WO1999012068A1 - Transmission illuminator for microscopes - Google Patents

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WO1999012068A1
WO1999012068A1 PCT/JP1998/003853 JP9803853W WO9912068A1 WO 1999012068 A1 WO1999012068 A1 WO 1999012068A1 JP 9803853 W JP9803853 W JP 9803853W WO 9912068 A1 WO9912068 A1 WO 9912068A1
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light
optical system
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illumination
pupil
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PCT/JP1998/003853
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French (fr)
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Kazuhiko Osa
Minoru Sukekawa
Kenji Kawasaki
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers
    • G02B21/086—Condensers for transillumination only

Definitions

  • the present invention relates to a transmission illumination device applicable to various microscopes. Background art
  • phase contrast observation method a differential interference observation method, a modulation contrast method, an oblique illumination method, and the like have been proposed so that various colorless and transparent phase samples can be visualized and observed.
  • a ring slit is arranged at a position ⁇ of the illumination optical system of the microscope, and a phase film conjugated with the ring slit is arranged on the pupil of the imaging optical system at a position conjugate with the ring slit.
  • the advantages of this observation method are that the difference in refractive index between structures is small, and even for specimens and granular microstructures of cells, an observation image with high contrast and a clear contrast with detection sensitivity can be obtained. It is.
  • the disadvantage of this observation method is that it is difficult to confirm the outline of the structure due to a phenomenon called halo, where the edges of the structure of the specimen appear to glow white.
  • the ring slit arranged in the illumination optical system and the phase film arranged on one side of the observation optical system must be projected and matched, and the aberration performance of the pupil from the Linda slit to the phase film surface must be reduced. It needs to be good.
  • observation at high magnification is not a problem.
  • observation at low magnification or very low magnification cannot correct the pupil aberration performance well.
  • the phase contrast observation method is only possible up to a 4x objective lens.
  • the differential interference observation method two orthogonal polarized lights generated by a birefringent crystal are illuminated slightly shifted on a sample surface, and these are caused to interfere with each other to observe a minute structure of the sample.
  • the advantage of this observation method is that it can perform observation with a very high contrast and a three-dimensional effect.
  • the disadvantage of this observation method is that it is expensive due to the use of birefringent products, and because it is an observation using polarized light, it is not accurate if it is made of a substance that affects the polarization state. Observed images cannot be obtained. For example, plus Chick dishes are not suitable for differential interference observation. This is because polarization is disturbed by the birefringence of plastic.
  • a slit is arranged at a position ⁇ of an illumination optical system of a microscope, and a light is transmitted to an arbitrary position of an imaging optical system.
  • a plurality of different regions are arranged.
  • an absorption film having an appropriate transmittance is arranged in a region conjugate to the slit, and one side adjacent to the absorption film is a transmission region, and the other ⁇ is an oblique light region.
  • the area through which light passes differs depending on the magnitude of refraction due to the structure in the sample, and the transmittance changes accordingly, so that a three-dimensional image with black and white shading can be obtained.
  • the advantage of this observation method is that, with a relatively inexpensive configuration, a three-dimensional image can be obtained by shading the phase object. Further, since there is no halo seen in the phase difference observation method described above, it is easy to observe the outline of the structure, and it is suitable for manipulation of cells and the like. On the other hand, the disadvantages of this observation method are that the detection sensitivity is inferior to that of the phase difference observation method, and that microstructures are difficult to confirm. Moreover, every time the objective lens is replaced, a complicated operation of aligning the slit with the direction of the absorbing film is required. Furthermore, since the slit is projected onto the absorption film of the observation optical system, it is necessary to improve the aberration of the optical system that projects the pupil, as in the phase difference observation method. For this reason, a low-magnification or ultra-low-magnification objective lens cannot satisfactorily correct pupil aberration, making it unsuitable for observation.
  • the oblique illumination method there are two types of illumination methods for visualizing the phase specimen: the oblique illumination method and the ⁇ field illumination method.
  • FIGS. 1D to 1D are schematic diagrams of a condenser lens in a general oblique illumination method, respectively.
  • reference numeral 1 denotes an aperture stop
  • reference numerals 2a and 2b denote lenses
  • reference numeral 3 denotes a sample.
  • the aperture stop 1 restricts the aperture of the illumination, has a variable circular aperture, and moves in a plane perpendicular to the illumination optical axis O to control the angle of illumination with respect to the specimen 3. .
  • FIG. 1C shows the state of the pupil when the aperture stop 1 is narrowed down
  • FIG. 1D shows the state of the pupil when the aperture stop 1 is moved with the aperture stop 1 opened.
  • FIG. 2A is a schematic view of a condenser lens in a general ⁇ field illumination method.
  • an aperture 1a having an inner side shielded and a slit opened in an outer orbicular zone is disposed near an aperture stop.
  • the aperture la has an area 1b that shields light at the center, and the area lb prevents illumination light from being directly incident on the objective lens and the specimen 3
  • dark-field observation becomes possible.
  • by selecting the shape of the aperture 1a according to the numerical aperture of the objective lens dark-field observation using various objective lenses becomes possible.
  • FIG. 3A is a diagram showing the transmitted illumination device disclosed in this publication. As shown in Fig. 3A, this device guides the light from the light source 5 to the mirror 18 through the collector lens 6 and the ground glass 7, and places the light beam reflected by the mirror 8 on the sample through the capacitor lens 9. The sample 10 a on the transparent member 10 is illuminated and guided to the objective lens 12. By rotating the mirror 8 and changing the angle, the ratio of the dark part 13 a to the bright part 13 b of the pupil 13 of the left and right objective lenses shown in FIG. 3B can be adjusted. .
  • Japanese Utility Model Publication No. 41-58008 discloses a transmission illumination device for a stereomicroscope that can selectively perform oblique illumination and ⁇ field illumination.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining this. As shown in Fig. 4 ⁇ , this device guides the light from the light source 5 to the mirror 8 through the collector lens 6 and the ground glass 7, and the light reflected by the mirror 8 to the condenser. It is configured to irradiate the sample 10a via the lens 9 and guide it to the objective lens 12. Further, a knife edge 15 for cutting a light beam is provided in the vicinity of the ground glass 7 arranged at a position conjugate with the pupil of the objective lens 12.
  • oblique illumination and oblique illumination can be selectively performed. it can.
  • the above-mentioned phase difference observation method, differential interference observation method, and modulation contrast observation method that can observe a transparent object such as a phase sample require a dedicated observation optical system.
  • the aperture stop 1 In the oblique illumination method shown in FIG. 1A described above, if the aperture stop 1 is moved and stopped down as shown in FIG. 1C, the resolution and the brightness of the illumination light become insufficient. When moved as shown in Fig. 1D, it is difficult to adjust the degree of freedom of oblique illumination, that is, the ratio of illumination light that directly enters the objective lens and illumination light that does not. This is because the aperture stop is configured to form a circular aperture.
  • the angle of the dark field illumination light changes depending on the width of the annular slit and the position of the aperture position I.
  • the pupils of the left and right objective lenses are illuminated only on one side, so that only one type of contrast can be obtained.
  • the effect of oblique illumination can be obtained by limiting the aperture of the pupil of the objective lens.
  • the slit shape or slit is used. Because of the fixed arrangement, it is not possible to freely adjust the intensity and angle of illumination light freely according to changes in the thickness and refractive index of various specimens. As described above, the conventional microscope illumination device is not sufficient as an illumination method for visualizing a phase sample with good contrast when observing in the low to extremely low magnification region.
  • the frosted glass (diffusion plate) must be enlarged in order to enlarge the field of view, and the deflection mirror must also be enlarged. For this reason, the illumination optical system becomes thick, and it is impossible to achieve both a wide field of view and a low sample size.
  • Japanese Utility Model Publication No. Sho 4-5-1105 discloses an illuminator capable of performing bright-field illumination and ⁇ -field illumination as shown in FIG.
  • the light source 100 is arranged below the objective lens 101 and the sample 102, and in dark-field illumination, the shirt 103 is closed and the direct light entering the sample 102 is closed. And the light from the light source 100 is reflected by the cylindrical mirror 105 so as to be obliquely incident on the sample 102.
  • the shutter 103 is opened to allow light from the light source 100 to directly enter the sample.
  • the optical path is short, and there is no space for mounting an optical member such as a filter. If an optical member is to be mounted on the optical path, this configuration makes the entire device thicker. In addition, because the optical path is short, it is not possible to uniformly illuminate a wide field of view. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a phase sample that can be contrasted and visualized in a low-magnification to extremely-constant-magnification region without arranging an optical element or the like in the observation optical system, and specify its structure and distribution.
  • An object of the present invention is to provide a lighting device for a microscope. That is, for samples with various thicknesses and refractive indices, the contrast is continuously changed, It is an object of the present invention to provide a transmissive illumination device that gives optimal illumination to books.
  • Another object of the present invention is to provide a transmitted illumination device which makes it possible to lower the sample mounting surface, that is, to reduce the height from the bottom surface of the microscope main body to the sample mounting surface. is there.
  • Still another object of the present invention is to enable observation of a specimen while changing the bright-field optical system and the dark-field optical system by one, and to reduce the height from the bottom surface of the microscope main body to the specimen mounting surface.
  • FIGS. 1A to 1D are schematic diagrams of a condenser lens in a general oblique illumination method, and diagrams showing an aperture shape of a pupil formed by each aperture stop;
  • FIG. 2A is a schematic diagram showing a condenser lens in a general dark-field illumination method
  • FIG. 2B is a diagram showing a shape of an aperture
  • FIG. 3A is a diagram showing a schematic configuration of a conventional transmitted illumination device
  • FIG. 3B is a diagram showing an opening shape of a pupil of left and right objective lenses
  • FIG. 4A is a diagram showing a schematic configuration of another conventional transmitted illumination device
  • FIG. 4B is a diagram showing a relationship between a pupil of the left and right objective lenses and a knife edge;
  • Figure 5 shows a conventional microscope with a switchable brightfield and darkfield illuminator
  • FIG. 6 is a diagram showing the appearance of a stereomicroscope to which the transmission illumination device of the present invention can be applied;
  • FIG. 6A is a diagram schematically showing the configuration of the optical system of the stereomicroscope shown in FIG. 6;
  • FIG. 8B is a diagram schematically illustrating a condenser lens and an objective lens in a bright-field illumination state, and
  • FIG. 8B is a diagram illustrating a pupil state at that time;
  • FIG. 9A is a diagram schematically showing a light shielding body, a condenser lens, and an objective lens in the optical system shown in FIG. 7, and FIG. 9B is a diagram showing a pupil state at that time;
  • OA is a diagram showing a state where the light shielding body is moved in the configuration shown in FIG. 9A, and FIG. 10B is a diagram showing a state of the pupil at that time;
  • FIG. 11A is a diagram showing a state in which the light shielding body is moved in the configuration shown in FIG. 9A
  • FIG. 10B is a diagram showing a state of the pupil at that time
  • FIGS. 12A to 12D correspond to FIGS. 8B to 11B, respectively, and show the positions of the pupil and the light shield when the optical system shown in FIG. 7 is applied to a stereoscopic microscope.
  • FIG. 13 is a view showing an example of a drive mechanism of a light shield provided in the microscope main body
  • FIG. 14 is a view showing a second configuration example of a drive mechanism of the light shield;
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a third configuration example of the light-shielding body driving mechanism, where FIG. 15A is a plan view, and FIG. 15B is a side view;
  • FIGS. 16A and 16B are diagrams showing a fourth configuration example of the light-shielding body driving mechanism.
  • FIG. 16A is a plan view
  • FIG. 16B is an XVI B of FIG. 15A. — Sectional view along line XVI B
  • FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams showing a configuration for partially controlling the light intensity with respect to the aperture formed on the ⁇ of the objective lens.
  • FIG. 17A is a diagram showing an outline of the optical system
  • FIG. 17B is a diagram showing the relationship between the light shield and ⁇
  • FIG. 17C is a diagram showing another configuration example of the light shield;
  • FIGS. 18A and 18B are diagrams each showing another configuration example in which the intensity of light is partially controlled with respect to the aperture formed in the aperture of the objective lens;
  • FIGS. 19A and 19B are diagrams illustrating another configuration example for controlling the shape of the aperture formed in the pupil of the objective lens.
  • FIG. 19A is a diagram schematically illustrating an optical system.
  • B is a diagram showing the relationship between the light-shielding body;
  • FIGS. 20A and 20B are diagrams showing another configuration example for controlling the shape of the opening formed on the ⁇ of the objective lens.
  • FIG. 19 ⁇ is a diagram showing an outline of the optical system.
  • B is a diagram showing the relationship between the shading body and the pupil;
  • FIG. 21 is a diagram showing a relationship between a light shield and a pupil in a stereomicroscope, showing a configuration in which the intensity of light is partially controlled with respect to an aperture formed in a pupil of an objective lens;
  • FIG. 22 is a diagram showing another configuration example of the light-shielding body portion in FIG. 21;
  • FIG. 23 is a diagram showing another configuration example in which the intensity of light is partially controlled with respect to an aperture formed in a pupil of an objective lens
  • FIG. 24 is a diagram showing another configuration example in which light intensity is partially controlled with respect to an aperture formed in a pupil of an objective lens
  • FIG. 25 is a diagram showing another configuration example for controlling the shape of the mouth, and FIG. 25A is a diagram schematically showing an optical system; Figure 25B is a diagram showing the relationship between the shade and the pupil;
  • FIGS. 26A and 26B are diagrams illustrating another configuration example for controlling the shape of the opening formed in the pupil of the objective lens in the stereomicroscope
  • FIG. 26A is a diagram schematically illustrating the optical system
  • Figure 26B is a diagram showing the relationship between the shade and the pupil;
  • FIG. 27A to FIG. 27E are diagrams illustrating another configuration example of the light shield, and are diagrams illustrating an example of a positional relationship when two light shields move;
  • FIG. 28A and FIG. 28B are diagrams illustrating another configuration example of the light shield, and are diagrams illustrating an example of a positional relationship when two light shields move;
  • FIG. 29A to FIG. 29C are diagrams showing another configuration example of the light shield
  • FIG. 29 ⁇ is a diagram showing the configuration of one light shield
  • FIG. 29B and FIG. Figure showing an example of the positional relationship when two light shields move;
  • FIG. 30 is a diagram showing another configuration example of the transmitted illumination optical system
  • Figure 31 shows a high-magnification core used in the transmission illumination optical system of the present study.
  • FIG. 32 is a diagram showing a second configuration of the high-magnification condenser lens
  • FIG. 33 shows a low magnification core used in the transmission illumination optical system of the present invention.
  • FIGS. 34A and 34B show the configuration of a switchable capacitor lens used in a microscope transmission illumination device, and FIG. 34A shows the configuration of a high-magnification condenser lens. Is a diagram showing the configuration of a condenser lens for low magnification;
  • FIGS. 35A and 35B show a second configuration of a replaceable capacitor lens used in a microscope transmission illumination device, and FIG. 35A shows a configuration of a high-magnification condenser lens.
  • Fig. 35B is a diagram showing the configuration of a condenser lens for low magnification;
  • FIG. 36 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 37 is a diagram showing a modification of the embodiment shown in FIG. 36;
  • FIG. 38 ⁇ is a diagram showing a third embodiment of the microscope transmission illumination device of the present invention, and is a diagram mainly showing a bright field optical system, and FIG. 38B is a diagram showing the shape of a convex lens;
  • FIG. 39A is a cross-sectional view mainly showing a dark-field optical system in the configuration shown in FIG. 38 ⁇ , and FIG. 39B is a view showing a shape of a convex lens;
  • FIG. 40 is a diagram showing an optical system switching mechanism;
  • Figure 41 shows the filter insertion and removal mechanism
  • FIGS. 42A and 42B are diagrams illustrating the operation and effect of the third embodiment
  • FIGS. 43A and 43B are diagrams illustrating a modification of the filter insertion / removal mechanism
  • FIG. 44A is a diagram showing a first modified example of the third embodiment, mainly showing a bright-field optical system
  • FIG. 44B is a diagram showing the shape of a convex lens
  • FIG. 45 is a diagram showing an optical system switching mechanism in a first modification
  • FIG. 46 is a diagram showing a filter switching mechanism in a first modified example.
  • embodiments of the present invention will be described using a normal microscope as an example.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system of a microscope.
  • the optical system includes a transmission illumination optical system that irradiates a sample, and an observation optical system that observes a sample.
  • the transmission illumination optical system includes a light source 20 such as a halogen lamp, a collector lens 21 for converting light from the light source 20 into a substantially parallel light beam, and a diffusion plate (ground glass) 2 for diffusing light from the collector lens. 2, a field stop 23 for restricting the light beam from the diffuser plate, a deflection mirror 24 for deflecting the light beam passing through the field stop upward, and a projection lens 25 for projecting a light source image from the deflection mirror.
  • a light source 20 such as a halogen lamp
  • collector lens 21 for converting light from the light source 20 into a substantially parallel light beam
  • a diffusion plate (ground glass) 2 for diffusing light from the collector lens. 2
  • a field stop 23 for restricting the light beam from the diffuser plate
  • a condenser lens 26 for irradiating the specimen 30 with the light from the projection lens as a substantially parallel light flux.
  • the light source image from the projection lens 25 is projected on the pupil position P1 of the transmission illumination optical system which is the front focal position of the condenser lens 26, and illuminates the sample 30.
  • the observation optical system is composed of an objective lens 31, an imaging lens 32, and an eyepiece 33, and the focal position of the objective lens 31 which is the pupil position of the observation optical system P2 has a conjugate relationship with the ⁇ position P1, which is the focal position of the condenser lens described above.
  • the light transmitted through the specimen 30 passes through the objective lens 31 and the imaging lens 32 and is observed by the eyepiece 33.
  • At least two light shields are provided at a position conjugate to the pupil position P 2 of the objective lens 31 (that is, the pupil position P 1) or at a position near the conjugate position.
  • 40 a and 40 b are arranged so as to be independently movable. This By moving these light shields 40a and 40b, the shape of the opening formed in the pupil of the objective lens 31 is controlled as described in detail below. That is, by changing the angle of the illumination light that illuminates the sample 30, it is possible to adjust the ratio of the intensity of the illumination light directly incident on the objective lens 31 to the intensity of the diffracted light emitted from the sample 3 °.
  • FIGS. 8A, 9A, 10A, 11 ⁇ are diagrams schematically showing the optical system, respectively
  • FIGS. 8B, 9B, 10B, 11B are diagrams respectively.
  • FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between a light-shielding body and a triangle in a microscope.
  • the circle indicated by the symbol A indicates the maximum numerical aperture of the condenser lens 26 that can be illuminated
  • the circle indicated by the symbol C indicates the objective of the microscope at the pupil position P1 of the condenser lens 26.
