JPH04310911A - リング照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暗視野観察，位相差観
察に用いられる顕微鏡のリング照明装置に関する。

【０００２】

【従来技術】顕微鏡の照明装置として以前からケーラー
照明法を用いた照明装置（以下、ケーラー照明装置と称
す）が広く一般的に用いられている。このケーラー照明
装置は、図７に示すように、集光レンズ２によって集光
された光源１からの光束は結像レンズ３によって結像さ
れ、コンデンサレンズ４の前側焦点面（反射照明は対物
レンズの後側焦点面）に配置された開口絞り５ｂの位置
に光源像６ａが形成され、この結像した光束はコンデン
サレンズ４（反射照明は対物レンズ）によって平行な光
束にされて標本を照明するように構成されている。ここ
で、開口絞り５ｂは、不図示の対物レンズに応じて、対
物レンズの開口数を十分満たす直径の開口部を有してい
る。このようなケーラー照明装置において対物レンズの
開口数に応じた開口角で標本を照明するには、開口絞り
５ｂの位置で形成される光源像６ａが開口絞り５ｂの開
口部を覆うだけの大きさが必要である。このため、集光
レンズ２と結像レンズ３とにより光源１の光源像を拡大
したり、あるいは、前記集光レンズ２と結像レンズ３と
の間に拡散板８ａなどのフィルタを設けて光源像を無数
に分割，偏向したりして、開口絞り５ｄの開口部位置で
光源からの光束を結像させて、拡大光源像６ｂを形成し
ている。

【０００３】このケーラー照明装置は暗視野観察や位相
差観察を行う時のリング照明にも用いられており、この
ようなリング照明装置としては、図８に示すように、前
記したケーラー照明装置（図７）のコンデンサレンズ４
の前側焦点面（反射照明は対物レンズの後側焦点面また
はそれと等価な位置）に、図２に示すような輪帯状の開
口部５ａを有する輪帯開口絞り５を設けて構成され、輪
帯開口絞り５を通過した光束がコンデンサレンズ４で集
光されて標本９を照明する。尚、この輪帯開口絞り５の
輪帯開口部５ａは、不図示の対物レンズの必要な開口数
に応じて予め設定された内径，外径を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように照明され
るリング照明装置は、光束の大部分が輪帯開口絞り５に
よって遮られるため、光量のロスが激しく、標本が暗く
なることが避けられなかった。本発明は、上記のごとき
問題に鑑みてなされたものであり、光量をロスすること
なくリング照明することができるリング照明フィルタを
用いたリング照明装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】課題を解決するために請
求項１記載の発明では、光源（１）と、前記光源からの
光束を集光する第１レンズ（２）と、前記第１レンズか
らの光束を結像させ、光軸を中心とした所定平面（５ａ
）上に光源像を形成する第２レンズ（３）と、前記所定
平面上に結像した第２レンズからの光束を観察試料面に
向けて集光する第３レンズ（４）とを有するリング照明
装置において、前記第１レンズと前記第２レンズとの間
の光路中に断面形状が左右対称な斜面からなる山形を前
記光軸を中心とした渦巻き状あるいは同心円状に連続的
に配列した表面を有するリング照明フィルタ（８）を設
けたことを特徴とするリング照明装置。請求項２記載の
発明では、山形が所定曲率で形成された左右対称な曲斜
面からなるリング照明フィルタ（８ｃ）を用いたリング
照明装置とした。請求項３記載の発明では、山形が斜面
または曲斜面の傾角が異なる複数の山形からなるリング
照明フィルタ（８ｂ）を用いたリング照明装置とした。

【０００６】

【作用】本発明によれば、リング照明フィルタに入射す
る光束はそこで分割，偏向された後、第２レンズ（３）
によって所定平面上にリング状に集光された無数の光源
像が形成され、第２レンズからの光束を第３レンズ（４
）で集光して標本を照明する。つまり、照明装置の光路
中に設けたリング照明フィルタにより、第２レンズ（３
）によって所定平面内に結像する光源像が傾角に応じた
半径で光軸を中心としたリング状に形成される。また、
フィルタの山形の斜面を任意の曲率をもつ曲面を傾斜さ
せて配置した左右対称な曲斜面から構成した場合、形成
されるリング状光源像の幅を曲率に応じて変えることが
できる。また、傾角が異なる斜面からなる複数の山形を
順次配置したリング照明フィルタを用いる照明装置にす
ると、傾角に応じて径の異なる複数のリング光源像を形
成することができる。

【０００７】

【実施例】添付の図面を参照して、本発明の実施例であ
る顕微鏡の暗視野照明用リング照明装置を説明する。こ
のリング照明装置は、図１の光路図に示すように、まず
、光源１から放射された光束は集光レンズ２によって集
光されて略平行光束になり、リング照明フィルタ８に入
射する。このフィルタ８に入射した光束は、そこで光軸
に向かう方向と光軸から離れる方向とからなる同心円上
の二方向に偏向された後、結像レンズ３によって、リン
グ状の無数の微小光源像の集合からなるリング光源像６
がコンデンサレンズ４の前側焦点面である輪帯開口絞り
５の輪帯開口５ａの位置に形成され、前記輪帯開口絞り
５の輪帯開口５ａを通過した光束がコンデンサレンズ４
によって集光され、標本９を必要な開口角で照明する。 このよなリング照明フィルタ８は、図３に示すようにそ
の断面形状が一定傾角の左右対称な斜面からなる山形８
０を同心円状に複数配置して形成された表面を有し、傾
角θは、リング光源像６の径が輪帯開口絞り５の輪帯開
口５ａの径に一致するように設定されている。また、リ
ング照明フィルタ８は、山形８０を同心円状に形成する
かわりに渦巻き状に形成してもよい。また、輪帯開口５
ａの径にく一致するように形成される前記リング照明フ
ィルタ８の傾角θは、数１に示す式によって表すことが
できる。尚、θは図３の（Ｃ）に示す傾角θ，ｆは結像
レンズ３の焦点距離，ｒはリング輪帯絞り５の中心から
輪帯開口部５ａの輪帯中心円までの半径とし、リング照
明フィルタの屈折率をｎとする。

