるからである。
【００２５】
また、前記第１の光吸収領域と前記第２の光吸収領域が、光軸にほぼ垂直な方向に沿って配列されることが望ましい。これは、本発明によりコントラストが付くのは前記第１の光吸収領域と前記第２の光吸収領域とが配列される方向であるが、この方向に回折される回折光を最も多く取り得る方向が、光軸に垂直な方向であるからである。
【００２６】
また、光軸に垂直な方向に対して、前記第１の光吸収領域の幅Ｗａと前記第２の光吸収領域の幅Ｗｂが、
Ｗａ／２＜Ｗｂ＜２Ｗａ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１０）
を満たすことが望ましい。この条件を満たすことで最適な解像力とコントラストを得ることが出来る。Ｗｂが２Ｗａを越える場合は、回折光の光量が低下するためコントラストが低下し、また、ＷｂがＷａ／２を下回ると、立体感が薄れ、変調コントラスト効果が低下する。
【００２７】
さらには、前記開口が光軸を中心としたリングの一部を覆った形状であって、前記第１の光吸収領域及び前記第２の光吸収領域が光軸を中心としたリング形状であることが望ましい。これにより光制御部材上の各領域の配置が光軸に対して回転対称となり、開口形状に対して光制御部材の向きを調節する作業が不要となる。また、観察像のコントラストの付く方向を変えて観察したい場合にも、開口のみを回転させるだけで、光制御部材の向きを調節する必要がない。
【００２８】
図１０は、従来の位相差観察法による照明光学系において使用する複数の対物レンズのうち，最小の開口数を有する（一般には最も低倍率の）対物レンズ使用時の全体構成と構成要素を示している。図１０（ａ）は、使用する複数の対物レンズのうち、最小の開口数を有する（一般には最も低倍率の）対物レンズ１０Ｌ使用時の、照明光学系の瞳位置８から結像光学系の瞳位置１１までを示したものである。照明光学系の瞳位置８では、対物レンズ１０ＬのＮＡに対応する径の光束１６Ｌの通過する領域が有効な領域となる。具体的には、低倍率対物レンズの開口数は小さいため、照明光学系の瞳位置では光軸付近の領域のみが有効となる。図ではこのときの光束１６Ｌを点線で示している。
【００２９】
一方、図１１は高倍率対物レンズ１０Ｈ使用時について、図１０と同様の光学系を示したものである。高倍率対物レンズの開口数は大きいため、照明光学系の瞳位置では、低倍率対物レンズ使用時よりも太い光束１６Ｈの通過する領域が有効となる。図ではこのときの光束１６Ｈを二点鎖線で示している。
従来の位相差観察法において、結像光学系の瞳位置に配置されたリング状位相膜の径は、使用する対物レンズの瞳径に対して最適な位相差効果が得られるように、各対物レンズに対して設定されるため、この位相膜に対応するリングスリットの径も対物レンズの開口数によって異なるのが一般的である。図１０（ｂ），図１１（ｂ）は、低倍率対物レンズ使用時、高倍率対物レンズ使用時のそれぞれについてのリングスリットを示していて、図１０（ｃ），図１１（ｃ）は、対物レンズの瞳に配置される光制御部材（位相板）１４Ｌ，１４Ｈを示している。
したがって、対物レンズを交換するたびに、リングスリットも交換しなければならない。倍率を頻繁に切替えて観察を行なうような場合、リングスリットの交換は非常に煩雑なものとなる。これは位相差観察法に限らず、変調コントラスト法等、照明光学系の瞳位置に配置された開口と結像光学系の瞳位置に配置された光制御部材との組合わせにより観察を行なう手法に共通の問題点である。
【００３０】
図５及び図６は、本発明に係る照明光学系を示している。
図５（ｂ）及び図６（ｂ）は瞳位置８に配置される開口を示したものであり、両者は全く同一である。
図５（ｄ）は、使用する対物レンズのうち最も開口数の小さいものを使用した場合に用いられる，結像光学系の瞳位置１１に配置された光制御部材１４Ｌであり、図６（ｄ）は、図５（ｂ）又は図６（ｂ）の開口を用い、開口数の大きい，一般的には高倍率の対物レンズを使用する場合に用いられる光制御部材１４Ｈである。
ここでは、図５（ｄ）及び図６（ｄ）ともに開口１３ａに対応した径のリング形状の位相膜１４ｅが配置されているが、第１の目的を達成するための手段である図２（ｂ）の光制御部材を使用することもできる。また、図５（ｂ）或いは図６（ｂ）の開口を低倍率対物レンズに対しても、高倍率対物レンズに対しても共通に使用することで、対物レンズの切替えに伴う開口の交換作業は全く不要となる。