  • the pupil corresponding to the numerical aperture of the lens 31 is shown.
  • the circle indicated by the symbol B indicates the light incident state at the ⁇ position of the objective lens 31 (the shape of the aperture; the black parts are the light shielding bodies 40a, 40a). (part shielded by b).
  • FIGS. 8A and 8B show a state in which no light-shielding body is present, which is a so-called bright-field illumination state.
  • at least two light-blocking points are provided at the position Pl of the condenser lens 26 or at a position near the position Pl (about several mm in the optical axis direction from the pupil position P1).
  • the bodies 40a and 40b are arranged so that they can move independently.
  • the aperture stop 41 may be arranged adjacent to the light shield.
  • each light shield can be configured to have a rectangular shape, move independently as indicated by an arrow, and shield the above-described ⁇ C. That is, when the light shields 40a and 40b are positioned as shown in FIGS. 9A and 9B, an aperture shape (illumination state) as shown by the pupil B is obtained.
  • the area shielded by the light shield 40a (shown by oblique lines) corresponds to the black area on the left side of the pupil B
  • the area shielded by the light shield 40b is the right side of the pupil B Corresponding to the black area.
  • FIG. 10B shows a state in which the light shielding body 40b is further moved from the state shown in FIG. 9B to the light shielding body 40a side to narrow the gap between the two.
  • the illumination light directly incident on the specimen 30 is the narrow beam on the left side of the pupil B in the figure Only the long, narrow, and area (the slender area on the upper side of the observer when observed with the microscope shown in Fig. 6).
  • an effect as oblique illumination can be obtained, and by changing the distance between the light shields 40a and 40b, An effect as a brightness stop can be obtained.
  • the ratio of the intensity of the illumination light directly incident on the objective lens to the intensity of the diffracted light emitted from the sample can be continuously adjusted by continuously changing the angle and the amount of the illumination light irradiating the sample 30.
  • Optimum observation can be performed according to the specimen.
  • Fig. 11B by moving each of the light shields 40a and 40b to shield ⁇ C, the direct light incident on the objective lens is cut, and the scattered light from the specimen is cut. Observation of ⁇ can be used as field illumination. In this case, the amount and angle of illumination of the ⁇ field illumination light can be adjusted by changing the distance and position of the light shields 40a and 40b while shielding ⁇ C.
  • FIGS. 12A to 12D correspond to FIGS. 8B, 9B, 10B, and 11B, respectively.
  • FIGS. 12A to 12D show the case where the above-described optical system is applied to a stereomicroscope.
  • FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship with a light shielding body.
  • circles denoted by reference numerals C1 and C2 indicate ⁇ corresponding to the apertures of the left and right objective lenses of the stereomicroscope, and denoted by reference numerals B1 and B2.
  • the circles indicate the incident state of light at the ⁇ positions of the left and right objective lenses.
  • FIG. 6 is a side view showing the entire configuration of the stereo microscope.
  • the microscope 200 has a lever 210 for switching light shields (210 b), a filter lever 202, a volume knob 203, and a mirror tilt adjustment provided as necessary.
  • Transmission illumination frame 205 having lever 204, lamp house LII, focusing unit F, focusing handle FH, lens barrel K, lens body KB, objective lens container T, eyepiece Has EO.
  • the sample S is placed on the surface of the transmission illumination table, and is observed through the two right and left eyepieces EO.
  • each of the light shields 40 a and 40 b independently penetrates the wall surface of the housing main body 205 a constituting the transmission illumination stand 205 shown in FIG.
  • the two slideable levers 210a and 210b are mounted inside the tips.
  • Each of the levers 210a and 210b can be operated independently in the direction of the arrow, and as a result, as shown in FIGS. It can be moved in a direction orthogonal to the direction parallel to the plane including the optical axes of the left and right observation optical systems (the front-back direction with respect to the observer).
  • a translation mechanism (not shown) may be provided at the rear end of each of the levers 210a and 210b so that both light shields may be interlocked.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a second configuration example of the light shielding body and its driving mechanism.
  • Each of the light shields 40a and 40b penetrates the side wall of the housing body 205a independently in an oblique direction, and can slide independently in the direction of the arrow. It is attached inside the tip of 11a, 211b.
  • the operation lever that moves each light shield can be attached to an arbitrary position on the side wall of the housing body 205a, and the shape of each light shield can be arbitrarily determined according to the attachment position. (The configuration shown is a pentagon.) Also in this configuration example, a translation mechanism may be provided at the rear end of each of the levers 21a and 21b so that the two light shields may be interlocked.
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a third configuration example of the light shielding body and its driving mechanism.
  • FIG. 15A is a plan view and
  • FIG. 15B is a side view.
  • the light shields 40a and 40b have elongated holes 40a1, 40a2 and 4Obi, 40b extending in oblique directions (Y1, Y2 directions), respectively.
  • B2 is formed, and elongated holes 40a3, 40b3 extending in the left-right direction are formed.
  • the side wall of the housing body 205 a is provided with two levers 2 1 2 a and 2 12 b which can be independently penetrated and can slide. Pins 21a and 21b are formed to engage with the long holes 40a3 and 40b3 formed in the light shielding members 40a and 40b. Further, the bottom surface of the housing body 205a is connected to the long holes 40a1, 40a2 and 40b1, 40b2 formed in the light shields 40a, 40b. Matching links 2 15 a, 2 15 b, 2 15 c, and 2 15 d are provided.
  • FIGS. 16A and 16B are diagrams showing a fourth configuration example of the light shielding body and its driving mechanism.
  • FIG. 16B is a plan view and FIG. 16B is a side view.
  • This drive mechanism includes a cam mechanism in addition to the link mechanism as described above.
  • a cam shaft 220 that is movable in the axial direction and that can be rotated is provided through the side wall of the housing body 205a.
  • the cam shaft 220 is provided with cam followers 22 1 a and 22 1 b to which light shields 40 a and 40 b are attached, respectively.
  • Each of the cam followers -2 2 1a and 2 2 1b is provided with a rotation fixed shaft 22 2a and 2 2 2b, and one end thereof is provided with a holding portion formed on the housing body 205 a. Engagement with the long hole 225a formed in 225 regulates the rotation of the cam followers 221a and 221b.
  • each of the light shields 40a and 40b can be integrally moved in the axial direction.
  • the light shields 40a, 4 ⁇ b can be moved closer to and away from each other, and the distance between them can be changed.
  • each pupil of the left and right objective lenses in the stereomicroscope can be evenly narrowed in the front-back direction. Since the left and right pupils are evenly squeezed, the left and right images look even, and a stereoscopic effect can be obtained with the left and right parallax, which is a characteristic of the stereo microscope.
  • it is possible to arbitrarily adjust the ratio of the direct light and the diffracted light with respect to the sample, and perform observation while continuously changing the contrast. it can. Further, by bringing the light shields 40a and 40b closer to each other, the light is cut directly, and observation as a visual field becomes possible.
  • the contrast can be controlled more freely, and by adding oblique light, the contrast can be further enhanced and it can be applied to a wide range of specimens.
  • the driving mechanism as described above can be applied to a normal microscope.
  • FIG. 178 to FIG. 17C show a configuration in which the intensity of light is partially controlled with respect to the I port formed on the side of the objective lens.
  • an optical member for controlling the intensity of light for example, an ND (Neutraldensity) filter 45 is movably disposed near one light shield 40a.
  • the filter 45 is movable in the direction of the arrow, and is configured to be movable independently of the movement of the light shield 40a.
  • the area where the pupil C is shielded by the respective light shields 40a and 40b is indicated by oblique lines, and the area where light passes through the filter 45 is indicated by grid lines.
  • the pupil B regions with different light amounts can be formed in the ⁇ of the objective lens (in ⁇ B, the portion indicated by the symbol D is the aperture, and the grating indicated by the symbol E is The line indicates the region where the light is suppressed by the filter 45 in the opening).
  • the angle of the illumination light illuminating the sample is changed, and the illumination light directly incident on the objective lens and the diffraction emitted from the sample are changed. You can finely adjust the proportion of light.
  • the filter 45 described above is arranged so as to overlap the light shield 40a, as shown in FIG. 17C, by separately disposing the light shield 40b as well, the illumination can be further improved.
  • the degree of freedom can be increased.
  • FIG. 18 shows another configuration example in which the intensity of light is partially controlled with respect to the aperture formed in the pupil of the objective lens.
  • two ND filters 45a and 45b with different dimming ratios are superimposed near one light shield 40a, and can move independently of each other. They are arranged so that they can move independently of 40a and 40b.
  • the intensity of light can be adjusted for the same size aperture, increasing the degree of freedom of illumination and visualizing phase specimens, etc., allowing for finer adjustment of contrast. I can do it.
  • the filters 45a and 45b having the same configuration may be arranged on the light shield 4Ob side.
  • the ND filter is used as a member for adjusting the light intensity.
  • the intensity at the opening can be arbitrarily adjusted even by using a polarizing element.
  • a rotatable polarizing plate 46a covering the entire area of the pupil ⁇ of the condenser is arranged adjacent to the light shields 40a, 40b and shielded.
  • a polarizing plate 46b is arranged near the optical body 40a so as to be movable in the direction of the arrow.
  • the condenser lens is configured to include the aperture stop 41 as shown in FIG.
  • the condenser lens includes the aperture stop 41, control of the aperture formed in the pupil of the objective lens will be described with reference to FIGS. 19A and 19B.
  • the aperture stop 41 is configured to stop down the pupil A having the maximum numerical aperture that the condenser lens 26 can illuminate. Therefore, by adjusting the aperture stop 41 together with the light shields 40a and 40b, the light in the regions G and H can be increased as shown in the figure. That is, by narrowing the aperture stop 41, the aperture area of the pupil B of the objective lens can be limited in the longitudinal direction. In addition, the field illumination light can be adjusted without directly entering the objective lens.
  • the arrangement of the aperture stop 41 can be applied to all the above-described configuration examples.
  • each objective lens can be rotated even if it is configured to rotate and move each light shield around axes 40 p and 40 q extending in the left-right direction. It is possible to effectively control the pupil aperture shape.
  • FIGS. 17 to 20 have been described using a stereo microscope as an example, the optical system shown in each drawing is similarly applicable to a stereo microscope.
  • the positional relationship between the pupil and the light shield in the stereomicroscope is the same as the configuration shown in FIG. 11, and if arbitrarily shown in FIG. 11, they are as shown in FIGS. 21 to 26, respectively.
  • FIG. 27 to FIG. 29 are diagrams showing modified examples of the light shielding body. These modifications are applied to a normal microscope.
  • one light shield 40c has an L-shape
  • the other light shield 40d has a rectangular shape.
  • the light shields 40c and 40d having such a shape are configured to be movable back and forth, left and right, and the light shield 40d is further configured to be rotatable in a plane orthogonal to the light beam.
  • FIGS. 27 ⁇ to 27 D it is possible to continuously adjust the aperture shape of the pupil of the objective lens, that is, the illumination light directly incident on the objective lens (in each of the drawings).
  • the shaded portion of the pupil C is a portion that is shielded by the light shields 40c and 40d). Furthermore, as shown in FIG.
  • FIG. 28 shows a configuration example in which four square light shields 40 e are arranged at a position conjugate to (or near) the pupil position of the objective lens.
  • FIG. 28A and Fig. 28B by moving each light shield in the front-rear and left-right directions, the incident angle of the illumination light is changed from bright field illumination to oblique illumination and further to dark field illumination.
  • the degree of freedom of illumination can be increased by configuring each shade 40 e to be rotatable, or by providing a separate aperture stop, and the degree of automation of observation of the phase specimen can be increased. improves.
  • FIG. 29 shows that, as shown in FIG. 29 ⁇ , the rectangular light shield 40 f having the 1Z4 circular notch 40 h is conjugated with the pupil position of the objective lens (or That (In the vicinity) is shown.
  • the light shield when the light shields are brought into contact with each other, the light shield has a circular opening formed in the center as a whole, and can perform oblique illumination of the circular opening. Further, by moving each light shielding body in the direction of the arrow, for example, as shown in FIG. 29C, various opening shapes can be realized.
  • the aperture shape of the pupil of the objective lens can be arbitrarily controlled even if the number of the light shields is two or more, or the shape is not rectangular, and the transparent phase sample can be obtained. Visualization allows continuous adjustment of the contrast.
  • the area of ⁇ of the objective lens is D1
  • the area of the opening formed in the pupil of the objective lens by the various light-shielding bodies is D2
  • each light shield By satisfying condition 1, transparent phase samples can be visualized with good contrast. That is, the ratio of D 1 to D 2 (D 2 ZD 1) is the ratio of the direct light that passes through the sample and directly enters the objective lens, and the diffracted light by the sample, and is a numerical value that indicates the degree of oblique illumination. It is. By satisfying the above conditions, diffracted light from the sample is taken in, and the illumination becomes oblique illumination or dark-field illumination in which the proportion of direct light is suppressed, so that a transparent sample can be visualized with good contrast.
  • an illumination optical system including a condenser lens capable of taking a large illumination angle, such as oblique illumination / field illumination, is required. Further, it is important that the phase sample can be visualized at a low magnification, that is, as the illumination range of the condenser lens becomes wider, and the observation efficiency can be improved by increasing the observation range ffl.
  • the maximum numerical aperture of the condenser lens that can be illuminated is N ⁇ 1, and the number of apertures of the objective lens that can observe the maximum illumination range of the condenser lens is ⁇ 2.
  • the transmitted illumination optical system includes a condenser lens satisfying the following condition.
  • Illumination light components include dark-field illumination.
  • two or more light shields are moved to move from oblique illumination to ⁇ field illumination.
  • the contrast of the transparent phase specimen can be continuously changed from observation of the low-magnification objective lens, and as the magnification of the objective lens increases, the number of apertures increases.
  • the area of oblique illumination including field illumination decreases, which satisfies condition 2 not only at low magnification but also at other magnifications. It is important.
  • FIG. 30 shows a configuration in which the design of the transmitted illumination optical system is changed from the optical system shown in FIG. 7 (the same members as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals).
  • relay lenses 60 and 61 are provided between the diffusion plate 22 and the deflection mirror 24 shown in FIG.
  • the light emitted from the light source 20 is converted into parallel light by the collector lens 21, and then a primary light source image (an imaging position is indicated by reference numeral P 3) is formed by the relay lens 60. Then, this primary light source image is projected on the front focal position of the condenser lens 26 via the relay lens 61, the deflection mirror 24, and the projection lens 25 (secondary light source image).
  • the stop 23 is a field-of-view stop, and the stop 41 functions as an aperture stop.
  • the light shields 40a, 40b (It may be a light-shielding body having another configuration described above).
  • the effect of the oblique illumination or the ⁇ field illumination can be obtained by moving each light shielding body so as to satisfy Condition 1 described above.
  • the position conjugate with the pupil position of the objective lens 31 corresponds to the field stop 23 which is the front focal position of the projection lens 25, the position described above or near the position of the field stop 23 is described above.
  • the same effect can be obtained by arranging the light shield of the configuration so as to be movable.
  • the deflection mirror 24 may be configured to be rotatable.
  • the turning of the deflecting mirror 24 can be performed by operating the mirror tilt adjusting lever 204 in the case of the stereomicroscope shown in FIG.
  • the deflection mirror 124 by configuring the deflection mirror 124 so as to be rotatable, it is possible to arbitrarily adjust the angle of the illumination light applied to the sample during the oblique illumination and the visual field illumination.
  • the condenser lens used in the transmitted illumination optical system is configured to be switchable according to the magnification of the objective lens. That is, at least one lens group between the aperture stop of the condenser lens and the specimen is detachable or switched to another lens group according to the low-magnification objective lens and the high-magnification objective lens. It is configured to be used.
  • the illumination method according to the present invention does not always provide correct information for a sample obtained at a high magnification with a large aperture, but at low magnification, the scattered light due to illumination rather than the diffraction phenomenon is obtained. Close to an elephant.
  • it is important to visualize the contrast by changing the contrast continuously rather than focusing on resolution.
  • a light shield for controlling an aperture formed in the pupil of the objective lens at the pupil position of the condenser lens at the time of low magnification it is possible to change the illumination continuously from bright-field illumination to oblique illumination, and then to dark-field illumination, so that the contrast of the phase sample can be changed continuously.
  • a universal condenser which is a capacitor lens capable of phase difference observation and differential interference observation.
  • the structure and distribution of the entire phase specimen are visualized with good contrast using the above-mentioned illumination method. It can be configured so that microstructure can be observed using differential interference.
  • At least one lens ⁇ between the aperture stop and the specimen is attached or detached according to low magnification or high magnification, or switched to another lens ⁇ ;
  • the focal length of the condenser lens at high magnification is F1
  • the focal length of the condenser lens at low magnification is F2.
  • Figure 31 shows a capacitor used for high magnification.
  • a special observation turret disk such as a phase difference ring slit, differential interference prism, and dark field Linder slit (not shown) is provided at the jH aperture stop 7 mm and the condenser lens pupil position 1. ing.
  • the specimen is placed on slide glass 72 and placed on the stage surface.
  • Light shield 7 4 configured as described above! , 74b are movably arranged near the pupil position P1.
  • d 1, d 2,... are the air gap or the thickness of the glass material
  • ndl, nd2,... are the d-line refractive indices of each lens
  • v l, V 2, ... are Abbe numbers of each lens.
  • the aperture stop (70) is located 10.4 on the light source side from the first surface.
  • & (P I) is located 5.40 on the light source side from the first surface.
  • the diameter of the condenser lens is sufficiently large with respect to the pupil diameter of the objective lens on the low magnification side, and the oblique illumination component including the dark field illumination for irradiating the specimen can be secured.
  • a transparent W phase sample and the like can be visualized and intermittently.
  • the contrast can be changed.
  • the condenser lens in addition to the illumination device according to the present invention, it is possible to perform phase difference! Insight, differential interference observation, and visual field observation, etc., thereby providing an illumination optical system that can support various observation methods. .
  • the same effect can be obtained by arranging and moving the light shields 74a and 74b in the turret disk.
  • FIG. 32 shows a condenser lens used for high magnification.
  • the lens system is composed of lens groups L1, L2 and L3.
  • special observation turrets such as a phase difference ring slit, a differential interference prism, and a visual field ring slit (not shown) are provided. It has a task disk.
  • the specimen is placed on slide glass 72 and placed on the stage surface. In this case, the space between the lens L3 and the stage is filled with oil for Shan Shan. Further, the light shields 74a and 74b configured as described above are movably disposed near the arbitrary position P1.
  • r 1, r 2, ' are the radii of curvature of the lenses arranged in order from the light source side
  • d 1, d 2, ' is the air gap or the thickness of the glass material ndl, nd2,... are the d-line refractive indices of each lens
  • v1, v2, ... are the Abbe numbers of each lens (the aperture (70) is located 5.25 from the first surface toward the light source).