【０００８】

【数１】

【０００９】以上のようなリング照明装置は、顕微鏡の
透過照明用のものである。また、図４に示すように、前
記コンデンサレンズ４を暗視野照明用集光レンズ１０ａ
を有する対物レンズ１０とし、さらに、前記結像レンズ
３からの光束を前記暗視野照明用集光レンズの後側焦点
面で光源像を結像するように中央部に孔を有する全反射
鏡（あるいは半透過鏡）からなる反射ミラー１０を設け
て形成すれば、落射照明用のリング照明装置となる。

【００１０】つぎに、前記リング照明フィルタ８の変形
例を幾つか説明する。図５に示したリング照明フィルタ
８ｂは、斜面の傾角が異なる２種類の山形８０ａ，８０
ｂを交互に配置して同心円または渦巻き状に形成したも
のである。この傾角の異なる山形は２種類に限定する必
要はなく、３種類以上の異なる傾角をもつ山形としても
よい。このリング照明フィルタ８ｂを図１のリング照明
装置に用いると、結像される光源像は、２つのリング状
に形成される。さらに、３つ以上の傾角から構成された
リング照明フィルタを用いると、傾角に応じた数のリン
グ状に形成される。この場合、例えば倍率の異なる複数
の位相差対物レンズのための照明をする場合、使用する
対物レンズに適合した複数の輪帯開口絞りを準備し、そ
れぞれの対物レンズに合った輪帯開口絞り５を通過した
光束のみを用いて標本を照明する。このようにすると、
コンデンサレンズの輪帯開口の径が変化しても、リング
照明フィルタを交換する必要がなくなる。図６に示した
リング照明フィルタ８ｃは、複数の同心円または渦巻き
状の山形の斜面を所定の曲率を有する曲面によって形成
している。このようにフィルタの曲斜面を曲面にするこ
とによって設計上自由度が増し、曲率，傾角によって、
リングの幅を変えたり、リングの径を変えたりすること
が容易になる。

【００１１】

【発明の効果】本発明のリング照明装置によれば、同心
円状または渦巻き状のリング照明フィルタを用いて、位
相差観察や暗視野観察で用いる照明装置のコンデンサレ
ンズまたは対物レンズの暗視野照明用集光レンズに合わ
せてリング光源像を結像させるため、光源からの光束を
有効に集光することが可能になる。したがって、極めて
明るいリング照明を行うことができる。また、異なる傾
角をもつ複数（ｎ個）の山形を用いた場合、異なる径の
複数（ｎ個）のリングに光束が集光される。これを用い
ると、前記フィルタよりはそれぞれのリングに集光され
る光量は１／ｎと少なくなるが、位相差観察において対
物レンズを交換した場合など、複数のリング半径でリン
グ照明を行う場合にフィルタを交換する必要がなくなる
。したがって、位相差顕微鏡観察のように、ターレット
コンデンサーによって頻繁に径の違う複数のリング絞り
を切り換える場合に便利である。さらに、斜面を曲線で
形成すると、その曲線の曲率に応じて集光，拡散が可能
となり、リングの位置、リングの幅を変化させることが
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の顕微鏡用リング照明装置の光
路図である。

【図２】輪帯開口絞りの一例を示す断面図である。

【図３】リング照明フィルタを示す断面，正面，拡大断
面図である。

【図４】反射照明用リング照明装置の光路図である。

【図５】リング照明フィルタの第１の変形例を示す断面
，拡大断面図である。

【図６】リング照明フィルタの第２の変形例を示す断面
，拡大断面図である。

【図７】従来のケーラー照明装置説明用の光路図である
。

【図８】従来の暗視野照明装置説明用の光路図である。

【符号の説明】

１…光源 ２…集光レンズ ３…結像レンズ ４…コンデンサレンズ ５…輪帯開口絞り ５ａ…輪帯開口絞り５の輪帯開口部 ６…リング状光源像 ７…視野絞り ８…リング照明フィルタ ９…標本

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、前記光源からの光束を集光する第
   １レンズと、前記第１レンズからの光束を結像させ、光
   軸を中心とした所定平面上に光源像を形成する第２レン
   ズと、前記所定平面上に結像した第２レンズからの光束
   を観察試料面に向けて集光する第３レンズとを有するリ
   ング照明装置において、前記第１レンズと前記第２レン
   ズとの間の光路中に、断面形状が左右対称な斜面からな
   る山形を前記光軸を中心とした渦巻き状あるいは同心円
   状に連続的に配列した表面を有するリング照明フィルタ
   を設けたことを特徴とするリング照明装置。
2. 【請求項２】前記リング照明フィルタの山形は、所定曲
   率で形成された左右対称な曲斜面からなることを特徴と
   する請求項１記載のリング照明装置。
3. 【請求項３】前記リング照明フィルタの山形は、斜面ま
   たは曲斜面の傾角が異なる複数の山形からなることを特
   徴とする請求項１または２記載のリング照明装置。