【００３１】
１つの開口を、使用する複数の対物レンズに対して共通に用いる場合、対物レンズが高倍率になるぼど、光制御部材上で０次光が通過する領域が狭くなり、十分な光量を確保することができなくなる。このため、高倍率対物レンズに対しては開口面積をできるだけ大きくしたいが、その場合、低倍率対物レンズに対しては逆に光制御部材上の０次光の通過領域が大きくなり過ぎる。そこで、できるだけ広範囲の倍率の対物レンズに亘って１つの開口を共通に使用するために、図５（ｂ）又は図６（ｂ）の開口１３ａは、１６Ｌで囲まれた領域のうち、できるだけ光軸から離れた位置に配置する。具体的には式（９）を満足する。
【００３２】
上記の構成において、開口の形状を通常の位相差観察法と同様のリング形状とした場合には、低倍率対物レンズ１０Ｌの使用時には図１０（ｃ）と比べて光制御部材１４Ｌ上で０次光の領域が大きくなり、最適な位相差効果を得るための０次光と回折光とのバランスがとれなくなる。したがって、上記の構成における開口１３ａの形状はリングの一部を覆った形状とし、これとリング形状の領域からなる光制御部材との組み合わせによる偏斜照明観察の構成をとることとする。開口領域の形状は光軸に対して非対称であっても、光制御部材上の領域が光軸に対して回転対称であるので、開口と光制御部材との向きの調整等の必要はない。
【００３３】
開口をリングの一部を覆った形状にすることにより偏斜照明となるため、低倍率用に最適化されたリングスリットを用いる場合よりも高倍率観察時、低倍率観察時ともに解像力およびコントラストを高めることができる。また、式（９）を満たすことにより、各倍率で高い解像力で観察を行なうことが出来、より高い倍率の対物レンズを使用可能とすることができる。式（９）が満たされない場合は、特に高倍率観察時に有効なＮＡが小さくなり解像力が低下する。
また、使用する複数の対物レンズのうち開口数が最小である対物レンズの使用時に限り、前記結像光学系の瞳上で、前記開口と共役な領域が前記瞳の最周縁またはその近傍に位置し、前記光制御部材上には、前記開口と共役な領域を包含し光軸を中心としたリング形状の光吸収領域を配置する構成とすることができる。ここで前記光吸収領域に位相変化作用を与えてもよい。この場合、開口数が最小の対物レンズに対しては、照明側の有効ＮＡを最大限に設定したことになるので、使用する各対物レンズに対して最も解像力が高い開口の配置となる。このときの開口を図７（ｂ）に示す。このとき開口数が最小の対物レンズにおいては、結像光学系の瞳面で、回折光のうち０次光に対して瞳の内側を通過する回折光は透過率が高く、反対側に回折された光は対物レンズに入射できない、つまり遮光されたのと同じ状態となるので、観察像では変調コントラスト効果が得られる。
【００３４】
また、前記開口が光軸を中心として回転可能であるように構成すれば、観察像のコントラストの付く方向を変えて観察したい場合には開口を回転させるだけで、光制御部材を一切調整する必要がない。
以上の手段により、高い感度の位相差効果と、鮮明な輪郭と立体感を与える変調コントラスト効果の両者を兼ね備えた観察像を得ることができるという作用に加えて、使用する複数の対物レンズに対して同一の開口を使用することができるので、対物レンズ変換時にも開口の交換作業が不要となる。
【００３５】
実施例
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１は本発明に係る光制御部材を有する光学顕微鏡の全体構成、開口部材の開口、及び光制御部材を示したものであり、図２は本発明に係る光制御部材を有する光学顕微鏡における開口部材の開口及び光制御部材のその他の例を示した図である。
図１（ｂ）は開口部材１３の一例を示したものであり、光の通過する領域（開口）を１３ａで示している。一方、図１（ｃ）は本発明における光学顕微鏡において、図１（ｂ）の開口に対応した光制御部材の例を示したものである。この光制御部材は、第１の光吸収領域１４ａ、第２の光吸収領域１４ｂ、第１の透過領域１４ｃ、第２の透過領域１４ｄを有し、それぞれの透過率を順にＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄとすると、