  • the pupil (P 1) is located at 0.25 on the light source side from the first surface.
  • the pupil diameter of the condenser lens is sufficiently large with respect to the diameter of the objective lens on the low magnification side, and an oblique illumination component including dark field illumination for irradiating the specimen can be secured.
  • a transparent phase sample, etc. can be visualized by movably disposing a light shield that controls the shape of the aperture formed in the pupil of the objective lens in the vicinity of the aperture stop. Can be changed.
  • phase difference observation, differential interference observation, dark field observation, and the like can be performed, and the illumination optical system can correspond to various observation methods.
  • light shields 74a and 74b are arranged in the turret disk. A similar effect can be obtained with a configuration in which it is placed and moved.
  • Fig. 33 shows a condenser lens used at low magnification, and light shields 74a and 74b that control the shape of the aperture formed in the pupil of the objective lens are movably provided.
  • This condenser lens is composed of an aperture stop 70 and five lenses including a junction in a lens system.
  • the sample is placed on a slide glass 72 and placed on the stage surface.
  • the light shields 74a and 74b are arranged near an aperture stop 70 near the pupil position.
  • r1, r2, ... are arranged in order from the light source side.
  • d 1, d 2,... is the air gap or the thickness of the glass material
  • ndl, nd2,... are the d-line refractive indices of each lens
  • the pupil diameter of the condenser lens is sufficiently large with respect to the pupil diameter of the extremely low-magnification objective lens, and the oblique illumination component including the field illumination for irradiating the sample can be secured.
  • a transparent phase specimen can be visualized by continuously disposing a light shield that controls the shape of the aperture formed inside the objective lens in the vicinity of the aperture stop. Can be changed.
  • this magnification range there is no illumination that visualizes the phase sample and changes the contrast. .
  • Fig. 34 shows the configuration of a condenser lens that is used by switching at least one lens between the aperture stop and the sample according to the high and low magnifications.
  • Figure 34A shows a configuration that can be used at high magnifications
  • Figure 34B shows a configuration that can be used at low magnifications.
  • the condenser lens used for ffl is the same as that shown in Fig. 31. Then, at low magnification, the lens units L2 and L3 move from the illumination light path, and the lens St; L4 is inserted into the illumination light path instead.
  • Light shields 74a and 74b, which control an aperture formed in the pupil of the objective lens, are movably disposed near the fellow position P1 at low magnification.
  • the illumination range at high magnification corresponds to 10 to 100 times, and the illumination range at low magnification corresponds to 1.25 to 4 times.
  • r 1, r 2, ... are the [III radius of each lens arranged in order from the light source side,
  • d1, d2,... are the air gap or the thickness of the glass material
  • ndl, nd2,... are the d-line refractive indices of each lens, v 1, v 2, ... is a Tsu number base (
  • the aperture stop (70) is located 10.4 on the light source side from the first surface.
  • ⁇ (P1) is 5.40 on the light source side from the first surface.
  • the aperture stop (70) is located 10.4 on the light source side from the first surface.
  • ⁇ (P1) is located at 24.3 on the light source side from the first surface.
  • the condenser lens as described above, the light shield near the pupil position at low magnification With this arrangement, the phase sample can be visualized and the contrast can be continuously changed from 1.25 to 4 times. As a result, in the range from extremely low magnification to low magnification, the phase sample can be visualized and observed with the above-described low-magnification condenser lens, and at high magnification, the phase difference, differential interference, and darkness can be observed. Visual field observation can be performed.
  • FIG. 35 shows the configuration of a condenser lens that is used alternately according to the high and low magnifications.
  • FIG. 35A shows a configuration used at a high magnification
  • FIG. 35B shows a configuration used at a low magnification.
  • the condenser lens used at high magnification is the same as the configuration shown in Fig. 31, and the condenser lens used at low magnification is used.
  • the configuration is the same as the configuration shown in FIG.
  • r 1, r 2,... are the peak I-radius of each lens arranged in order from the light source side
  • d 1, d 2, ... are the air gaps or the thickness of the glass material
  • ndl, nd2,... are the d-line refractive indices of each lens
  • v l, V 2, ... are Abbe numbers of each lens.
  • the aperture stop (70) is located 10.4 on the light source side from the first surface.
  • the pupil (P1) is located 5.40 on the light source side from the first surface.
  • the aperture stop (70) and pupil (P 1) are located at 20.0 from the fourth surface to the specimen side.
  • the condenser lens described above the light-shielding body is placed near the ⁇ position at low magnification, so that phase samples etc. can be visualized from 1.25 to 4 times.
  • the condenser lens can be changed continuously at high magnification by placing the optical element for phase difference observation and differential interference observation at the pupil position of the condenser lens. Such observation becomes possible.
  • the phase sample can be visualized and observed with the low-magnification type condenser lens as described above, and at high magnification, phase difference observation, differential interference observation, And (4) It is an illumination optical system that can perform field-of-view observation, etc., and can respond to various observation methods. Also, the positions of the light shields 74a and 74b arranged at the time of low magnification, Five
  • the transmission illumination optical system as described above can be used in combination with an epifluorescence microscope (not shown). Unlike an objective lens for phase difference observation, there is no need to dispose a phase film at the pupil position of the objective lens, so that there is no loss in the objective lens and bright light can be observed. In the case of a fluorescent-stained transparent phase specimen, it is possible to visualize cells with good contrast using the above-mentioned transmission illumination system, and observe cells and the like that have been fluorescent-stained by epi-illumination fluorescent illumination.
  • FIG. 36 is a diagram showing a schematic configuration of a transmission illumination optical system in a stereo microscope.
  • the transmitted illumination optical system includes a parallel light member 82 such as a collector lens that converts the light of the light source 80 such as a halogen lamp into a substantially parallel light beam, and frosted glass that diffuses the light beam from the parallel light beam member 82.
  • the first light diffusing plate 83, the first light condensing member 85 such as a convex lens for condensing the diffused light from the first light diffusing plate 83, and the light from the first light condensing member 85 A second diffusing plate 86 made of ground glass to diffuse, a deflecting mirror 87 that deflects light from the second diffusing plate 86 upward, and a veining light from the deflecting mirror 87.
  • the second diffusion plate 86 and the deflecting mirror 87 are provided with a second condensing member 88 such as a convex lens for irradiating the sample 90 on the sample mounting glass 89 with the c .
  • the first auxiliary convex lens 91 is disposed so that it can be inserted and removed from the optical path, and the second auxiliary convex lens 92 can be inserted and removed between the mirror 87 and the second lighting member 88. Placed That.
  • the first and second light-shielding members 95a and 95 which are configured in the same manner as the light-shielding member of the above-described embodiment. 5b is movably arranged. Further, between the second diffusing member 86 and the second auxiliary convex lens 91, light shields 95c and 95d having the same configuration are movably arranged.
  • the light emitted from the light source 80 is efficiently converged by the parallel light beam member 82 to be converted into substantially parallel light, and is incident on the first diffusion plate 83.
  • the first diffusion plate 83 serves as a substantially uniform light source having a large area to satisfy the illumination visual field.
  • the light diffused by the first diffusion plate 83 is collected by the first light collection member 85.
  • First The condensing member 85 has a function of collecting the light diffused in the diverging direction by the first diffusing plate 85 in a converging direction effective for illumination.
  • the light incident on the second diffusion plate 86 is further diffused along the direction of convergence.
  • the second diffusion plate 86 diffuses light to satisfy the numerical aperture, and becomes a final light source.
  • the light diffused by the second diffusing plate 86 is deflected upward by the deflecting mirror 87, enters the second focusing member 88, and passes the sample 90 through the sample mounting transparent member 89. Light up.
  • the first auxiliary convex lens 91 inserted between the second diffusing plate 86 and the deflecting mirror 87 strengthens the light convergence for the high-magnification objective lens with a narrow illumination field of view and a large numerical aperture. It plays a role in increasing the light use efficiency.
  • the second auxiliary convex lens 92 inserted between the deflecting mirror 87 and the second light collecting member 88 increases the power of the convex lens together with the first light collecting member 88 to provide illumination. It serves to narrow the field of view and illuminate the sample 90 with light with a large angle.
  • the illumination optical system can be switched according to the magnification of the objective lens, so that observation can be performed under optimal illumination conditions.
  • the high-power objective lens has a short focal length, the conjugate position in the illuminator is as close as possible to the second light-collecting member 88, and the low-power objective lens moves away from it and deflects it. It is customary that the pupil conjugate position exists before the position where the optical axis is turned back at the mirror 87. Therefore, light-shielding bodies 95a, 95b, and 95c, 95d are respectively arranged at those positions, and each light-shielding body is independently perforated with respect to the optical axis. An aperture can be formed, and further, by arbitrarily displacing each light shield from the optical axis, oblique illumination becomes possible.
  • the above-mentioned light shields 95a, 95b (95c, 95d) can be moved by the driving mechanism shown in FIGS. As shown in FIGS. 12B to 12D and FIGS. 21 to 26, both pupils of the objective lens are evenly narrowed from the vertical direction. Since the left and right pupils are evenly squeezed, the left and right images appear evenly, and a stereoscopic effect can be obtained naturally due to the parallax between the left and right, which is a characteristic of stereo microscopes. Also, as in the above-described embodiment, by moving the light shield, the ratio of the direct light incident on the objective lens or the like and the diffracted light can be controlled, and the contrast can be emphasized or the continuous light can be continuously emitted.
  • FIG. 37 shows a modification of the configuration shown in FIG. This modified example is different from the configuration shown in FIG. 36 in that the deflection mirror 87 is configured to be rotatable and the light shields 95 c and 95 d on the low magnification side are removed. Is a point.
  • the rotating directional mirror 87a can provide a large field of view with a sufficient illumination effect (oblique illumination) in the conventional contrast.
  • oblique illumination a sufficient illumination effect
  • the cost can be reduced.
  • ⁇ oblique illumination at medium magnification where the conjugate relation of the ⁇ position is insufficient can be performed with the directional mirror 87a, so that it is easy to use.
  • the illumination system in the embodiment shown in FIGS. 36 and 37 is used for oblique illumination to satisfy the illumination field of view at high magnification and low magnification, and to satisfy the number of BH apertures (I deer).
  • This is an example. Therefore, even if the above-described light-shielding member is arranged at the pupil position of the known bright-field illumination device, the oblique illumination can be sufficiently performed.
  • it is preferable to combine the above-mentioned illumination system or a wider illumination field of view with an optical system having a large numerical aperture. Les ,.
  • the first and second diffusion plates 83 and 86 are integrated, and the first and second diffusion plates are eliminated by eliminating the first light collecting member 85. It is also possible to distribute the lens effect. Instead of inserting the first and second auxiliary convex lenses 91 and 92, the focal lengths of the first and second condenser members 85 and 88 can be changed. Can also be changed.
  • At least two light shields are movably arranged at two locations conjugate to the high magnification pupil position and the low magnification ⁇ position of the zoom stereo microscope. According to such a configuration, optimal oblique illumination can be realized at high magnification and low magnification.
  • the optical system shown in the figure is provided with another deflecting member for deflecting the emitted light ⁇ from the light source upward, and tilting the deflecting member to deviate the illumination light beam.
  • FIG. 38A is a side view showing the transmission illumination optical device arranged on the transmission illumination base ⁇ of the stereomicroscope. Since the stereo microscope has the configuration as shown in FIG. 6, its entire shape is not shown.
  • the transmission illumination optical device of this embodiment is configured so that the clear-field optical system and the ⁇ -field optical system can be exchanged by an optical system conversion mechanism described later.
  • FIG. 38A shows the bright-field optical system. Shows the system.
  • a light source 401 such as a halogen lamp is provided in the housing 300.
  • the light emitted from the light source at 4 ° is converted into a substantially luminous flux by the collector lens 402, and then deflected by the polarizing member (deflecting mirror) 406.
  • the sample 309 arranged on the sample mounting glass (sample mounting glass) 408 provided in the opening 301 a formed in the upper part 301 is illuminated.
  • the collector lens 402 is disposed so that the emission optical axis of the light source 401 is inclined obliquely downward from the horizontal direction by about 5 to 10 degrees (6 degrees in the present embodiment). ing.
  • filters 411, 411, 412 On the optical axis between the light source 401 and the deflecting member 406, there are provided filters 411, 411, 412, which can be inserted into and removed from the light ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ by a filter insertion / extraction mechanism described later;
  • a diffusing plate 4 15 and a convex lens 4 20 having a substantially elliptical shape (see FIG. 38B) in which the upper and lower portions of a circular lens are cut off are provided.
  • a convex lens 407 having a Fresnel surface 407a and a diffusion surface 407b is provided between the deflection member 406 and the sample mounting glass 408.
  • the switchable portions as the bright-field optical system are the deflecting member 406, the convex lens 407, and the diffusion plate 415.
  • Figure 39A shows the darkfield optics.
  • the visual field optical system deflects the light emitted from the light source 401 upward, and irradiates the sample 309 obliquely with the deflected light.
  • a light shielding member 4 35 a light shielding member 4 35.
  • the light-shielding member 435 is provided with a conical reflection mirror 435, which is upward, so as to reflect the light reflected by the second deflecting member toward the outer periphery around the optical axis.
  • a circular light-shielding plate 4 3 7 attached to the bottom of 4 3 6 and a cylindrical mirror that reflects the light reflected from the reflective mirror 4 3 6 so as to be obliquely incident on the sample 3 9 Reflective Mira 1
  • a ring aperture with a large aperture is created by 438, and the sample 309 is illuminated in the dark field through the sample mounting glass 408.
  • the above-mentioned second deflecting member 430 and the light-shielding member 435 can be integrally formed by, for example, a resin. Or, if aluminum vapor deposition that reflects light is applied, it is good.
  • the switchable portions as the dark-field optical system are the second deflecting member 430 and the light-blocking member 435.
  • FIG. 40 is a view showing the optical system switching mechanism in FIG. 38 ⁇ ⁇ and FIG. 39 ⁇ when the bottom plate 302 of the housing is removed and viewed from the ⁇ direction.
  • reference numerals 440 and 450 denote a bright-field optical system and a ⁇ -field optical system, respectively.
  • the bright-field optical system 440 includes the diffusion member 415, the deflection member 406, and the convex lens 407, as described above. It is integrally connected to the bright field side support member 460 having 0a. Also, the ⁇ field of view ’optical system 450 includes the second deflecting member 430 and the light blocking member 435 as described above, and these are provided at the base end with an annular mounting portion 463. It is integrally linked to the dark-field-side support member 463 having a.
  • a columnar shaft 470 is vertically fixed on a top surface 301 of the housing 300 opposite to the light source 401.
  • the shaft 4700 has a mounting section 4 6 for the bright field side support member 4 0a and the mounting portion 463a of the dark field side support member 463 are rotatably inserted.
  • the shaft 470 is provided rotatably with an annular mounting portion 480a formed at the base end of the operating lever 480.
  • the mounting portions 460a and 463a are fixed by fixing portions (not shown).
  • the distal end of the lever 480 forms a grip portion 480b, and the grip portion is formed by a lever driving slot hole 303 formed in the bottom surface 303 of the body 300. It is protruding.
  • the grip portion 480b of the lever 480 along the long hole 303b, the bright-field optical system 440 is positioned on the optical axis, or the ⁇ -field optical system is moved.
  • the switching operation is performed so that 450 is positioned (the state shown in FIG. 40 indicates a state where the dark-field optical system is positioned on the optical axis).
  • each filter is configured to move horizontally and deviate from the optical axis.
  • FIG. 41 is a view in which the bottom plate 302 of the housing is removed from FIG. 38A and viewed from the B direction.
  • the filters 4 10, 4 11, and 4 12 are optical axes defined as described above.
  • Each filter is supported on one end of a supporting arm 5110, 511, 512, respectively, and the other end of each supporting arm is connected to three vertical fixed to the upper surface of the housing 300. It is rotatably supported on shafts 52 0, 52 1, and 52 2.
  • the housing 300 is provided with three operation shafts 530 to 532 so that only predetermined strokes can be taken in and out corresponding to the support arms 5110, 511, and 512, respectively.
  • a pin is fixed to one end of each operation shaft. (In the figure, only the pin 532a of the operating axis 532 is shown). Each pin is inserted into a slot formed in each support arm 5110, 511, 512 (only the slot 512a in the support arm 512 is shown in the figure). It has been inserted.
  • the optical path from the light source to the sample is long, and in particular, the optical path in the horizontal direction can be long, so that the top surface of the stage on which the sample is placed and the bottom surface of the housing
  • An optical element such as the above-described filter can be disposed without increasing the height of the optical filter.
  • the housing since each filter is configured to rotate in a horizontal plane and to be moved in and out of the optical axis, the housing does not become high. In other words, the filters 410, 411, and 412 mentioned above do not rotate in the horizontal direction, and do not change position in the height direction. There is no.
  • each filter is connected to each operation shaft 530, 531, 5332 by the link mechanism as described above, the insertion / removal of each filter with respect to the optical axis requires a small operation amount ( Operation amount of the operation axis).
  • the diffusing member 415 greatly contributes to determining the illumination visual field, and a wide illumination visual field can be covered by increasing the degree of diffusion, and a narrow illumination field can be covered by decreasing the degree of diffusion. In this way, by inserting and removing the diffusion member, the range of the field of view can be controlled, and the illumination can be made bright when the field of view is narrow.
  • the substantially elliptic convex lens 420 has a shape in which a circumferential portion in the vertical direction is forcibly applied. This is because when observing a sample with a stereomicroscope, the illumination in the left and right direction must be sufficient, and a large-diameter lens is necessary to increase the numerical aperture.
  • the diameter is not required c, that is, even if the diameter of the lens in the vertical direction is reduced, the illumination in the horizontal direction can be sufficiently ensured.
  • a small optical system in the vertical direction can be assembled.
  • such a lens can be molded with resin.
  • the convex lens 407 a Fresnel lens
  • the lens thickness can be reduced even if the lens is large, and the diffusion of the diffusion plate 415 can be strengthened to produce a large divergent light.
  • the light is bent in the convergent direction on the Fresnel surface 407a and passes through the diffusion surface 407b, so that the illumination field of view of the ordinary stereomicroscope device is about ⁇ 35. , 0.60 to ⁇ 70 illumination field of view can be secured. That is, approximately four times the area can be illuminated.
  • the diffusing member 4 15 is removed from the optical path, and the light that has not been diffused is converged by the convex lens 420, and the second deflecting member 4 30 and the light shielding member 4 3 Oblique illumination of the specimen 309 via 5 is realized.
  • the circular light blocking plate 437 blocks light leaking from below and darkens the background of the dark field. Even when switching to either the bright-field optical system or the ⁇ -field optical system, both the bright-field ⁇ optical system and the ⁇ -field optical system can use all the light collected by the collector lens 402 without waste.
  • the illumination light path can be extended while including the visual field illumination system, and the wide visual field can be illuminated with less unevenness.
  • a very large field of view can be illuminated by providing a diffusing surface 407b on the final surface of the bright field.
  • each support arm can be arranged so as to overlap in the optical axis direction, so that a plurality of filters can be compactly supported.
  • each filter may be, for example, a sliding system other than the rotating system as shown in FIG. That is, as shown in FIGS. 43A and 43B, the filter 410 is held at one end of the operation plate 550, and the other end is projected from the upper surface 301 of the housing. A structure in which the end is gripped and operated in the range of the stroke L may be used.
  • the height of the housing that is, the sample
  • the dimensions from the mounting surface to the bottom surface can be made thin.
  • the upper surface of the transparent member on which the sample is placed can be made wide and thin.
  • the illumination can be changed without moving the sample 309, and such filters do not affect the thickness of the device. Absent.
  • the luminous flux emitted from the light source 401 can be used without waste and can be brightly illuminated.
  • the optical path can be designed to be long, so that a wide, non-uniform illumination field can be obtained without difficulty.
  • a preferable illumination method of the bright-field optical system and the ⁇ -field optical system can be easily selected depending on the sample. In this case, the light is bright during dark-field observation and can be evenly illuminated during bright-field observation.
  • each optical system is configured to be switched by rotating in the horizontal direction, the thickness of the device can be reduced.
  • the optical device can be made thin.
  • the ⁇ -field optical system in this modification is the same as the configuration shown in FIG. 39A, and the bright-field optical system is configured as shown in FIG. 44A.
  • the optical axis is configured to be inclined by 10 degrees with respect to the horizontal direction.
  • a second diffusion plate 570 is arranged behind the convex lens 420, and the light deflected by the deflecting member 406 is collected by the convex lens 580. It is configured to emit light.
  • the first diffusing plate 415, the second diffusing plate 570, the deflecting member 406, and the convex lens 580 are configured to be integrally rotated by a switching mechanism.
  • the filter insertion / removal mechanism of this modification is configured as shown in FIG.
  • Each of the filters 410, 411, and 412 is arranged perpendicular to the optical axis inclined by 10 degrees, and arranged so that the height positions are different from each other.
  • Each filter is supported on one end of a support arm 510, 511, 512, and the other end of each support arm is connected to three vertical axes 520, 521, 522 fixed to the upper surface of the housing 300. It is rotatably supported. Rotating knobs 730, 731, and 732 are rotatably mounted on the housing 300 so that they can be rotated from the outside. A question about each rotating knob and the vertical axis 520, 521, and 522 is provided. Are connected by a ring-shaped belt 750. By rotating each of the rotary knobs, each of the filters 410, 411, and 412 can be switched to a two-dot chain line position or a solid line position.
  • the case where the inclination angles of the emission optical axis of the light source 401 are 6 degrees and 10 degrees has been described. According to the experimental results, if the inclination angle is about 5 degrees to 10 degrees, The operation and effect as described above can be obtained. In this case, if the inclination angle of the light axis emitted from the light source 401 is too small, the thinning effect is lost, and if the inclination angle of the light axis emitted from the light source 401 is too large, the illuminating light beam is emitted from the upper surface of the sample mounting transparent member. It goes out to a higher position and restricts the sample mounting transparent member.
  • the mirrors 436 and 438 of the above-mentioned (1) field-of-view optical system may collect and diverge at curved portions other than the conical and cylindrical shapes shown in the figure, respectively. It may be processed with.
  • the bright-field optical system is not limited to the above-described embodiment, and can be arbitrarily combined with other optical members.
  • the switching of the diffusion member is not performed by the above-described optical system switching mechanism.
  • a configuration similar to that of the insertion / removal mechanism described above may be a configuration that can be independently inserted into / removed from the optical axis.
  • a gear may be used instead of the belt 750 of the filter insertion / removal mechanism in FIG.
  • the lens lens 407 allows the thickness to increase, it can be composed of a normal lens 580 as shown in Fig. 44 44, in which case the diffusion plate 570 performs the same function as the diffusion surface 407b. .

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Description

明 細 書 顕微鏡透過照明装置 技術分野
本発明は、 各種顕 鏡に適用可能な透過照明装置に関する。 背景技術
従来より、 無色透明な各種の位相標本を可視化し、 観察することができるよう に、 位相差観察法、 微分干渉観察法、 変調コントラスト法、 偏斜照明法等が提案 されている。
上記位相差観察法は、 顕微鏡の照明光学系の瞌位置にリングスリットを配置し、 リングスリットと共役な位匱にある結像光学系の瞳に、 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。 この観察法の長所は、 構造問の屈折率差が 小さレ、標本や、 細胞の顆粒状の微小構造等についても、 高レ、検出感度で鮮明なコ ントラストのついた観察像が得られることである。 これに対し、 この観察法の短 所は、 標本の構造の端部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である。 さらに、 照明光学系に配置されたリングスリ ットと観察光学系の瞌面に配置された位相膜を投影し一-致させなければならず、 リンダスリットから位相膜面までの瞳の収差性能を良好にする必要があ ξ>。 位相 差観察法においては、 高倍率での観察は !¾]題ないが、 低倍率や極低倍率での観察 は、 瞳の収差性能を良好に補正することはできない。 実際、 位相差観察法が可能 なのは、 4倍の対物レンズ程度までである。
微分干渉観察法は、 複屈折結晶により生じた直交する 2つの偏光を標本面上に 僅かにずらして照明し、 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、 立体感のある観 察を行うことができる点である。 これに対し、 この観察法の短所は、 複屈折結品 を使用するため高価であり、 偏光を用いた観察であるため、 偏光状態に影響を与 えるような物質からなる場合には、 正確な観察像を得られない。 例えば、 プラス チックシャーレは、 微分干渉観察には不適である。 これは、 プラスチックの複屈 折により、 偏光が乱れるためである。 さらに、 照明光学系におけるレンズや対物 レンズの歪みによって偏光状態が乱されるので、 専用の対物レンズ等が必要とな る。 また、 2つの光束を干渉させるため、 実際に観察が可能なのは、 4倍の対物 レンズ以上であり、 低倍や極低倍の観察には不適である。
変調コントラスト観察法は、 特開昭 5 1 - 1 2 8 5 4 8号に開示されているよ うに、 顕微鏡の照明光学系の曈位置にスリットを配置し、 結像光学系の隨位置に 透過率の！ ¾なる領域を複数配置するものである。 通常、 スリ ツトと共役な領域に、 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、 他方 の侧を斜光領域とする。 瞳面上では、 標本内の構造による屈折の大小によって光 の透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、 白黒の陰影をつ けた立体感のある像が得られる。 この観察方法の長所は、 比較的安価な構成によ り、 位相物 ί本に陰影をつけて立体感のある像が得られることである。 また、 上記 した位相差観察法で見られるハローがないため、 構造の輪郭を観察し易く、 細胞 等のマニピュレーションに適している。 これに対し、 この観察法の短所は、 位相 差観察方法に比べて検出感度が劣ること、 微小構造が確認しにくいことである。 また、 対物レンズを交換するたびに、 スリツトと吸収膜の向きを合わせる煩雑な 操作が必要となる。 さらに、 スリ ッ トを観察光学系の吸収膜に投影するため、 位 相差観察法と同様に瞳を投影する光学系の収差を良好にする必要がある。 このた め、 低倍や極低倍の対物レンズでは、 瞳収差が良好に補正できず観察には不適で める。
さらに、 位相標本を可視化する照明方法として、 偏斜照明法と喑視野照明法が ある。
図 1 Α〜図 1 Dは、 それぞれ、 一般的な偏斜照明法におけるコンデンサレンズ の模式図である。 これらの図において、 符号 1は開口絞り、 符号 2 a， 2 bはレ ンズ群、 そして、 符号 3は標本を示している。 開口絞り 1は、 照明の開口を制限 するものであり、 可変する円形状の開口を有し、 照明光軸 Oと垂直な面内で移動 することで、 標本 3に対する照明の角度が制御される。 すなわち、 図 1 Aに示す 状態にある開口絞り 1を移動させ、 かつ絞ったときの瞳の状態が図 1 Bに、 さら に開口絞り 1を絞ったときの瞳の状態が図 1 Cに示されており、 開口絞り 1を開 けた状態で移動させたときの瞳の状態が図 1 Dに示されている。
また、 図 2 Aは、 一般的な喑視野照明法におけるコンデンサレンズの模式図を 示している。 従来の暗視野照明方法は、 図に示すように、 開口絞りが配置される 付近に、 内側を遮蔽し、 外側の輪帯部にスリツトを開けた絞り 1 aを配置してい る。 図 2 Bに示すように、 この絞り l aは、 中央部に光を遮蔽する領域 1 bが設 けられており、 この領域 l bによって、 照明光を直接、 対物レンズに入射させず、 かつ標本 3から発した散乱光を観察することで暗視野観察が可能となる。 この場 合、 対物レンズの開口数の大きさに応じて絞り 1 aの形状を選択することで、 様々な対物レンズを用いて暗視野観察が可能となる。
ところで、 顕微鏡を用いた観察において、 ミクロ領域だけでなく、 マクロ領域 での観察のユーズがあり、 1倍の対物レンズや、 更に極低倍の 0 . 5倍の対物レ ンズ等を使用したい場合がある。 そして、 このようなマクロ領域の観察は、 実体 顕微鏡を用いるのが一般的である。 実体顕微鏡は、 安価で操作性に優れ、 立体的 な観察が可能であるという利点があり、 また、 照明方法についても、 喑視野、 明 視野、 偏斜照明のように、 位相標本のような透明な標本を可視化する手段が存在 する。
特開平 4一 3 1 8 8 0 4号には、 偏斜照明が行える実体顕微鏡の透過照明装置 が開示されている。 図 3 Aは、 この公報に開示されている透過照明装置を示す図 である。 図 3 Aに示すように、 この装置は、 光源 5からの光をコレクタレンズ 6、 摺りガラス 7を介してミラ一 8に導き、 ミラー 8により反射した光線をコンデン サレンズ 9を介して標本載置透明部材 1 0上の標本 1 0 aに照射して対物レンズ 1 2に導くように構成されている。 ミラー 8を回転させ、 角度を変えることによ り、 図 3 Bに示す左右の対物レンズの瞳 1 3の暗部 1 3 aと明部 1 3 bの比が調 節できるように構成されている。
また、 実公昭 4 1— 5 8 0 8号には、 偏斜照明と喑視野照明を選択的に行える 実体顕微鏡の透過照明装置が開示されている。 図 4はこれを説明するための図で ある。 図 4 Λに示すように、 この装置は、 光源 5からの光をコンレクタレンズ 6、 摺りガラス 7を介してミラー 8に導き、 ミラー 8により反射した光をコンデンサ レンズ 9を介して標本 1 0 aに照射して対物レンズ 1 2に導くように構成されて いる。 そして、 対物レンズ 1 2の瞳と共役な位置に配置されている摺りガラス 7 の近傍に、 光束を切るナイフエッジ 1 5を設けている。
図 4 Bに示すように、 2つ並んだ対物レンズの瞳の共役像 1 7に対してナイフ エッジ 1 5を上下に移動させることにより、 斜光斜照明と喑視野照明を選択的に 行うことができる。 また、 上記した特開平 4一 3 1 8 8 0 4号には、 図 4 Aに示 されるナイフエッジ 1 5の代わりに絞りを配置することも提案されている。 位相標本のような透明な物体の観察が行える上述した位相差観察法、 微分干渉 観察法、 変調コントラス ト観察法は、 それぞれ専用の観察光学系が必要となる。 また、 照明光学系と観察光学系の瞳投影光学系の光学性能を良好に補正する等の 必要性があり、 低倍や極低倍での観察には不向きである。