【００３６】
０．１＜Ｔａ＜０．４
Ｔｂ＜０．０１
Ｔｃ＝Ｔｄ＞０．９
のように設定することが出来る。また、第１の光吸収領域には、他の領域に対してπ／２の位相変化作用を与えている。
なお、第１の透過領域１４ｃ及び第２の透過領域１４ｄは、図１（ｃ）のように独立に存在していなくても、図２（ｆ）のようにそれぞれ繋がって１つの透過領域を構成するように配置されても良い。つまり、本発明の効果を得るためには、第１の光吸収領域１４ａに隣接した領域と、第２の光吸収領域１４ｂに対して第１の光吸収領域１４ａとほぼ反対側であって、第２の光吸収領域１４ｂに隣接した領域が、それぞれ透過領域となっていればよい。
【００３７】
図１（ｂ）のような直線状開口と、図１（ｃ）のような、光軸に対して非対称な形状の光制御部材を用いる場合、対物レンズ１０の交換に伴い、開口１３ａと光制御部材上の領域１４ａが平行となるように光制御部材を回転させてその向きを調整する作業が必要となる。また、観察像のコントラストのつく方向を変えて観察したい場合、開口を回転させると共に光制御部材も回転させる必要があり、観察者は非常に面倒な作業を強いられる。そこで、図２（ａ）のように開口を光軸を中心とするリングの一部を覆った形状とし、光制御部材上の各領域を図２（ｂ）のように光軸を中心としたリング形状とすることにより、上記の光制御部材の回転調整作業が不要となり、観察者の手間を省くことが出来る。
【００３８】
ところで、最適な効果を得るために第１の光吸収領域の幅Ｗａと第２の光吸収領域の幅Ｗｂが式（１０）を満たすべきであることを既に述べた。これについて図２（ａ）の開口１３ａと図２（ｂ）の光制御部材１４を使用した場合について具体例を挙げる。なお、図２（ｃ）は図２（ｂ）の点線で囲まれた範囲を示している。
図２（ａ）の開口１３ａからの光束がＮＡ０．２４〜０．２８の範囲にあるとする。コンデンサレンズ９及び対物レンズ１０の焦点距離をそれぞれｆｃ，ｆｏとし、図２（ａ）の開口１３ａの内径をｒｉ，外径をｒｏ，図２（ｃ）の第１の光吸収領域の内径をｒａ，外径をｒｂ，第２の光吸収領域の外径をｒｃとする。このときｒｉ，ｒｏは、
【００３９】
ｒｉ＝０．２４ｆｃ
ｒｏ＝０．２８ｆｃ
である。通常は光制御部材上で開口の共役像を完全に覆うように第１の光吸収領域を設けるため、上の値に比べてｒａはｒｉよりやや小さくｒｂはｒｏよりやや大きく設定するのが普通である。そこで、
ｒａ＝０．２３ｆｏ
ｒｂ＝０．２９ｆｏ
とする。ここで式（１０）中のＷａ，Ｗｂは以下のように与えられる。
Ｗａ＝ｒｂ−ｒａ＝０．０６ｆｏ
Ｗｂ＝ｒｃ−ｒｂ＝ｒｃ−０．２９ｆｏ
【００４０】
よって、式（１０）から以下の条件が得られる。
０．０３ｆｏ＜Ｗｂ＜０．１２ｆｏ
あるいは、
０．３２ｆｏ＜ｒｃ＜０．４１ｆｏ
つまり、上の条件を満たすように第２の光吸収領域の幅を設定することで、最適な効果が得られる。
図２（ｂ）の場合、第２の光吸収領域１４ｂが配置される位置は、第１の光吸収領域１４ａの外側に示されているが、図２（ｄ）のように内側にあっても良い。ただし、それぞれにおいて同一の開口、例えば図２（ａ）の開口を用いる場合、コントラストの付く方向は両者で逆となる。
また、標本を照明する光量を増やすために図２（ｇ）のように開口１３ａを複数とし、それぞれの開口領域に合わせてコントラストの付き方が等しくなるように光吸収領域を配置することもできる。図２（ｈ）にその一例を示す。
図１では、本発明の光学顕微鏡の光学系が透過型の場合を示したが、図３のように落射型の場合についても透過型と同様な構成を用いることが出来る。
【００４１】
また、図４（ａ）に示すように、結像光学系の瞳位置１１をリレーして、光制御部材を瞳リレー位置１１’に配置することもできる。さらには、光制御部材上の領域の一部を瞳リレー位置１１’に分割して配置したりすることも出来る。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、図２（ｂ）に示した光制御部材上の第１の光吸収領域と第２の光吸収領域を、対物レンズ１０の瞳位置１１とリレーされた瞳位置１１’とに分割して配置した例を示したものである。
【００４２】