また、 上述した図 1 Aに示す偏斜照明法では、 開口絞り 1を、 図 1 Cに示すよ うに移動させ、 かつ絞り込むと、 解像や照明光の明るさが不足してしまい、 また、 図 1 Dに示すように移動させると、 偏斜照明の自由度、 つまり対物レンズに直接 入射する照明光と入射しない照明光の割合を調節することが難しい。 これは、 開 口絞りが円形開口を形成するように構成されているためである。
また、 上述した図 2に示した喑視野照明の場合でも、 輪帯状のスリッ トの幅や 開口位 I置により、 暗視野照明光の角度が変わるので、 標本の厚さ等が変化すると、 コン トラス ト良く可視化できないこともある。 すなわち、 照明光の角度を自^に 調整するためには、 異なる構成の輪帯状スリ ッ トを多数用意する必要があり、 実 用的ではない。
また、 上述した実体顕微鏡で提案されているような偏斜照明方法においても、 左右の対物レンズの瞳を、 夫々片側だけ照明する構成であるため、 一通りのコン トラス トしか得られない。 また、 照明光学系の瞌にスリ ッ トを配置することによ り、 対物レンズの瞳の開口を制限して偏斜照明の効果は得られるが、 従来例では、 スリッ卜の形状、 もしくはスリットの配置が固定されているため、 様々な標本の 厚みや屈折率の変化に応じて、 自由に照明光の強度や照明角度をきめ細かく調節 できない。 以上のように、 従来の顕微鏡の照明装置は、 低倍から極低倍領域での観察を行 うに際し、 位相標本をコントラスト良く可視化するための照明法として十分とは いえない。 また、 最近では、 実体顕微鏡はシステム化され、 幅広い倍率範囲が求められ、 使いやすさも重要視されている。 幅広い倍率範囲に対応するためには、 広い視野 を均一に照明することが要求され、 使いやすさの点では、 できるだけ高さが低い 試料面が求められている。
上述した従来の技術では、 視野を拡大するために、 摺りガラス （拡散板） を大 きく しなければならず、 偏向ミラ一も同様に大きく しなければならない。 このた め、 照明光学系が厚くなってしまい、 広視野化と低試料而を両立することはでき ない。
また、 実公昭 4 5 - 1 1 0 5号には、 図 5に示すような、 明視野照明と喑視野 照明を行える照明装置が開示されている。 この照明装置は、 光源 1 0 0を、 対物 レンズ 1 0 1及び試料 1 0 2の下方に配置しており、 暗視野照明時には、 シャツ ター 1 0 3を閉じて試料 1 0 2へ入る直接光を遮り、 かつ光源 1 0 0からの光を 円筒形ミラー 1 0 5で反射して、 試料 1 0 2へ斜めに入射させている。 また、 明 視野照明時には、 シャッター 1 0 3を開けて、 光源 1 0 0からの光を直接、 試料 に入射させている。
しかしながら、 このような照明装置では、 光源を試料に対して上下方^に配置 するため、 光路が短く、 フィルタ等の光学部材を装着するスペースが無い。 光学 部材を光路に装着しょうとすると、 この構成では、 装置全体が厚くなつてしまう。 また、 光路が短いため、 広い視野を均一に照射することはできない。 発明の開示
この発明の目的は、 特に、 低倍から極定倍領域において、 観察光学系に専川の 光学素子等を配置することなく、 位相標本をコン トラス ト良く可視化して、 その 構造や分布を特定可能にする顕微鏡の照明装置を提供することにある。 すなわち、 様々な厚さや屈折率をもつ標本に対して、 連続的にコントラストを変化させ、 標 本に対して最適な照明を与える透過照明装置を提供することにある。
また、 本発明の別の目的は、 試料載置面を低く、 すなわち、 顕微鏡本体の底面 から、 試料載置面までの高さを低くすることを可能にする、 透過照明装置を提供 することにある。
また、 本発明の更に別の目的は、 明視野光学系、 暗視野光学系を 1¾換えて標本 を観察することのでき、 かつ顕微鏡本体の底面から、 試料载置面までの高さを低 くすることを可能にる透過照明装置を提供することである。 図面の簡単な説明
図 1 A〜図 1 Dは、 一般的な偏斜照明法におけるコンデンサレンズの模式図、 及び夫々の開口絞りによつて形成される瞳の開口形状を示す図；
図 2 Aは、 一般的な暗視野照明法におけるコンデンサレンズを示す模式図であ り、 図 2 Bは、 絞りの形状を示す図；
図 3 Aは、 従来の透過照明装置の概略構成を示す図であり、 図 3 Bは、 左右の 対物レンズの瞳の開口形状を示す図；
図 4 Λは、 従来の別の透過照明装置の概略構成を示す図であり、 図 4 Bは、 左 右の対物レンズの瞳とナイフエッジとの関係を示す図；
図 5は、 明視野照明置と暗視野照明装置を切換え可能にした従来の顕微鏡を示 す図；
図 6は、 本発明の透過照明装置が適用可能な実体顕微鏡の外観を示す図； 図 Ίは、 図 6に示した実体顕微鏡の光学系の構成を模式的に示す図； 図 8 Aは、 明視野照明状態におけるコンデンサレンズと対物レンズの部分を模 式的に示す図であり、 図 8 Bは、 その時の瞳の状態を示す図；
図 9 Λは、 図 7に示した光学系において、 遮光体、 コンデンサレンズ、 対物レ ンズの部分を模式的に示す図であり、 図 9 Bは、 その時の瞳の状態を示す図； 図 1 O Aは、 図 9 Aに示した構成において、 遮光体を移動させた状態を示す図 であり、 図 1 0 Bは、 その時の瞳の状態を示す図；
図 1 1 Aは、 図 9 Aに示した構成において、 遮光体を移動させた状態を示す図 であり、 図 1 0 Bは、 その時の瞳の状態を示す図； 図 1 2 A〜図 1 2 Dは、 夫々図 8 B〜図 1 1 Bに対応する図であり、 図 7に示 した光学系を、 実体顕微鏡に適用した場合の瞳と遮光体との位置関係を示す図； 図 1 3は、 顕微鏡本体内に設けられる遮光体の駆動機構の一例を示す図； 図 1 4は、 遮光体の駆動機構の第 2の構成例を示す図；
図 1 5 A及び図 1 5 Bは、 遮光体の駆動機構の第 3の構成例を示す図であり、 図 1 5 Aは平面図、 図 1 5 Bは側面図；
図 1 6 Λ及び図 1 6 Bは、 遮光体の駆動機構の第 4の構成例を示す図であり、 図 1 6 Aは平面図、 図 1 6 Bは、 図 1 5 Aの X VI B— X VI B線に沿った断面図； 図 1 7 A及び図 1 7 Bは、 対物レンズの瞌に形成される開口に対し、 部分的に 光の強度を制御する構成を示す図であり、 図 1 7 Aは光学系の概略を示す図、 図 1 7 Bは、 遮光体と瞌の関係を示す図、 図 1 7 Cは、 遮光体部分の別の構成例を 示す図；
図 1 8 Λ及び図 1 8 Bは、 それぞれ、 対物レンズの瞌に形成される開口に対し、 部分的に光の強度を制御する別の構成例を示す図；
図 1 9 Λ及び図 1 9 Bは、 対物レンズの瞳に形成される開口形状を制御する別 の構成例を示す図であり、 図 1 9 Aは光学系の概略を示す図、 図 1 9 Bは、 遮光 体と随の関係を示す図；
図 2 0 Λ及び図 2 0 Bは、 対物レンズの瞌に形成される 口形状を制御する別 の構成例を示す図であり、 図 1 9 Λは光学系の概略を示す図、 図 1 9 Bは、 遮光 体と瞳の関係を示す図；
図 2 1は、 実体顕微鏡において、 対物レンズの瞳に形成される開口に対し、 部 分的に光の強度を制御する構成を示す、 遮光体と瞳の関係を示す図；
図 2 2は、 図 2 1において、 遮光体部分の別の構成例を示す図；
図 2 3は、 対物レンズの瞳に形成される開口に対し、 部分的に光の強度を制御 する別の構成例を示す図；
図 2 4は、 対物レンズの瞳に形成される開口に対し、 部分的に光の強度を制御 する別の構成例を示す図；
図 2 5 A及び図 2 5 Bは、 実体顕微鏡における対物レンズの瞳に形成される！ ¾ 口形状を制御する別の構成例を示す図であり、 図 2 5 Aは光学系の概略を示す図、 図 2 5 Bは、 遮光体と瞳の関係を示す図；
図 2 6 A及び図 2 6 Bは、 実体顕微鏡における対物レンズの瞳に形成される開 口形状を制御する別の構成例を示す図であり、 図 2 6 Aは光学系の概略を示す図、 図 2 6 Bは、 遮光体と瞳の関係を示す図；
図 2 7 A〜図 2 7 Eは、 遮光体の別の構成例を示す図であり、 それぞれ、 2つの 遮光体が移動した際の位置関係の例を示す図；
図 2 8 A及び図 2 8 Bは、 遮光体の別の構成例を示す図であり、 それぞれ、 2 つの遮光体が移動した際の位置関係の例を示す図；
図 2 9 A乃至図 2 9 Cは、 遮光体の別の構成例を示す図であり、 図 2 9 Λは、 遮光体 1枚の構成を示す図、 図 2 9 B及び図 2 9 Cは、 それぞれ 2つの遮光体が 移動した際の位置閱係の例を示す図；
図 3 0は、 透過照明光学系の別の構成例を示す図；
図 3 1は、 本究明の透過照明光学系に用いられる高倍率用コ
構成を示す図：
図 3 2は、 高倍率用コンデンサレンズの第 2の構成を示す図；
図 3 3は、 本発明の透過照明光学系に用いられる低倍率用コ
構成を示す図；
図 3 4 A及び図 3 4 Bは、 顕微鏡透過照明装置に用いられる切換可能なコンデ ンサレンズの構成を示しており、 図 3 4 Aは高倍率用コンデンサレンズの構成を 示す図、 図 3 5 Bは低倍率用のコンデンサレンズの構成を示す図；
図 3 5 A及び図 3 5 Bは、 顕微鏡透過照明装置に用いられる ^換可能なコンデ ンサレンズの第 2の構成を示しており、 図 3 5 Aは高倍率用コンデンサレンズの 構成を示す図、 図 3 5 Bは低倍率用のコンデンサレンズの構成を示す図；
図 3 6は、 本発明の第 2の実施の形態を示す図；
図 3 7は、 図 3 6に示した実施の形態の変形例を示す図；
図 3 8 Λは、 本発明の顕微鏡透過照明装置の第 3の実施形態を示す図であり、 明視野光学系を主として示す図、 図 3 8 Bは、 凸レンズの形状を示す図；
図 3 9 Aは、 図 3 8 Λに示す構成において、 暗視野光学系を主として示す断面 図、 図 3 9 Bは、 凸レンズの形状を示す図； 図 4 0は、 光学系切換機構を示す図；
図 4 1は、 フィルタ挿脱機構を示す図；
図 4 2 Λ及び図 4 2 Bは、 第 3の実施形態の作用効果を説明する図； 図 4 3 A及び図 4 3 Bは、 フィルタ挿脱機構の変形例を示す図；
図 4 4 Aは、 第 3の実施の形態の第 1変形例を示す図であり、 明視野光学系を 主として示す図、 図 4 4 Bは、 凸レンズの形状を示す図；
図 4 5は、 第 1変形例における光学系切換機構を示す図；
そして、
図 4 6は、 第 1変形例におけるフィルタ切換機構を示す図。 以下、 本発明の実施の形態を通常の顕微鏡を例にして説明する。
図 7は、 顕微鏡の光学系の構成を模式的に示した図であり、 前記光学系は、 標 本を照射する透過照明光学系と、 標本を観察する観察光学系とを備えている。 上記透過照明光学系は、 ハロゲンランプ等の光源 2 0と、 光源 2 0からの光を 略平行光束にするコレクターレンズ 2 1と、 コレクターレンズからの光を拡散さ せる拡散板 （摺りガラス） 2 2と、 拡散板からの光束を制限する視野絞り 2 3と、 視野絞りを通過した光束を上方に向けて偏向する偏向ミラ一 2 4と、 偏向ミラー からの光源像を投影する投影レンズ 2 5と、 投影レンズからの光を略平行光束と して、 標本 3 0を照射するコンデンサレンズ 2 6とで構成されている。 この場合、 投影レンズ 2 5からの光源像は、 コンデンサレンズ 2 6の前側焦点位置である透 過照明光学系の瞳位置 P 1に投影されて標本 3 0を照明する。
また、 前記観察光学系は、 対物レンズ 3 1 と、 結像レンズ 3 2と、 接眼レンズ 3 3とで構成されており、 観察光学系の瞳位置となっている対物レンズ 3 1の焦 点位置 P 2は、 前記したコンデンサレンズの焦点位置である瞌位置 P 1と共役な 関係である。 なお、 標本 3 0を透過した光は、 対物レンズ 3 1、 結像レンズ 3 2 を通って接眼レンズ 3 3で観察される。
上記のように構成された透過照明光学系内には、 対物レンズ 3 1の瞳位置 P 2 と共役な位置 （すなわち前記瞳位置 P 1 ) 、 もしくは共役な位置の近傍において、 少なくとも 2つの遮光体 4 0 a , 4 0 bが独立移動可能に配置されている。 これ らの遮光体 4 0 a , 4 0 bを移動することにより、 以下に詳述するように、 前記 対物レンズ 3 1の瞳内に形成される開口の形状が制御される。 すなわち、 標本 3 0を照明する照明光の角度を変化させて、 対物レンズ 3 1に直接入射する照明光 と、 標本 3◦から発する回折光の強度の割合を調節することが可能となる。
これを、 図 8 A乃至図 1 1 Bを参照して具体的に説明する。 なお、 これらの図 において、 図 8 A, 9 A, 1 0 A, 1 1 Λは、 それぞれ光学系を模式的に示す図、 図 8 B， 9 B， 1 0 B， 1 1 Bは、 それぞれ顕微鏡における瞌と遮光体との位置 関係を示す図である。 また、 符号 Aで示す円は、 前記コンデンサレンズ 2 6が照 明可能な最大の開口数の噓を示しており、 符号 Cで示す円は、 コンデンサレンズ 2 6の瞳位置 P 1において顕微鏡の対物レンズ 3 1の開口数に対応する瞳を示し ており、 符号 Bで示す円は、 対物レンズ 3 1の疃位置における光の入射状態 （問 口形状；黒い部分は遮光体 4 0 a、 4 0 bによって遮光される部分） を示してい る。
図 8 A及び図 8 Bは、 遮光体が存在しない状態を示しており、 いわゆる明視野 照明状態となっている。 このような構成において、 コンデンサレンズ 2 6の瞌位 置 P l、 もしくはこの近傍位置 （瞳位置 P 1から光軸方向に土数 mm程度） に、 図 7に示したように、 少なくとも 2つの遮光体 4 0 a， 4 0 bを独立移動可能に 配置する。 この場合、 遮光体と隣接して開口絞り 4 1を配置しても良い。
遮光体は少なくとも 2つ存在しており、 各遮光 ί本の形状、 数、 移動方法につい ては様々に構成することが可能である。 例えば、 図 8 Αに示すように、 それぞれ 矩形形状とし、 矢印で示すように独立移動させ、 上記した瞌 Cを遮光するように 構成することが可能である。 すなわち、 図 9 Λ， 図 9 Βに示すように上記遮光体 4 0 a , 4 0 bを位置付けると、 瞳 Bで示すような開口形状 （照明状態） が得ら れる。 この図において、 遮光体 4 0 aによって遮光された領域 （斜線で示す） は、 上記した瞳 Bにおける左側の黒い領域に対応し、 遮光体 4 0 bによって遮光され た領域は、 瞳 Bにおける右側の黒い領域に対応する。
図 9 Bに示した状態から、 遮光体 4 0 bを、 更に遮光体 4 0 a側に移動させ、 両者の問隔を狭く した状態を図 1 0 Bに示す。 この状態の瞳 Bにおける開口形状 に示すように、 標本 3 0に直接入射する照明光は、 図において、 瞳 Bの左側の細 長レ、狭レ、領域 （図 6に示した顕微鏡で観察した際、 観察者の上側の細長レ、領域） のみである。 このように、 遮光体 4 0 a， 4 0 bを独立に移動させることで、 偏 斜照明としての効果が得られると共に、 各遮光体 4 0 a， 4 0 bの問隔を変える ことで、 明るさ絞りとしての効果が得られる。 また、 各遮光体 4 0 a , 4 0 bを 任意に移動することで、 対物レンズの瞳内に形成される開口形状の制御が可能と なる。 すなわち、 標本 3 0を照射する照明光の角度及び光量が連続的に変化する ことで、 対物レンズに直接入射する照明光と標本から発する回折光の強度の割合 を連続的に調節することができ、 標本に応じて最適な観察が行えるようになる。 また、 図 1 1 Bに示すように、 各遮光体 4 0 a , 4 0 bを移動させて瞌 Cを遮 光することで、 対物レンズに入射する直接光をカットし、 標本からの散乱光を観 察する喑視野照明とすることも可能となる。 この場合、 喑視野照明光の照明の光 量および角度は、 瞌 Cを遮光した状態で、 遮光体 4 0 a， 4 0 bの問隔と位置を 変化させることで調節可能である。
なお、 以上のような光学系は、 実体顕微鏡にも適用可能である。 図 1 2 Λ乃至 1 2 Dは、 夫々図 8 B， 図 9 B , 図 1 0 B， 図 1 1 Bに対応する図であり、 上記 した光学系を、 実体顕微鏡に適用した場合の瞌と遮光体との位置関係を示す図で ある。 図 1 2 A乃至図 1 2 Dにおいて、 符号 C l， C 2で示す円は、 実体顕微鏡 の左右夫々の対物レンズの開口に対応する瞌を示しており、 符号 B 1， B 2で示 す円は、 各左右の対物レンズの瞌位置における光の入射状態を示している。 ここで、 本発明に係る透過照明装置を実体顕微鏡に組み込んだ構成例を説明す る。 図 6は、 実体顕微鏡の全体構成を示す側面図である。 この実 ί本顕微鏡 2 0 0 は、 後述する遮光体切替用のレバー 2 1 0 a ( 2 1 0 b ) 、 フィルターレバー 2 0 2、 ボリュームつまみ 2 0 3、 必要に応じて設けられるミラー傾き調整レバー 2 0 4を有する透過照明架台 2 0 5と、 ランプハウス L I Iと、 焦準部 Fと、 焦準 ハンドル F Hと、 鏡筒 Kと、 鏡体 K Bと、 対物レンズ収容体 Tと、 接眼レンズ E Oとを備えている。 なお、 試料 Sは、 透過照明台の表面に載置され、 左右 2つあ る接眼レンズ E Oを介して観察される。
上記した遮光体 4 0 a， 4 0 bの駆動機構を、 図 1 3乃至図 1 6を参照して説 明する。 図 1 3で示すように、 各遮光体 40 a， 4 0 bは、 図 6に示した透過照明架台 20 5を構成する筐体本体 20 5 aの壁面をそれぞれ独立して貫通されると共に、 スライ ド可能な 2本のレバー 2 1 0 a， 2 1 0 bの先端部の内側に取り付けられ ている。 各レバー 2 1 0 a, 2 1 0 bは、 矢印方向に独立して操作可能であり、 これによつて、 図 9乃至図 1 1で示したように、 遮光体 40 a， 4 O bを、 左右 の観察光学系の光軸を含む平面と平行な方向に対して直交する方向 （観察者に対 して前後方向） に移動させることができる。 なお、 各レバー 2 1 0 a, 2 1 0 b の後端部に並進機構 （図示せず） を設け、 両遮光体が連動するように構成しても 良い。
図 1 4は、 遮光体及びその駆動機構の第 2の構成例を示す図である。
各遮光体 40 a， 40 bは、 筐体本体 20 5 aの側壁に対して、 斜め方向に、 それぞれ独立して貫通されると共に、 矢印方向に独立してスライ ド可能な 2本の レバー 2 1 1 a , 2 1 1 bの先端部の内側に取り付けられている。 このように、 各遮光体の移動を果たす操作レバ一は、 筐体本体 20 5 aの側壁の任意の位置に 取り付けることが可能であり、 その取り付け位置に応じて各遮光体の形状も任意 に変更される （図に示した構成は 5角形状である） 。 なお、 この構成例において も、 各レバー 2 1 1 a, 2 1 1 bの後端部に並進機構を設けて、 両遮光体が連動 するように構成しても良い。
図 1 5 A及び図 1 5 Bは、 遮光体及びその駆動機構の第 3の構成例を示す図で あり、 図 1 5 Aは平面図、 図 1 5 Bは側面図である。
各遮光体 40 a , 40 bには、 図に示すように、 夫々斜め方向 （Y 1、 Y 2方 向） に沿って延出する長孔 40 a 1 , 40 a 2及び 4 O b i , 40 b 2が形成さ れると共に、 左右方向に沿って延出する長孔 40 a 3 , 4 0 b 3が形成されてい る。