次に、本発明において、透明な位相物体等の観察において、変調コントラスト観察法の立体感のある像を実現しながらも、位相差観察法の検出感度の高さを持ち合わせることに加えて、上記の観察法等を行なう際、その効果を損なうことなく、比較的広い範囲の倍率の各対物レンズに対して、照明光学系側の開口の切替え操作を不要として、観察者の手間を軽減するという目的を実現するための実施例について説明する。例として、使用する対物レンズが以下の４つである場合について説明する。
［１］倍率１０倍、ＮＡ０．２５
［２］倍率２０倍、ＮＡ０．４
［３］倍率４０倍、ＮＡ０．６
［４］倍率６０倍、ＮＡ０．９
図５及び図６は、本発明に係る照明光学系を示していて、図５（ｂ）又は図６（ｂ）は照明光学系の瞳位置８に配置される開口を示したものである。
点線１６Ｌは、使用する対物レンズのうち、開口数が最小である対物レンズ使用時の、対物レンズに入射可能な光束の範囲を示している。つまり、本実施例の［１］の対物レンズを使用したときの有効な光束を示している。また、二点鎖線１６Ｈは、高倍率対物レンズ使用時の光束の範囲を示している。ここでは［４］の対物レンズに対して有効な光束を示しているとする。ここで、図５（ｂ）又は図６（ｂ）の開口の一例として、開口１３ａがＮＡ０．１８〜０．２の範囲にあるとする。このとき、ＮＡｃ＝０．２、ＮＡｏ＝０．２５であるから式（９）を満たしている。このとき光制御部材上の、開口と共役な領域を包含するリング形状の領域が覆うべき開口数の範囲を、各対物レンズの開口数に対する比率で表すと、
【００４３】
［１’］約７２〜８０％
［２’］約４５〜５０％
［３’］約３０〜３３％
［４’］約２０〜２２％
となる。図５（ｄ）及び図６（ｄ）は、光制御部材上に、開口と共役な領域を包含するリング状位相膜を配置し、偏斜位相差観察を行う場合の模式図を、対物レンズ［１］、［４］の場合についてそれぞれ示している。
したがって、図５（ｂ）或いは図６（ｂ）の開口を用い、この開口を［１］〜［４］の対物レンズに共通して使用することで、倍率を頻繁に切り換えて観察を行なう場合でも開口の交換作業をする必要がない。この実施例の場合は倍率１０倍から６０倍まで（開口数で０．２５〜０．９）の範囲で１つの開口を共通に使用して観察できる。また、光制御部材上の領域がリング形状であるため、開口が光軸に対して回転して配置されても光制御部材の位置を調整するような作業が不要である。よって、観察者の手間を大きく軽減して効率よく観察を行なうことができる。
【００４４】
また、開口形状はリングの一部を覆った形状であるので、低倍率対物レンズ使用時も高コントラストの位相差効果が得られる。
また、上記の開口を用い、光制御部材として図２（ｂ）に示したものを用いることで、前述した、位相差効果と変調コントラスト効果を兼ね備えた観察を行なうことが出来る。つまり、開口の交換や調整等の作業が不要な上に、透明標本の構造を感度良く、鮮明な輪郭と立体感をもって観察することが出来る。このとき、対物レンズ［１］、［４］に対応する光制御部材を図５（ｅ）及び図６（ｅ）に夫々示す。
また、いうまでもなく、使用する各倍率の対物レンズに対して用いられる光制御部材上の各領域の種類・形状・相対的位置を等しくすることで、コントラストの付き方等、標本像の見え方を各倍率において共通とすることができる。
図５（ｃ）及び図６（ｃ）は、図５（ｂ）及び図６（ｂ）の開口１３ａを夫々拡大して示した図であるが、図中のθの設定により、偏斜効果の大きさが変わる。θの範囲としては６０°〜１２０°程度が最も適当であると考えられる。θが６０％未満では、偏斜の効果が僅かに高くなるものの光量が不足する。とくに高倍率対物レンズでは低倍率対物レンズよりも０次光領域の瞳に占める割合が小さくなるため、光量不足は顕著となる。一方、θが１２０°以上であると、偏斜の効果が薄れ、像のコントラストが低下する。
【００４５】
ところで、以上のような構成の場合、前述したように高倍率観察時には観察像が暗くなりがちで、また０次光が光制御部材上で光軸に非常に近い領域を通過するため、解像力が得られ難く光制御部材による効果も低い。そこで図７（ｂ）のように開口１３ａを結像光学系の瞳の最外周縁、つまり光束１６Ｌの最も外側かその近傍に配置すると、図５（ｂ）或いは図６（ｂ）の開口を使用したときよりも高倍率対物レンズに対して光制御部材上の０次光通過領域が光軸から遠くなるので、偏斜効果が上がり解像力が増して、光制御部材による効果も高くなる。
例として、先に挙げた［１］〜［４］の対物レンズに対して、開口の一例としてＮＡが０．２２〜０．２５の範囲にある図７（ｂ）の形状の開口を用いる。このとき各対物レンズの位相膜あるいは図２（ｂ）に示す光制御部材上の第１の光吸収領域が覆うべき開口数の範囲を、各対物レンズの開口数に対する比率で表すと、
【００４６】
［１”］約８８〜１００％
［２”］約５５〜６３％
［３”］約３７〜４２％
［４”］約２４〜２８％
となる。このときの、対物レンズ［４］に対して図２（ｂ）の光制御部材を使用したときの模式図を図８（ｃ）に示す。
以上のように、［４’］では０次光の通過領域が結像光学系の（対物レンズの）瞳の中心に偏っているが、［４”］では０次光の通過領域が光軸からより遠い場所に位置するため、光制御部材による効果が得られやすい。
【００４７】
ただし、図７（ｂ）の開口を用いた場合は、低倍率観察時において、図２（ｂ）に示したような光制御部材を使用することはできない。それは、図２（ｂ）においては、光制御部材上の開口に対応する領域の更に外側に光吸収領域、透過領域を設ける構成を取っているためである。そこで、開口を図７（ｂ）のように配置し、開口数が最小である対物レンズを使用する場合（ここでは対物レンズ［１］使用時）にのみ、図７（ｃ）のような光制御部材を用い、それ以外の対物レンズに対しては図２（ｂ）に示した光制御部材を使用するという構成にすることが出来る。図７（ｃ）の１４ｆはリング形状の光吸収領域であり、この領域に位相変化作用を与えても良い。開口からの直接光はこの領域１４ｆを通過する。この領域の外側の領域１４ｆｏは対物レンズの瞳の外であり、光が通過することが出来ない一方、１４ｆの内側の領域１４ｆｉの透過率を高く設定すると、これらの領域は通常の変調コントラストと同様の構成となるため、変調コントラスト効果を得ることが出来る。したがって、図７（ｂ）の開口により、高倍率対物レンズ使用時も観察手法の効果を損なうことなく、低倍率対物レンズから高倍率対物レンズまで１つの開口を共通に使用でき、最小の開口数を有する対物レンズの使用時には変調コントラスト効果が、それ以外の対物レンズに対しては位相差効果と変調コントラスト効果の両者を同時に得ることが出来る。
【００４８】
以上説明したように、本発明に係る光制御部材を有する光学顕微鏡は、特許請求の範囲に記載された特徴の他に、下記の特徴を有する。
（１） 前記第１の光吸収領域が、位相変化作用を有することを特徴とする、請求項１に記載の光学顕微鏡。
【００４９】
（２） 前記第２の光吸収領域を遮光膜とし、前記第１の透過領域および前記第２の透過領域の透過率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１または上記（１）に記載の光学顕微鏡。
【００５０】
（３） 前記第１の光吸収領域と前記第２の光吸収領域が、光軸にほぼ垂直な方向に沿って配列されることを特徴とする、請求項１、上記（１）及び上記（２）の何れかに記載の光学顕微鏡。
【００５１】
（４） 前記方向に対する前記第１の光吸収領域の幅Ｗａと前記第２の光吸収領域の幅Ｗｂが、
Ｗａ／２＜Ｗｂ＜２Ｗａ
を満たすことを特徴とする、上記（３）に記載の光学顕微鏡。
【００５２】
（５） 前記開口は、光軸を中心としたリングの一部を覆った形状であり、前記第１の光吸収領域及び前記第２の光吸収領域が光軸を中心としたリング形状であることを特徴とする、請求項１、上記（１）乃至（４）の何れかに記載の光学顕微鏡。
【００５３】
（６） 前記第２の光吸収領域が、光軸に対して前記第１の光吸収領域の外側に配置され、前記開口の最も内側を通る光線が標本面において取り得る開口数をＮＡｃ、使用する複数の対物レンズの各々の開口数のうち最小値をＮＡｏとしたとき、
ＮＡｃ＞０．７ＮＡｏ
が成立し、
使用する複数の異なる倍率の対物レンズに対して、１つだけの前記開口を共通に使用することを特徴とする、上記（５）に記載の光学顕微鏡。
【００５４】