筐体本体 20 5 aの側壁には、 独立して貫通されると共に、 スライ ド可能な 2 本のレバー 2 1 2 a, 2 1 2 bが配されており、 各レバーの先端には、 前記遮光 体 40 a， 40 bに形成された長孔 4 0 a 3 , 4 0 b 3と係合するピン 2 1 3 a , 2 1 3 bが形成されている。 また、 筐体本体 20 5 aの底面には、 前記遮光体 4 0 a , 40 bに形成された長孔 40 a 1 , 40 a 2及び 40 b 1， 40 b 2と係 合するリンク 2 1 5 a， 2 1 5 b, 2 1 5 c, 2 1 5 dが設けられている。 この結果、 レバー 2 1 2 a， 2 1 2 bを、 夫々 X I， X 2方向に出し入れする ことにより、 遮光体 40 a， 4 O bは、 夫々の長孔に沿って、 Y l， Υ 2方向に 移動すると共に、 相対的に左右方向に移動する。
図 1 6 Λ及び図 1 6 Βは、 遮光体及びその駆動機構の第 4の構成例を示す図で あり、 図 1 6 Αは平面図、 図 1 6 Bは側面図である。 この駆動機構は、 上述した ようなリンク機構に加え、 カム機構を備えている。
筐体本体 20 5 aの側壁には、 軸方向に移動可能で回転操作可能なカム軸 22 0が貫通して設けられている。 カム軸 2 20には、 夫々遮光体 40 a , 40 bを 取り付けたカムフォロワ一 2 2 1 a， 2 2 1 bが配されている。 各カムフォロワ -2 2 1 a, 2 2 1 bには、 回転固定軸 22 2 a， 2 2 2 bが設けられており、 これらの一端部は、 筐体本体 20 5 aに形成された保持部 2 2 5に形成された長 孔 22 5 aに係合して、 カムフォロワ一 2 2 1 a, 2 2 1 bの回転を規制してい る。 また、 回転固定軸 2 2 2 a， 222 bの他端部は、 カム軸 2 20に形成され た螺旋溝 2 20 a， 2 20 bと係合しており、 カム軸 2 20を摘み 2 20 c によ つて回転させた際、 各カムフォロワ一 2 2 1 a， 2 2 1 bを軸方向に沿って移動 させる。
この結果、 カム軸 2 20を軸方向 （矢印 X方向） に移動させることで、 各遮光 体 40 a， 40 bを一体的に軸方向に移動させることができ、 また、 摘み 2 20 cによってカム軸 2 20を回転させることで、 各遮光体 40 a, 4 ϋ bを互レ、に 接近、 離反させ、 その問隔を変えることができる。
以上のような遮光体及びその駆動機構によれば、 実体顕微鏡における左右の対 物レンズの各瞳を、 前後方向において均等に絞ることができる。 左右の瞳が均等 に絞られるため、 左右の像の見え方は均等となり、 実体顕微鏡の特徴である左右 の視差で立体感が得られる。 この場合、 各遮光体 4 0 a， 4 O bを移動させるこ とで、 標本に対する直接光と回折光の割合を任意に調整して、 コントラストを連 続的に変化させながら観察を行うことができる。 さらに、 遮光体 40 a, 4 0 b を接近させることで直接光をカットし、 喑視野としての観察も可能となる。 この ように、 各対物レンズの瞳に入射する光量を自由に変えられるので、 コントラス トを自由に制御でき、 しかも斜光を加えることで、 さらにコントラストを強調す ることができ、 幅広い標本に対応できる。 なお、 上述したような駆動機構は、 通 常の顕微鏡にも適用可能である。
次に、 対物レンズの瞳内に形成される開口形状の制御を行う別の構成を、 通常 の顕微鏡に適用した場合について説明する。
図 1 7八〜図 1 7 Cは、 前記対物レンズの瞌に形成される I 口に対し、 部分的 に光の強度を制御する構成を示している。 図 1 7 Aに示すように、 一方の遮光体 4 0 aの近傍に、 光の強度を制御する光学部材、 例えば N D (N e u t r a l d e n s i t y ) フィルタ 4 5を移動可能に配置する。 このフィルタ 4 5は、 図 1 7 Bに示すように、 矢印方向に移動可能であり、 遮光体 4 0 aの移動と独立し て移動可能に構成されている。
図 1 7 Bにおいて、 瞳 Cが各遮光体 4 0 a， 4 0 bに遮光される領域を斜線で 示し、 光がフィルタ 4 5を透過する領域を格子線で示してある。 このように構成 することによって、 瞳 Bで示すように、 対物レンズの曈内に、 光量の異なる領域 を形成できる （瞌 Bにおいて、 符号 Dで示す部分が開口部であり、 符号 Eで示す 格子線部が、 開口部においてフィルタ 4 5によつて光 ί¾が抑制された領域を示 す） 。 この結果、 標本に直接入射する照明光の光量が抑えられ、 標本の細かい領 域をコントラス ト良く観察し易くなる。 また、 遮光体 4 0 a， 4 O b及びフィル タ 4 5を任意に移動させることで、 標本を照明する照明光の角度を変化させて、 対物レンズに直接入射する照明光と標本から発する回折光の割合をより細かく調 節できる。
なお、 上記したフィルタ 4 5は、 遮光体 4 0 aに重なるように配置したが、 図 1 7 Cに示すように、 遮光体 4 0 bの部分にも別途、 配置することで、 更に照明 の自由度を増すことができる。
図 1 8は、 前記対物レンズの瞳に形成される開口に対し、 部分的に光の強度を 制御する別の構成例を示している。 図 1 8 Aに示した構成は、 一方の遮光体 4 0 aの近傍に、 減光比が異なる 2枚の N Dフィルタ 4 5 a， 4 5 bを重ね、 互いに 独立移動可能で、 かつ遮光体 4 0 a， 4 0 bに対しても独立移動可能に配置した ものである。 このように構成することによって、 同じ大きさの開口部に対して、 光の強度を 調節することができ、 照明の自由度が増すと共に、 位相標本などを可視化させて コントラス トの調節をより細かく行える。 もちろん、 この構成においても、 遮光 体 4 O b側に、 同一の構成のフィルタ 4 5 a， 4 5 bを配置しても良い。
また、 上記した構成では、 光の強度を調節する部材として、 N Dフィルタを用 いたが、 偏光素子を用いても開口部における強度を任意に調節することが可能で ある。 例えば、 図 1 8 Bに示すように、 コンデンサの瞳 Λの領域を全てを覆う回 転可能な偏光板 4 6 aを、 遮光体 4 0 a , 4 0 bに隣接して配置すると共に、 遮 光体 4 0 aの近傍に、 偏光板 4 6 bを矢印方向に移動可能に配置しておく。 この 結果、 偏光板 4 6 bを偏光板 4 6 aに重ね、 かつ偏光板 4 6 aを回転させること で、 重なり領域において光の強度を連続的に調節することができ、 位相標本のコ ントラストを連続して変化させることができる。
あるいは、 上記したような N Dフィルタや、 偏光板以外にも、 液晶パネルを用 いても、 同様な効果を得ることができる。 すなわち、 液晶パネルに加わる印加電 圧を制御することで、 対物レンズの瞳内に形成される開口の形状を変化させたり、 開口內において明るさの異なる領域を任意に形成することができる。 また、 上記 したような N Dフィルタ、 偏光素子、 液晶素子を、 任意に組み合わせても良い。 上述した構成において、 コンデンサレンズは、 図 7に示したように、 開口絞り 4 1を具備するように構成されている。 ここで、 コンデンサレンズが開口絞り 4 1を備えている場合、 対物レンズの瞳に形成される開口の制御について、 図 1 9 A及び図 1 9 Bを参照して説明する。
開口絞り 4 1は、 コンデンサレンズ 2 6が照明可能な最大の開口数の瞳 Aを絞 るように構成されている。 このため、 開口絞り 4 1を遮光体 4 0 a， 4 0 bと併 せて調節することにより、 図に示すように、 領域 Gと Hの光を力ットすることが できる。 すなわち、 開口絞り 4 1を絞り込むことで、 対物レンズの瞳 Bの開口領 域を、 長手方向で制限することが可能となる。 また、 対物レンズに直接入射しな ぃ喑視野照明光の調節も可能となる。 なお、 開口絞り 4 1を配置するのは、 上述 したすベての構成例に適用することが可能である。
以上説明した遮光体 4 0 a , 4 0 bの移動方向については、 対物レンズの瞳の 開口形状を有効に制御できれば、 限定されることはない。 例えば、 図 2 O A , 図 2 0 Bに示すように、 左右方向に延出する軸 4 0 p， 4 0 qを支軸として各遮光 体を回転移動するように構成しても、 各対物レンズの瞳の開口形状を有効に制御 することが可能である。
図 1 7乃至図 2 0は、 いずれも実体顕微鏡を例にして説明したが、 各図面に示 された光学系は、 実体顕微鏡にも同様に適用可能である。 実体顕微鏡における瞳 と遮光体との位置関係は、 図 1 1に示した構成と同様であり、 図恣意すれば、 夫々図 2 1〜図 2 6のようになる。
図 2 7乃至図 2 9は、 遮光体の変形例を示す図である。 なお、 これらの変形例 は、 通常の顕微鏡に適用している。
図 2 7に示す構成は、 一方の遮光体 4 0 cが L字形状であり、 他方の遮光体 4 0 dが矩形形状に構成されている。 このような形状の遮光体 4 0 c， 4 0 dを、 前後左右に移動可能に構成すると共に、 遮光体 4 0 dを、 さらに光籼と直交する 方向の平面内において回動可能に構成することによって、 図 2 7 Λ乃至図 2 7 D に示されるように、 対物レンズの瞳の開口形状、 すなわち、 対物レンズに直接入 射する照明光を連続的に調節することができる （各図において、 瞳 Cの斜線部分 、 各遮光体 4 0 c , 4 0 dによって遮光される部分である） 。 さらには、 図 2 7 Eに示すように、 瞌 Cのみを遮光することで喑視野照明を行うことができ、 こ の場合、 瞌 Aを部分的に遮光することで、 喑視野照明時における光量も連続的に 調節でき、 位相標本の観察の自由度が向上する。
また、 図 2 8は、 4枚の正方形の遮光体 4 0 eを対物レンズの瞳位置と共役な 位置 （もしくはその近傍） に配置する構成例を示している。 図 2 8 A及び図 2 8 Bに示すように、 各遮光体を前後左右方向に移動させることで、 明視野照明から 偏斜照明、 さらには暗視野照明へと照明光の入射角度を変えながら^換えること ができ、 さらには、 各遮光 ί本 4 0 eを回転可能に構成したり、 あるいは別途開口 絞りを配置することで、 照明の自由度が増し、 位相標本の観察の自 ¾度が向上す る。
また、 図 2 9は、 図 2 9 Αに示すように、 1 Z 4円形状の切欠き 4 0 hを形成 した矩形形状の遮光体 4 0 f を対物レンズの瞳位置と共役な位置 （もしくはその 近傍） に配置する構成例を示している。 図 2 9 Bに示すように、 各遮光体を接触 させると、 全体として中心部に円形の開口が形成された遮光体となり、 円形開口 の偏斜照明を行うことができる。 また、 各遮光体の矢印方向への移動により、 例 えば、 図 2 9 Cに示すように、 様々な開口形状を実現することができる。
以上のように、 遮光体が 2つ以上であっても、 あるいはその形状が矩形でなく ても、 対物レンズの瞳の開口形状を任意に制御することが可能であり、 透明な位 相標本を可視化させて、 コントラス トを連続的に調節することが可能である。 上述した構成において、 前記対物レンズの瞌の面積を D 1とし、 前記した各種 の遮光体によつて前記対物レンズの瞳内に形成される開口の面積を D 2とした場 合、 D 1と D 2の比率 （D 2 / D 1 ) が、
Ό 2 /Ό 1く 0 . 5 (条件 1 )
を満足するように各遮光体を移動させることが好ましレ、。 この条件 1を満足する ことで、 透明な位相標本などをコントラスト良く可視化することができる。 すなわち、 D 1と D 2の比率 （D 2 Z D 1 ) は、 標本を透過して対物レンズに 直接入射する直接光と、 標本による回折光の割合であり、 偏斜照明の度合いを示 す数値である。 上記した条件を満足することで、 標本からの回折光を取り込み、 かつ直接光の割合を抑えた偏斜照明あるいは暗視野照明となるので、 透明な標本 をコントラスト良く、 可視化することができる。
また、 上述した構成において、 透明な位相標本をコントラス ト良く可視化する ためには、 偏斜照明ゃ喑視野照明のように、 照明角度が大きくとれるコンデンサ レンズを備えた照明光学系が必要となる。 さらに、 前記コンデンサレンズの照明 範囲が広いほど、 つまり低倍率において位相標本を可視化できることが重要であ り、 また、 観察範 fflが広くなることで、 観察効率の向上が図れる。
一般に対物レンズの倍率と開口数には、 ある一定の関係があり、 おおよそ対物 レンズの倍率と開口数は、 以下のような値をもつ （表 1 ) 。 対物レンズの倍率 開口数
0 . 5 0 . 0 2
1 2 5 0 . 0 4
2 0 . 0 8
4 0 . 1 6
1 0 0 . 4
2 0 0 . 7 (乾燥系） 0 . 8 (汕浸系） 4 0 0 . 9 5 (乾燥系） 1 . 3 (油浸系） 0 0 0 . 9 5 (乾燥系） 1 . 4 (油浸系） そこで、 前記コンデンサレンズの照明可能な最大の開口数を N Λ 1、 前記コン デンサレンズの最大の照明範閱を観察可能な対物レンズの問口数を Ν Λ 2とした
Ν Α 2 /Ν Α 1 < 0 . 6 (条件 2 )
を満足するコンデンサレンズを備えた透過照明光学系とすることが好ましい。 以上のような条件 2を満足することで、 最も広い照明範囲を観察可能な対物レ ンズにおいて、 照明角度が大きく対物レンズに直接入射しない照明光を充分に確 保することができる。 照明光の成分としては、 暗視野照明を含む (扁斜照明光の領 域が充分に確保されるので、 2つ以上の遮光体を各々移動して偏斜照叨から喑視 野照明までの照明の自由度が増える。 この結果、 低倍率の対物レンズの観察から、 透明な位相標本のコントラストを連続して変化させることができる。 また、 対物 レンズの倍率が高くなると^口数も大きくなるので、 対物レンズの倍率が高くな るにつれて喑視野照明を含む偏斜照明の領域が少なくなる。 このため、 低倍率で の観察だけでなく、 それ以外の倍率の観察においても、 条件 2を満足することは 重要である。
上述した遮光体は、 図 7に示したように、 コンデンサレンズの前側焦点位置、 もしくはその近傍に配置した構成としたが、 顕微鏡の光学系のデザィンによって、 様々な位置に配置することが可能である。 そのような光学系の一例を図 3 0を参 照して説明する。 図 3 0は、 図 7に示した光学系の内、 透過照明光学系のデザィンを変更した構 成を示す （図 7と同一の部材については同一の参照符号が付してある） 。 この透 過照明光学系は、 図 7に示した拡散板 2 2と偏向ミラ一 2 4との問に、 リ レーレ ンズ 6 0及び 6 1を配設している。 この構成によれば、 光源 2 0から射出した光 は、 コレクタレンズ 2 1によって平行光とされた後、 リレ一レンズ 6 0によって 一次光源像 （結像位置を符号 P 3で示す） をつくる。 そして、 この一次光源像は、 リ レーレンズ 6 1、 偏向ミラ一 2 4、 投影レンズ 2 5を介して、 コンデンサレン ズ 2 6の前側焦点位置に投影される （ 2次光源像） 。 絞り 2 3は視野'絞りであり、 絞り 4 1は開口絞りとして機能する。
このような光学系によれば、 対物レンズ 3 1の瞳と共役位置である 1次光源像 の位置 P 3もしくはその近傍位置に、 上述したような構成の遮光体 4 0 a， 4 0 b (上述した他の構成の遮光体であっても良い） を配置することが可能となる。 また、 このような構成においても、 上述した条件 1が満足されるように、 各遮光 体を移動させることで、 偏斜照明又は喑視野照明の効果が得られる。 また、 低倍 や極低倍領域を照明する場合、 コンデンサレンズを照明光路から取り外すか、 あ るいは 1倍以下の照明に使用されるコンデンサレンズをァフォーカル系として構 成する。 この場合、 対物レンズ 3 1の瞳位置と共役になる位置は、 投影レンズ 2 5の前側焦点位置である視野絞り 2 3と対応するため、 この視野絞り 2 3の位置、 もしくはその近傍に上述した構成の遮光体を移動可能に配置することで同様の効 果が得られる。
また、 上述した透過照明光学系において、 偏向ミラー 2 4を回動可能に構成し ても良い。 偏向ミラー 2 4の回動は、 図 6に示した実体顕微鏡の場合、 ミラー傾 き調整レバー 2 0 4を操作することで行うことができる。 このように、 偏向ミラ 一 2 4を回動可能に構成したことにより、 偏斜照明時ゃ喑視野照明時において、 標本に对する照明光の角度を任意に調節することが可能となる。
上述した構成において、 透過照明光学系に用いられるコンデンサレンズは、 対 物レンズの倍率に応じて切り換え可能に構成されている。 すなわち、 コンデンサ レンズの開口絞りと標本との間にある少なくとも 1つのレンズ群が、 低倍率の対 物レンズと高倍率の対物レンズに応じて、 着脱または他のレンズ群に切換えて使 用するように構成されている。 そして、
においては、 上述したような遮光体は、
Figure imgf000022_0001
またはその近傍に配置するのが良い。
このように、 低倍率時のコンデンサレンズの曈位置、 またはその近傍に遮光体 を配置するのは以下の理 ώによる。 すなわち、 本発明による照明法は、 大きい開 口数を有する高倍率時の観察において得られる標本について、 正しい情報になる とは限らないが、 低倍率時においては、 回折現象というよりは照明による散乱現 象に近い。 しかも、 低倍率時の観察では、 解像を重視するのではなく、 コントラ ストを述続的に変化させて可視化することが重要である。
低倍率時のコンデンサレンズの瞳位置に、 前記対物レンズの瞳内に形成される 開口を制御する遮光体を配置することで、 位相標本を可視化する低倍率時におい ても、 前述したように、 明視野照明から偏斜照明、 さらには暗視野照明へと連続 的に照明を変えることが可能となり、 位相標本のコントラス トを連続して変化さ せることができる。 さらに、 高倍率時に、 位相差観察や微分干渉観察が可能なコ ンデンサレンズであるユニバーサルコンデンサと併用することで、 それぞれの照 明を切換えて使用することも可能となる。 すなわち、 低倍率での観察には、 上述 したような照明法を使用して位相標本全体の構造や分布をコントラス ト良く可視 化し、 高倍率での観察では、 従来の観察法である位相差や微分干渉を使川して微 細構造の観察が行えるように構成することもできる。
上述したように、 透過照叨光学系において、 問口絞りと標本の問にある少なく とも 1つのレンズ^が、 低倍率、 高倍率に応じて着脱、 または他のレンズ ίίΐ;に切 換えられるコンデンサレンズを使用する場合において、 高倍率時のコンデンサレ ンズの焦点距離を F 1、 低倍率時のコンデンサレンズの焦点距離を F 2としたと さ、
F 1 / F 2 < 0 . 4 5 (条件 3 )
を満足するように構成するのが好ましい。
このような条件 3を満足するように、 コンデンサレンズを設計することで、 高 倍率から低倍率、 さらには極低倍率領域まで、 2つのコンデンサレンズを切換え ることで良好な照明が可能となる。 特に、 低倍率から極低倍率領域において、 対 物レンズの曈内に形成される開口形状を制御する上述した遮光体によって、 照明 を自 ώに変化させて透明な位相標本をコントラスト良く可視化することができる c 次に、 本発明の顕微鏡透過照明装置に用いられるコンデン^
構成例を具体的に説明する。
(構成例 1 )
図 3 1は、 高倍率に用いられるコンデンサ