（７） 使用する複数の対物レンズのうち開口数が最小である対物レンズの使用時に限り、前記結像光学系の瞳上で、前記開口と共役な領域が前記瞳の最周縁またはその近傍に位置し、前記光制御部材上には、前記開口と共役な領域を包含し光軸を中心としたリング形状の光吸収領域を配置したことを特徴とする、上記（６）または請求項２に記載の光学顕微鏡。
【００５５】
（８） 前記光吸収領域が位相変化作用を有することを特徴とする、上記（７）に記載の光学顕微鏡。
【００５６】
（９） 前記開口は、光軸を中心として回転可能であることを特徴とする、請求項２、上記（５）乃至（８）の何れかに記載の光学顕微鏡。
【００５７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、光制御部材上の開口と共役な領域を第１の光吸収領域とし、これに位相変化作用をもたせ、この領域に隣接してさらに透過率の低い第２の光吸収領域を配置し、第２の光吸収領域に対して第１の光吸収領域とほぼ反対側に第２の光吸収領域と接するように透過領域を設けることで、変調コントラスト観察法で得られる像の立体感や標本構造の端部の鮮明化の効果に加え、位相差観察法の高感度観察という、両手法のもつそれぞれの効果を兼ね備えた顕微鏡観察を行うことが出来る。
また、使用する複数の対物レンズのうち最小の開口数を有する対物レンズに対応して開口を設定し、この開口を、使用する各対物レンズに対して共通に用いることで、従来の位相差観察法や変調コントラスト法で対物レンズの交換時に必要であった開口の交換・調整作業を不要とし、倍率を頻繁に変換して観察する場合の観察者の手間を大きく省くことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光制御部材を有する光学顕微鏡の光学系を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。
【図２】 本発明に係る光制御部材を有する光学顕微鏡における開口部材の開口、及びそれに対応する光制御部材を示す説明図であって、（ａ）（ｅ）（ｇ）は様々な形状の開口、（ｂ）（ｆ）（ｈ）は夫々対応する光制御部材、（ｄ）は（ａ）の開口に対応した光制御部材の他の例、（ｃ）は（ｂ）の点線部を示す。
【図３】 本発明を落射光学系に応用した場合を示す説明図である。
【図４】 本発明の結像光学系にリレー光学系を付加した場合を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は光制御部材、（ｃ）は分割された光制御部材を示す。
【図５】 本発明において低倍率対物レンズを使用した場合の光学系を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は開口の詳細、（ｄ）は光制御部材、（ｅ）は（ｄ）に図２（ｂ）を応用した例を示す。
【図６】 本発明において高倍率対物レンズを使用した場合の光学系を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は開口の詳細、（ｄ）は光制御部材、（ｅ）は（ｄ）に図２（ｂ）を応用した例を示す。
【図７】 本発明において低倍率対物レンズを使用した場合の光学系で、開口に他の例を用いた場合を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。
【図８】 本発明において高倍率対物レンズを使用した場合の光学系の開口に他の例を用いた場合を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。
【図９】 従来の変調コントラスト観察法で用いられる光学系であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。
【図１０】 従来の低倍率対物レンズ使用時の光学系であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）はリング状開口を有する開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。
【図１１】 従来の高倍率対物レンズ使用時の光学系であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）はリング状開口を有する開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。