レンズ群 L 1、 L 2及び L 3で構成されている。 また、 [jH口絞り 7 ϋ、 および、 コンデンサレンズの瞳位置 Ρ 1において、 図示しない位相差用リングスリット、 微分干渉用プリズム、 暗視野用リンダスリット等の特殊観察用タ一レッ トデイス クを備えている。 標本はスライ ドガラス 7 2上に載置され、 ステージ面に配置さ れている。 上述したように構成された遮光体 7 4 ！， 7 4 bは、 瞳位置 P 1の近 傍に、 移動可能に配置されている。
r 1 , r 2, …は、 光源側から順に配置された各レンズ山|率半径、
d 1 , d 2， …は、 空気問隔又はガラス材の肉厚、
ndl , nd2, …は、 各レンズの d線の屈折率、
v l， V 2, …は、 各レンズのアッベ数である。 開口絞り （70) は、 第 1面より光源側に 10.4の位置にある。
& (P I ) は、 第 1面より光源側に 5.40の位置にある。
r 1 = 1 11.02 d 1 = 8.77 ndl = 1.48749 v 1 =70.2
r 2 =— 17.26 d 2 = 3. 16 nd2 = 1.58921 v 2 = 41. 1
r 3 =— 59.01 d 3 =0.11
r 4= 21.59 d 4 = 8.69 nd3 = 1.741 v 3 = 52.7
r 5 =— 27.78 d 5 = 2.3 nd4= 1.84666 v 4 = 23.8
r 6= 79.83 d 6 = 0.23
r 7= 8.28 d 7 = 6.9 nd5 = 1.741 v 5 = 52.7
r 8 = 12.58 d 8 = 3.64 r 9=∞ (ステージ面)
コンデンサレンズの焦点距離 13.28 m m
照明可能な最大開口数 N A 1 0.9
最大の照明範 Hに対応する対物レンズの倍率 10倍
表 1から 10倍対物レンズの開口数 N A 2 0.4
N A 2/Ν Λ 1 =0.444であるので （条件 2 ) を満足する。 上記したようなコンデンサレンズによれば、 低倍側の対物レンズの瞳径に対し て、 コンデンサレンズの瞌径が十分大きく、 標本を照射する暗視野照明を含む偏 斜照明成分を確保できる。 この結果、 開口絞り位置近傍に、 対物レンズの瞳内に 形成される開口の形状を制御する遮光^を移動可能に配置することで、 透 Wな位 相標本等を可視化し、 逑続的にコン トラス トを変化させることができる。 また、 本発明における照明装置に加えて、 前記コンデンサレンズによれば、 位相差!鼠察、 微分干渉観察および喑視野観察等を行うことができ、 多様な観察法に対応できる 照明光学系となる。 なお、 ターレッ トディスク内に、 遮光体 7 4 a， 7 4 bを配 置し、 移動させる構成でも同様な効果が得られる。
(構成例 2 )
図 3 2は、 高倍率に用いられるコンデンサレンズを示しており、 レンズ系は、 レンズ群 L 1、 L 2及び L 3で構成されている。 また、 I 1:1絞り 7 0、 およぴ、 コンデンサレンズの瞳位置 P 1において、 図示しない位相差用リングスリット、 微分干渉用プリズム、 喑視野用リングスリ ッ ト等の特殊観察用タ一レツ トデイス クを備えている。 標本はスライ ドガラス 7 2上に載置され、 ステージ面に配置さ れている。 この場合、 レンズ L 3とステージとの間は、 汕浸用のオイルが満たさ れている。 また、 上述したように構成された遮光体 7 4 a， 7 4 bは、 随位置 P 1の近傍に、 移動可能に配置されている。
以下にコ 2、ンサレンズの構成を示す。 r 1, r 2, 'は、 光源側から順に配置された各レンズの曲率半径、
d 1 , d 2, 'は、 空気問隔又はガラス材の肉厚 ndl, nd2， …は、 各レンズの d線の屈折率、
v 1, v 2, …は、 各レンズのアッベ数である ( 開口 り （70) は、 第 1面より光源側に 5.25の位置にある。
瞳 （P 1) は、 第 1面より光源側に 0.25の位置にある。
r 1= 43.66 d 1=9.0 ndl = 1.56873 v 1=63.2
r 2=. -21.71 d 2=1.9 nd2= 1.78472 v 2 = 25.7
r 3 = -61.47 d 3 = 0.3
r 4 = 12.79 d 4 = 6.4 nd3 = l.58913 v 3 = 61.0
24.9 d 5 = 0.3
r 6: 7.07 d 6 = 8.0 nd4= 1.62041 v 4 = 60.3
r 7: -34.01 d 7=1.1 nd5 = 1.72825 v 5 = 28.5
r 8: 3 d 8 = 0.6 (nd6=1.515 v 6 = 43.1)
r 9: 〕 （ステージ面） レンズの焦点距離； 10.00 mm
照明可能な最大開口数 N Λ 1 1.37
最大の照明範 fflに対応する対物レンズの倍率 20倍
表 1から 20倍対物レンズの開口数 N A 2 0.7
ΝΛ 2/NA 1=0.511 であるので （条件 2) を満足する。 上記したようなコンデンサレンズによれば、 低倍側の対物レンズの瞌径に対し て、 コンデンサレンズの瞳径が十分大きく、 標本を照射する暗視野照明を含む偏 斜照明成分を確保できる。 この結果、 開口絞り位置近傍に、 対物レンズの瞳内に 形成される開口の形状を制御する遮光体を移動可能に配置することで、 透明な位 相標本等を可視化し、 速続的にコントラス トを変化させることができる。 また、 本発明における照叨装置に加えて、 前記コンデンサレンズによれば、 位相差観察、 微分干渉観察および暗視野観察等を行うことができ、 多様な観察法に対応できる 照明光学系となる。 なお、 ターレットディスク内に、 遮光体 74 a， 74 bを配 置し、 移動させる構成でも同様な効果が得られる。
(構成例 3 )
図 3 3は、 低倍率に用いられるコンデンサレンズを示しており、 対物レンズの 瞳内に形成される閲口の形状を制御する遮光体 7 4 a， 7 4 bが移動可能に設け られている。 このコンデンサレンズは、 レンズ系内に、 開口絞り 7 0と、 接合を 含む 5枚のレンズで構成されている。 標本はスライ ドガラス 7 2上に載置され、 ステージ面に配置されている。 上記遮光体 7 4 a , 7 4 bは、 瞳位置近傍である 開口絞り 7 0の近傍に配置されている。
以下にコンデンサレンズの構成を示す。 r 1， r 2， …は、 光源側から順に配置さ 径ヽ
d 1 , d 2, …は、 空気問隔又はガラス材の肉厚
ndl , nd2, …は、 各レンズの d線の屈折率、
v l， V 2, …は、 各レンズのアッベ数である。 開口 'Xり （70) 瞳 （P I ) は、 第 4面から標本側に 20.0の位置にある t r 1 = 27.892 d 1 = 5.3 ndl = 1.77250 v 1 =49.6
r 2 =∞ d 2 = 2.34
r 3 = -92.482 d 3 = 2.80 nd2= 1.74077 v 2 = 27.79
r 4= 92.482 d 4 = 48.91
r 5 =— 19.919 d 5 = 2.45 nd3 = 1.84666 v 3 = 23.78
r 6 =∞ d 6 = 5.55 nd4= l .59551 v 4 = 39.21
r 7=— 18.184 d 7 = 0.2
r 8 =∞ d 8 = 3.59 nd5 = 1.7725 v 5 = 49.6
r 9= 34.61 d 9 = 3.8
r 10 =∞ (ステージ面）
>焦点距離 74.94 mm
照明可能な最大開口数 NA 1 0.16 最大の照明範囲に対応する対物レンズの倍率 1.25倍
表 1から 20倍対物レンズの開口数 NA2 0.04
NA2/NA1 =0.25 であるので （条件 2) を満足する。 上記したようなコンデンサレンズによれば、 極低倍の対物レンズの瞳径に対し て、 コンデンサレンズの瞳径が十分大きく、 標本を照射する喑視野照明を含む偏 斜照明成分を確保できる。 この結果、 開口絞り位置近傍に、 対物レンズの曈内に 形成される開口の形状を制御する遮光体を移動可能に配置することで、 透明な位 相標本等を可視化し、 連続的にコントラス トを変化させることができる。 しかも、 従来の技術で述べたように、 この倍率領域では、 位相標本を可視化してコントラ ストを変化させるような照明が無いので、 この構成例によれば、 従来にはなかつ た照明が実現できる。
(構成例 4 )
図 3 4は、 開口絞りと標本の間にある少なくとも 1つのレンズ辟が、 高倍率と 低倍率に応じて切換えて使用されるコンデンサレンズの構成を示している。 図 3 4 Aが高倍率時に川いられる構成であり、 図 3 4 Bが低倍率時に川いられる構成 である。
高倍率時に fflいられるコンデンサレンズは、 図 3 1に示した構成と同一である。 そして、 低倍率時には、 レンズ群 L 2， L 3が照明光路より移動し、 代わりにレ ンズ St; L 4が照明光路に挿入される。 低倍率時における睦位置 P 1近傍に、 対物 レンズの瞳内に形成される開口を制御する遮光体 7 4 a， 7 4 bが移動可能に配 置される。
高倍率時における照明範囲は、 1 0倍〜 1 0 0倍に対応しており、 低倍率時に おける照明範回は、 1 . 2 5倍〜 4倍に対応する。
以下にコンデンサレンズの構成を示す。 r 1， r 2, …は、 光源側から順に配置された各レンズの [III率半径、
d 1， d 2， …は、 空気問隔又はガラス材の肉厚
ndl , nd2， …は、 各レンズの d線の屈折率、 v 1, v 2, …は、 ッべ数である (
(高倍率時 10倍から 100倍まで）
開口絞り （70) は、 第 1面より光源側に 10.4の位置にある。
瞌 （P1) は、 第 1面より光源側に 5.40の位置にある。
r 1= 111.02 d 1=8.77 ndl = 1.48749 v 1=70.2
r 2=— 17.26 d 2 = 3.16 nd2 = 1.58921 v 2=41.1
r 3 =— 59.01 d 3=0.11
r 4= 21.59 d 4 = 8.69 nd3 = 1.741 v 3 = 52.7
r 5 = -27.78 d 5 = 2.3 nd4= 1.84666 v 4 = 23.8
r 6= 79.83 d 6 = 0.23
r 7= 8.28 d 7 = 6.9 nd5 = 1.741 v 5 = 52.
r 8= 12.58 d 8 = 3.64
r 9 =∞ (ステージ面）
(低倍率時 1.25倍から 4倍まで）
開口絞り (70) は、 第 1面より光源側に 10.4の位置にある。
瞌 （P1) は、 第 1面より光源側に 24.3の位置にある。
r 1= 111.02 d 1=8.77 ndl = 1.48749 v 1=70.2
r 2= -17.26 d 2 = 3.16 nd2= 1.58921 v 2=41.1
r 3 =— 59.01 d 3 = 11.33
r 4 =∞ d 4 = 6.9 nd3 = l.51633 v 3=64.1
r 5 =— 30.0 d 5 = 3.64 高倍率時のコ 'サレンズの焦点距離 F 1 13.29
低倍率時のコ ' *レ フ (P) !f-PItt F? 43.63
Fl/F2 = 0.30 上記したようなコンデンサレンズによれば、 低倍率時の瞳位置近傍に、 遮光体 を配置したことで、 1 . 2 5倍から 4倍において、 位相標本等を可視化し、 コン トラストを連続的に変化させることができる。 この結果、 極低倍から低倍の領域 では、 上記したような低倍型のコンデンサレンズで位相標本を可視化して観察す ることができ、 高倍率時では、 位相差や微分干渉、 及び暗視野観察を行うことが できる。
(構成例 5 )
図 3 5は、 高倍率と低倍率に応じて^換えて使川されるコンデンサレンズの構 成を示している。 図 3 5 Aが高倍率時に用いられる構成であり、 図 3 5 Bが低倍 率時に用いられる構成である。 この場合、 高倍率時に用いられるコンデンサレン ズは、 図 3 1に示した構成と同一であり、 低倍率時に用いられるコ
ズは、 図 3 3に示した構成と同一である。
r 1 , r 2, …は、 光源側から順に配置された各レンズの山 I率半径、
d 1 , d 2， …は、 空気間隔又はガラス材の肉厚
ndl , nd2, …は、 各レンズの d線の屈折率、
v l， V 2, …は、 各レンズのアッベ数である。
(高倍率時 10倍から 100倍まで）
開口絞り （70) は、 第 1面より光源側に 10.4の位置にある。
瞳 （P 1) は、 第 1面より光源側に 5.40の位置にある。
r 1 = 1 1 1.02 d 1 = 8.77 ndl = 1.48749 v 1 = 70.2
r 2=— 17.26 d 2 = 3.16 nd2= 1.58921 v 2 = 41. 1
r 3 =— 59.01 d 3 = 0.1 1
r 4= 21.59 d 4 = 8.69 nd3 = 1.741 v 3 = 52.7
r 5 =— 27.78 d 5 = 2.3 nd4= 1.84666 v 4 = 23.8
r 6= 79.83 d 6 = 0.23
r 7= 8.28 d 7 = 6.9 nd5 = 1.741 v 5 = 52.7
r 8 = 12.58 d 8 = 3.64 9 = 00 (ステージ面）
(低倍率時 1.25倍から 4倍まで）
開口絞り （70) ， 瞳 （P 1 ) は、 第 4面から標本側に 20.0の位置にある。
r 1 = 27.892 d 1 = 5.3 ndl = 1.77250 v 1 =49.6
r 2 =∞ d 2 = 2.34
r 3 = -92.482 d 3 = 2.80 nd2= 1.74077 v 2 = 27.79
r 4= 92.482 d 4 = 48.91
r 5 =— 19.919 d 5 = 2.45 nd3 = 1.84666 v 3 = 23.78
r 6 =∞ d 6 = 5.55 nd4= l .59551 v 4 = 39.21
r 7 =— 18. 184 d 7 = 0.2
r 8 =∞ d 8 = 3.59 nd5 = 1.7725 v =49.6
r 9=一 34.61 d 9 = 3.8
r 10 =∞ (ステージ面） コ チレンズの焦点距離 74.94 m m
高倍率時のコ
低 fき率時のコ
Figure imgf000030_0001
F】/F2 = (U 8 上記したようなコンデンサレンズによれば、 低倍率時の瞌位置近傍に、 遮光体 を配置したことで、 1 . 2 5倍から 4倍において、 位相標本等を可視化し、 コン トラストを連続的に変化させることができる。 また、 高倍率時のコンデンサレン ズは、 位相差観察、 微分干渉観察をするための光学素子をコンデンサレンズの瞳 位置に配置することで、 そのような観察が可能となる。
この結果、 極低倍から低倍の領域では、 上記したような低倍型のコンデンサレ ンズで位相標本を可視化して観察することができ、 高倍率時では、 位相差観察、 微分干渉観察、 及び喑視野観察等を行うことができ、 多様な観察法に対応できる 照明光学系となる。 また、 低倍率時に配置される遮光体 7 4 a ， 7 4 bの位置と、 5
29 高倍率時のコンデンサレンズの曈位置が近いため、 高倍率時のコンデンサレンズ でも、 遮光体 7 4 a， 7 4 bを使用して、 対物レンズの曈内に形成される開口を 制御することができる。
以上のような透過照明光学系は、 図示しない落射蛍光顕微鏡と組み合わせて使 用することも可能である。 位相差観察用対物レンズのように、 対物レンズの瞳位 置に位相膜を配置する必要がないので、 対物レンズにロスが無く、 ¾光を明るく 観察することができる。 蛍光染色された透明な位相標本においては、 上述したよ うな透過照明系を用いて、 コントラス ト良く可視化し、 落射蛍光照明によって蛍 光染色された細胞等を観察することができる。
次に、 図 3 6を参照して、 本発明の第 2の実施の形態について説明する。 図 3 6は、 実体顕微鏡における透過照明光学系の概略構成を示す図である。
透過照明光学系は、 ハロゲンランプ等の光源 8 0の光を略平行光束にするコレ クタ一レンズ等の平行光朿部材 8 2と、 平行光束部材 8 2からの光束を拡散させ る摺りガラス等の第 1の拡散板 8 3と、 第 1の拡散板 8 3からの拡散光線を集光 する凸レンズ等の第 1の集光部材 8 5と、 第 1の集光部材 8 5からの光を拡散す る摺りガラス等の第 2の拡散板 8 6と、 第 2の拡散板 8 6からの光を上方向に偏 向する偏向ミラー 8 7と、 偏向ミラー 8 7からの光を槃光して標本載置ガラス 8 9上の標本 9 0に照射する、 凸レンズ等の第 2の集光部材 8 8とを具備している c 前記第 2の拡散板 8 6と偏向ミラー 8 7との問には、 第 1の補助凸レンズ 9 1 が光路から挿脱可能に配置され、 ミラー 8 7と第 2の粜光部材 8 8との問には、 第 2の補助凸レンズ 9 2が挿脱可能に配置されている。 第 2の集光部材 8 8と第 2の補助凸レンズ 9 2との問には、 上述した実施の形態の遮光体と同様に構成さ れた第 1及び第 2の遮光体 9 5 a， 9 5 bが移動可能に配置されている。 さらに、 第 2の拡散部材 8 6と第 2の補助凸レンズ 9 1 との問には、 同様な構成の遮光体 9 5 c , 9 5 dが移動可能に配置されている。
上記構成によれば、 光源 8 0カゝら出射した光は、 平行光束部材 8 2で効率よく 集光されて略平行光線にされ、 第 1の拡散板 8 3に入射する。 第 1の拡散板 8 3 は照明視野を満たすために大きな面積の略均一な光源としての役割を持つ。 第 1 の拡散板 8 3で拡散された光は、 第 1の集光部材 8 5によつて集光される。 第 1 の集光部材 8 5は第 1の拡散板 8 5で発散方向に拡散された光を照明に有効な収 束方向に集める役目を持つ。
第 2の拡散板 8 6に入射した光は、 さらにその収束方向に沿って拡散される。 第 2の拡散板 8 6は開口数を満たすための光の拡散を行い、 最終的な光源となる。 第 2の拡散板 8 6で拡散された光は、 偏向ミラー 8 7によつて上方に偏向され、 第 2の集光部材 8 8に入射し、 標本載置透明部材 8 9を通して標本 9 0を照明す る。
第 2の拡散板 8 6と偏向ミラー 8 7との間に挿入される第 1の補助凸レンズ 9 1は、 照明視野が狭く開口数が大きくなる高倍率対物レンズのために、 光の収束 を強め、 光の利用効率を上げる役目を果たす。 また、 偏向ミラー 8 7と第 2の集 光部材 8 8との問に挿入される第 2の補助凸レンズ 9 2は、 第 の粜光部材 8 8 と併せて凸レンズのパワーを上げることで、 照明視野を狭め角度の大きい光で標 本 9 0を照明する役目を果たす。 すなわち、 照明光学系が、 対物レンズの倍率に 応じて切り換えられるため、 最適な照明条件で観察できる。
高倍率の対物レンズは焦点距離が短く、 照明装置内の瞌共役位置は、 第 2の集 光部材 8 8に限りなく近づき、 また、 低倍率の対物レンズの場合は、 そこから離 れ、 偏向ミラ一 8 7で光軸を折り返す位置の手前に瞳共役位置が存在することが 通例である。 従って、 それらの位置に、 遮光体 9 5 a , 9 5 b、 及び 9 5 c , 9 5 dを各々配置し、 各遮光 を独立して光軸に対して柿脱を行うことで Π刀るさ絞 りを形成でき、 さらに、 各遮光体を光軸から任意にずらすことで、 偏斜照明が可 能になる。