【符号の説明】
１ 光源
２ 照明光学系
３ 標本
４ 結像光学系
５ 観察像
６ 光軸
７ コレクタレンズ
８ 照明光学系の瞳位置
９ コンデンサレンズ
１０ 対物レンズ
１１ 結像光学系の瞳位置
１２ 結像レンズ
１３ 開口部材
１３ａ 開口
１４ 光制御部材
１４ａ，１４ａ’ 第１の光吸収領域
１４ｂ，１４ｂ’ 第２の光吸収領域
１４ｃ，１４ｃ’ 第１の透過領域
１４ｄ 第２の透過領域
１４ｅ 位相膜
１４Ｌ 光制御部材
１４Ｈ 光制御部材
１４’ 分割された光制御部材
１５ ハーフミラー
１６Ｌ，１６Ｈ 光束
Ｗａ 第１の光吸収領域の幅
Ｗｂ 第２の光吸収領域の幅
ｒａ 第１の光吸収領域の内径
ｒｂ 第１の光吸収領域の外径
ｒｃ 第２の光吸収領域の外径
ｒｉ 開口の内径
ｒｏ 開口の外径

Claims (10)

1. 光源と、標本を照明するための照明光学系と、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍に配置した開口と、標本を拡大して観察するための、対物レンズを含む結像光学系と、前記結像光学系の瞳位置またはその近傍に配置した光制御部材とを有し、該光制御部材上には少なくとも４つの領域を有する光学顕微鏡において、
   前記領域は、
   前記開口と共役な領域の全部もしくは一部を包含し透過率Ｔａである第１の光吸収領域と、
   前記第１の光吸収領域に隣接して配置され透過率Ｔｂである第２の光吸収領域と、
   前記第１の光吸収領域に隣接して配置され透過率Ｔｃである第１の透過領域と、
   透過率Ｔｄである第２の透過領域とから成っていて、
   Ｔｂ＜Ｔａ＜Ｔｃ
   Ｔａ＜Ｔｄ
   Ｔｃ＞０．５
   Ｔｄ＞０．５
   を満たし、
   前記光制御部材上の少なくとも１つの領域が位相変化作用を有し、
   前記第２の透過領域を、前記第２の光吸収領域に対して前記第１の光吸収領域とほぼ反対側に、前記第２の光吸収領域に接するように配置したことを特徴とする光学顕微鏡。
2. 前記第１の光吸収領域が、位相変化作用を有することを特徴とする、請求項１に記載の光学顕微鏡。
3. 前記第２の光吸収領域を遮光膜とし、前記第１の透過領域および前記第２の透過領域の透過率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学顕微鏡。
4. 前記第１の光吸収領域と前記第２の光吸収領域が、光軸にほぼ垂直な方向に沿って配列されていることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の光学顕微鏡。
5. 前記方向に対する前記第１の光吸収領域の幅Ｗａと前記第２の光吸収領域の幅Ｗｂが、
   Ｗａ／２＜Ｗｂ＜２Ｗａ
   を満たすことを特徴とする、請求項４に記載の光学顕微鏡。
6. 前記開口は、光軸を中心としたリングの一部を覆った形状であり、前記第１の光吸収領域及び前記第２の光吸収領域が光軸を中心としたリング形状であることを特徴とする、請求項１乃至５の何れかに記載の光学顕微鏡。
7. 前記第２の光吸収領域が、光軸に対して前記第１の光吸収領域の外側に配置され、前記開口の最も内側を通る光線が標本面において取り得る開口数をＮＡｃ、使用する複数の対物レンズの各々の開口数のうち最小値をＮＡｏとしたとき、
   ＮＡｃ＞０．７ＮＡｏ
   が成立し、
   使用する複数の異なる倍率の対物レンズに対して、１つだけの前記開口を共通に使用することを特徴とする、請求項６に記載の光学顕微鏡。
8. 使用する複数の対物レンズのうち開口数が最小である対物レンズの使用時に限り、前記結像光学系の瞳上で、前記開口と共役な領域が前記瞳の最周縁またはその近傍に位置し、前記光制御部材上には、前記開口と共役な領域を包含し光軸を中心としたリング形状の光吸収領域を配置したことを特徴とする、請求項７に記載の光学顕微鏡。
9. 前記光吸収領域が位相変化作用を有することを特徴とする、請求項８に記載の光学顕微鏡。
10. 前記開口は、光軸を中心として回転可能であることを特徴とする、請求項６乃至９の何れかに記載の光学顕微鏡。

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