なお、 上述した遮光体 9 5 a， 9 5 b ( 9 5 c , 9 5 d ) は、 図 1 3乃至図 1 6に示した駆動機構によって移動可能となっており、 遮光体によって、 左右の対 物レンズの瞳は、 図 1 2 B〜1 2 D、 図 2 1〜図 2 6に示したように、 共に上下 方向から均等に絞られる。 左右の瞳が均等に絞られるため、 左右の像の見え方は 均等となり、 実体顕微鏡の特徴である左右の視差で自然に立体感が得られる。 ま た、 前記実施の形態と同様、 遮光体を移動することで、 対物レンズやの瞌に入射 する直接光と、 回折光の割合を制御することができ、 コントラス トを強調したり、 連続的に変化させることができる。 すなわち、 微細構造を持つ標本に対して非常 に細やかなコントラスト調整が可能になり、 今まで観察不可能であったものが観 察できるようになる。 また、 高倍率と低倍率に適した位置に絞りを配置したので、 高倍率から低倍率まで、 偏斜照明を行うことができる。 また、 低倍率から高倍率 への切り換えは、 レンズ 9 1， 9 2の付加によって実現できるため構造が簡単に なり、 安価に構成できる。 さらに、 拡散板を二つ配置し、 各々の役割を明確にし たので、 光学系の最適設計を行い易く、 効率が良くなり、 不必要に拡散効果が大 きレ、拡散板を用いなくても済む。
図 3 7は、 図 3 6に示した構成の変形例を示す。 この変形例において、 図 3 6 に示した構成との相違点は、 偏向ミラ一 8 7を回動可能に構成し、 かつ、 低倍率 側の遮光体 9 5 c， 9 5 dを取除いた点である。
これは、 微細構造を観察する場合、 主に解像の関係から、 高倍率で観察が行え る、 という要求が高いことに基づく。 なお、 低倍率での観察は、 回動する ί 向ミ ラー 8 7 aによって、 十分な照明効果 （偏斜照明） で大きい視野を従来通りのコ ントラス トで得られる。 このように、 高倍率での偏斜照明を遮光体 9 5 a， 9 5 bで行い、 低倍率での偏斜照明を偏向ミラー 8 7 aで行うことにより、 コス トの 低下が図れる。 また、 瞌位置の共役関係が不十分な中倍率での fil斜照明も ίΐ向ミ ラー 8 7 aで行えるため、 使い勝手が良い。
なお、 図 3 6、 図 3 7に示した実施の形態における照明系は、 偏斜照明におい て、 高倍率、 低倍率で照明視野の充足と、 BH口数 （I鹿） の充足を行うための一例 である。 したがって、 公知の明視野照明装置の瞳位置に、 上記したような遮光体 を配置しても、 十分に偏斜照明が行える。 但し、 偏斜照明を行うにあたり、 その 汎用性、 効果を十分に発揮するためには、 上記の照明系もしくはそれ以上の広い 照明視野と、 大きな開口数を持つた光学系と組み合わせることが好ましレ、。
また、 図に示した照明光学系において、 第 1， 第 2の拡散板 8 3， 8 6を一体 化し、 第 1の集光部材 8 5をなく して第 1， 第 2の拡散板各々にレンズ効果を分 配することも可能である。 また、 第 1， 第 2の補助凸レンズ 9 1， 9 2を挿入す る代りに、 第 1， 第 2の集光部材 8 5， 8 8の焦点距離を変えることも可能であ り、 補助凸レンズを挿入する位置も変更することが可能である。
また、 図 3 6、 図 3 7に示した実施の形態において、 以下のように変形するこ とが可能である。
ズーム実体顕微鏡の高倍率の瞳位置、 および低倍率の瞌位置と各々共役な 2個 所に、 少なくとも 2つの遮光体を移動可能に配置する。 このような構成によれば、 高倍率と低倍率で、 最適な偏斜照明を実現できる。
図に示す光学系に、 光源からの出射光籼を上方に偏向する他の偏向部材を設け、 この偏向部材を傾けて照明光線を偏斜させるように構成する。 このように他の偏 向部材の偏斜を組合わせることで、 偏斜照明の範囲が広がる。
次に、 本発明の第 3の実施の形態について説明する。
図 3 8 Aは、 実体顕微鏡の透過照明架台內に配置された透過照明光学装置を示 す側面図である。 なお、 実体顕微鏡は、 図 6に示したような構成であるため、 そ の全体形状にっレ、ては図示しない。
この実施の形態の透過照 光学装置は、 後述する光学系^換機構により、 明視 野光学系と喑視野光学系とが 換可能に構成されており、 図 3 8 Aは、 明視野光 学系を示している。
筐体 3 0 0内には、 ハロゲンランプ等による光源 4 0 1が設けられている。 光 源 4◦ 1カゝら射出された光は、 コレクタレンズ 4 0 2によつて略 行光束にされ た後、 偏光部材 （偏向ミラ一） 4 0 6により偏向され、 筐体 3 0 0の上而 3 0 1 に形成された開口部 3 0 1 aに設けられている試料載 ガラス （標本載置ガラ ス） 4 0 8上に配置される試料 3 0 9を照明する。 この場合、 コレクタレンズ 4 0 2は、 光源 4 0 1の出射光軸が、 水平方向に対して斜め下方に 5度から 1 0度 程度 （本実施の形態では 6度） 傾くように配設されている。
光源 4 0 1と偏向部材 4 0 6との問の光軸上には、 後述するフィルタ挿脱機構 によって光籼に対して挿脱可能なフィルタ 4 1 0， 4 1 1 , 4 1 2と、 拡散板 4 1 5と、 円形レンズの上下を切除した略楕円形状 （図 3 8 B参照） の凸レンズ 4 2 0が配設されている。 また、 偏向部材 4 0 6と試料載置ガラス 4 0 8の問には、 フレネル面 4 0 7 a及び拡散面 4 0 7 bを有する凸レンズ 4 0 7が配設されてい る。
上記した構成において、 明視野光学系として切換可能な部分は、 偏向部材 4 0 6、 凸レンズ 4 0 7、 及び拡散板 4 1 5とされている。 図 3 9 Aは、 暗視野光学系を示している。 喑視野光学系は、 前記光源 4 0 1か ら射出された光を上方に向けて偏向する第 2偏向部材 4 3 0と， 偏向後の光を試 料 3 0 9に対して斜めに照射する遮光部材 4 3 5とを有している。 遮光部材 4 3 5は、 第 2偏向部材によって反射された光を、 光軸を中心として外周方向に向け て反射するように、 上方に I いた円錐状の反射ミラー 4 3 6と、 反射ミラ一 4 3 6の底面部に取着された円形遮光板 4 3 7と、 反射ミラ一 4 3 6から反射された 光を、 試料 3 0 9に対して斜めに入射するように反射する円筒状の反射ミラ一 4
3 8とを備えている。 この構成により、 第 2偏向部材 4 3 0によって上方に偏向 された光は、 円形遮光板 4 3 7によって遮光されると共に、 反射ミラ一 4 3 6，
4 3 8によって大きな開口 の輪帯照明を作り、 試料載置ガラス 4 0 8を通して 試料 3 0 9を暗視野照明する。
なお、 上記した第 2偏向部材 4 3 0と遮光部材 4 3 5は、 例えば樹脂によって 一体的に成形することが可能であり、 その場合、 光を反射する部分に、 上記した ミラーを取着したり、 あるいは光を反射するアルミ蒸着を施しておけば良レ、。 上記した構成において、 暗視野光学系として切換可能な部分は、 第 2偏向部材 4 3 0と、 遮光部材 4 3 5とされている。
次に、 図 3 8 Λ、 図 3 9 Λ、 図 4 0を参照して、 上記した明視野光学系と暗視 野光学系を切換える光学系^換機構について説叨する。 図 4 0は、 図 3 8 Λおよ び図 3 9 Λにおいて、 筐体の底板 3 0 2を取り除き Λ方向から見た光学系切換機 構を示す図である。 図において、 符号 4 4 0， 4 5 0は、 それぞれ明視野光学系、 喑視野光学系を示している。
明視野光学系 4 4 0は、 前述したように拡散部材 4 1 5と、 偏向部材 4 0 6と、 凸レンズ 4 0 7とを備えており、 これらは基端部において、 環状の装着部 4 6 0 aを有した明視野側支持部材 4 6 0に一体に連結されている。 また、 喑視野'光学 系 4 5 0は、 前述したように第 2偏向部材 4 3 0と、 遮光部材 4 3 5とを備えて おり、 これらは基端部において、 環状の装着部 4 6 3 aを有した暗視野側支持部 材 4 6 3に一体に逑結されている。
光源 4 0 1とは反対側の筐体 3 0 0の上面 3 0 1には、 円柱状の軸 4 7 0が垂 直に固定されている。 この軸 4 7 0には、 明視野側支持部材 4 6 0の装着部 4 6 0 a、 および暗視野側支持部材 4 6 3の装着部 4 6 3 aが回転可能に挿入されて いる。 さらに、 軸 4 7 0には、 操作用のレバー 4 8 0の基端部に形成された環状 の装着部 4 8 0 aが回転可能に設けられており、 この装着部 4 8 0 aには、 図示 しない固定部により、 前記各装着部 4 6 0 a， 4 6 3 aが固定されている。 レバ 一 4 8 0の先端は把持部 4 8 0 bを形成しており、 この把持部は蘆体 3 0 0の侧 面 3 0 3に形成されたレバー駆動用の長孔 3 0 3 bから突出している。
この結果、 レバー 4 8 0の把持部 4 8 0 bを、 長孔 3 0 3 bに沿って移動する ことにより、 光軸に明視野光学系 4 4 0が位置したり、 あるいは喑視野光学系 4 5 0が位置するように切換操作が行われる （図 4 0に示した状態は、 暗視野光学 系が光軸に位置している状態を示す） 。
次に、 図 3 8 A及び図 4 1を参照して、 上述したフィルタ 4 1 0， 4 1 1 , 4 1 2の柿脱機構を説明する。 この場合、 各フィルタは、 水平方向に移動して、 光 軸から外れるように構成される。
図 4 1は、 図 3 8 Aにおいて、 筐体の底板 3 0 2を取り除き B方向から見た図 である。 フィルタ 4 1 0 , 4 1 1， 4 1 2は、 上記したように定められる光軸
( 6度下方に向かう） に対して直交するように配置される。 各フィルタは、 それ ぞれ支持腕 5 1 0， 5 1 1， 5 1 2の一端部に支持され、 各支持腕の他端部は、 筐体 3 0 0の上面に固定された 3つの垂直軸 5 2 0， 5 2 1 , 5 2 2に回動可能 に支持されている。
筐体 3 0 0には、 各支持腕 5 1 0， 5 1 1， 5 1 2に対応して所定のストロー クだけ出し入れ可能に 3つの操作軸 5 3 0〜5 3 2がそれぞれ設けられ、 各操作 軸の一端部には、 それぞれピンが固定されている。 （図では、 操作軸 5 3 2のピ ン 5 3 2 aのみが示されている） 。 各ピンは、 各支持腕 5 1 0， 5 1 1， 5 1 2 に形成されている長孔 （図では、 支持腕 5 1 2の長孔 5 1 2 aのみが示されてい る） にそれぞれ挿通されている。 この結果、 操作軸 5 3 2を、 2点鎖線の位置ま で引き出すと、 ピン 5 3 2 aは長孔 5 1 2 aに沿って移動しながら、 支持腕 5 1 2を垂直軸 5 2 2を中心に回動させ、 フィルタ 4 1 2は 2点鎖線位置、 すなわち 光軸から外れた位置に移動する。 逆に、 この位置から操作軸 5 3 2を実線位置に 戻すと、 フィルタ 4 1 2は、 実線で示すように、 光軸と一致する位置に移動する c このような挿脱操作は、 他のフィルタ 4 1 0， 4 1 1でも、 各操作軸 5 3 0， 5 3 1の出し入れによって同様に行うことができる。
以上のように構成された透過照明光学装置によれば、 光源から試料に至るまで の光路が長く、 特に、 水平方向での光路を長く取れるため、 試料を載せるステー ジの上面から筐体の底面までの高さを高くすること無く上記したフィルタのよう な光学素子を配置することができる。 特に、 各フィルタは、 水平面内で回動し、 光軸に出し入れされるように構成されているため、 筐体が高くなることはない。 すなわち、 上記したフィルタ 4 1 0， 4 1 1， 4 1 2は、 水平方向に光軸から回 転待避するため、 高さ方向での位置変化がなく、 筐体を不必要に高くする必要が 無い。 また、 各フィルタは、 それぞれ上述したようなリンク機構によって各操作 軸 5 3 0， 5 3 1， 5 3 2に接続されているため、 各フィルタの光軸に対する挿 脱は、 僅かな操作量 （操作軸の引き出し操作量） で行える。
上記した構成において、 拡散部材 4 1 5は照明視野を決定することに大きく寄 与し、 拡散度合いを強めると広い照明視野を、 拡散度合いを弱めると狭い照明視 野をカバ一できる。 このように、 拡散部材を挿脱することで、 視野の範囲をコン ト口ールでき、 狹レ、視野のときに明るく照明できる。 また、 略楕円形凸レンズ 4 2 0は、 図 3 8 B、 図 3 9 Bに示すように、 上下方向の円周部を力ットした形状 となっている。 これは、 実体顕微鏡において試料を観察する際、 左右方向の照明 は充分である必要があり、 開口数を大きくするために大きな径のレンズが必要で あるが、 前後方向の照明については、 それほどの径は必要とされないからである c すなわち、 レンズの上下方向の径を小さく しても、 上記左右方向の照明は充分に 確保できる、 という理由に基づく。 このように、 上下方向の円周部を力ッ トした 略楕円形凸レンズ 4 2 0によれば、 上下方向に小さい光学系が組める。 なお、 こ のようなレンズは、 樹脂成形することが可能である。
上記した偏向部材 4 0 6は、 水平方向に対して 6度傾いた光軸を垂直に偏向す るため、 入射と出射が 8 4度、 つまりミラ一面法線に対して図 4 2 Bに示すよう に、 入射光を 4 2度で反射する様に配置できる。 必要光束の直径が φ 4 0であつ た場合、 図 4 2 Aに示すように、 通常の 4 5度の反射に比べて、 高さは 4 0— 4 0 X t a n 4 2。 = 4となり、 装置の高さを 4 m m薄くできる。 また、 上記フィルタ 4 1 0に別途拡散板を入れて、 フィルタ 4 1 0と共に光軸 に挿脱させることで、 明視野光学系における拡散板 4 1 5の拡散度合いを変化さ せることができ、 照明視野をコントロールできる。 また、 凸レンズ 4 0 7をフレ ネルレンズとすることで、 大きレ、レンズであってもレンズの厚さを薄く構成でき、 拡散板 4 1 5の拡散を強めて大きな発散光が作れる。 この場合、 光は、 フレネル 面 4 0 7 aで収斂方向に曲げられて拡散面 4 0 7 bを通過することで、 通常の実 体顕微鏡装置の照明視野が Φ 3 5程度であるのに対し、 0 6 0から Φ 7 0の照明 視野を確保できる。 すなわち、 略 4倍の面積を照明可能にすることができる。 これに対して、 喑視野光学系では、 拡散部材 4 1 5は光路から抜かれており、 拡散されていない光は凸レンズ 4 2 0によって収斂され、 第 2偏向部材 4 3 0、 及び遮光部材 4 3 5を介して、 標本 3 0 9に対して斜光照明を実現する。 この場 合、 円形遮光板 4 3 7は下方からの漏れ光を遮光し、 暗視野の背景を暗くする。 また、 明視野光学系と喑視野光学系のいずれかに切換えても、 明視野'光学系と 喑視野光学系は、 共にコレクタレンズ 4 0 2で採り込んだ光を無駄なくすべて使 うことができるため、 効率よく明るい均一な照明が可能である。 喑視野の照明系 を含みながら照明光路を長くでき、 広い視野をムラを少なく照明することが可能 である。 また、 明視野の最終面に、 拡散面 4 0 7 bを設けたことで、 非常に大き な視野が照明可能となる。
さらに、 光軸を所定の角度傾けたことにより、 複数枚のフィルタ 4 1 0， 4 1 1， 4 1 2は光軸方向で高さ位置が異なるように配置される。 このため、 各支持 腕は、 光軸方向で重なるように配置することができ、 複数枚のフィルタをコンパ ク トに支持することができる。
なお、 各フィルタの挿脱機構は、 図 4 1に示したように回動させる方式以外に も、 例えば、 スライ ドさせる方式であっても良い。 すなわち、 図 4 3 Λ , 図 4 3 Bに示すように、 フィルタ 4 1 0を操作板 5 5 0の一端部に保持し、 他端部を筐 体の上面 3 0 1から突出させ、 この他端部を把持し、 ストローク Lの範四で操作 する構造であっても良い。
以上のような透過照明光学装置によれば、 次のような効果が得られる。
( 1 ) 試料を照明できる視野を狭くすること無く、 筐体の高さ、 すなわち試料載 置面から底面までの寸法を薄く構成できる。
( 2 ) 実際に透過照明光学装置を有する顕微鏡を設計するに当たって、 試料を載 置する透明部材の上面を広く、 しかも薄く構成できる。
( 3 ) フィルタ 4 1 0〜4 1 2を組み込んでいるため、 試料 3 0 9を動かさない で照明を変化させることができ、 しかも、 そのようなフィルタは装置の厚さに影 響することはない。
( 4 ) 喑視野照明系においては、 光源 4 0 1から発する光束を無駄無く使うこと ができ、 明るく照明できる。 明視野光学系においては、 光路を長く設計すること ができるので、 無理なく、 ムラの少ない広い照明視野を得ることができる。 また、 各々の光学系を 1つのレバ一 4 8 0で切換えるようにしたため、 試料によって明 視野光学系と喑視野光学系の好ましい照明法を容易に選べる。 この場合、 暗視野 観察時は明るく、 明視野観察時はムラなく照明できる。
( 5 ) 各光学系は、 水平方向に回転して切換える構成であるため、 装置の厚みを 薄く構成できる。
( 6 ) フレネルレンズ 4 0 7の採用、 及び凸レンズ 4 2 0の構成により、 光学装 置を薄く構成できる。
( 7 ) 拡散板を用いて拡散角度を大きくすることで、 大きな視野を照明する場合 に周辺光量不足を回避できる。
次に、 図 4 4〜図 4 6を参照して上記した第 3の実施の形態の変形例を説明す る。 なお、 この変形例において、 上記した実施の形態と同一の部分については、 同一の参照符号を付して、 その説明を省略する。
この変形例における喑視野光学系は、 図 3 9 Aに示した構成と同一であり、 明 視野光学系が図 4 4 Aに示すように構成されている。 また、 この変形例では、 光 軸が水平方向に対して 1 0度傾くように構成されている。
図に示すように、 明視野光学系は、 凸レンズ 4 2 0の後方に、 第 2拡散板 5 7 0を配置すると共に、 偏向部材 4 0 6で偏向された光を、 凸レンズ 5 8 0で集光 するように構成されている。 なお、 第 1拡散板 4 1 5、 第 2拡散板 5 7 0、 偏向 部材 4 0 6、 凸レンズ 5 8 0は、 切換機構により、 一体的に回動するように構成 されている。 また、 この変形例のフィルタ挿脱機構は、 図 46で示すように構成されている。 各フィルタ 410， 41 1， 41 2は、 1 0度傾いた光軸に対して垂直に配置さ れ、 かつ夫々高さ位置が異なるように配置される。 各フィルタは、 支持腕 5 10， 51 1， 5 1 2の一端部に支持され、 各支持腕の他端部は、 筐体 300の上面に 固定された 3つの垂直軸 520， 521, 522に回転可能に支持されている。 また、 筐体 300には、 外部から回転操作できるように、 回転つまみ 730， 7 3 1， 732がそれぞれ回転可能に取付けられており、 各回転つまみと、 垂直軸 520, 521, 522との問は、 リング状のベルト 750で連結されている。 そして、 各回転つまみを回転操作することにより、 各フィルタ 41 0， 4 1 1， 41 2は、 2点鎖線位置または実線位置に切換可能となっている。
上記した構成によれば、 偏向部材 406は、 水平方向に対して 1 0度傾いた光 軸を垂直に偏向するため、 入射と出射が 80度、 つまりミラ一面法線に対して、 入射光を 40度で反射する様に配置できる。 必要光束の直径が 040であった場 合、 通常の 45度の反射に比べて、 高さは 40— 40 X t a n 40。 =6. 4と なり、 装置の高さを 6. 4 mm薄くできる。
なお、 以上説明した構成によれば、 光源 40 1の出射光軸の傾き角度が、 6度 と 10度の場合について説明したが、 実験結果によれば、 5度から 10度程度で あれば、 上述したような作用効果が得られる。 この場合、 光源 401からの出射 光軸の傾き角度が小さすぎると、 薄型化の効果がなくなり、 光源 401からの出 射光軸の傾き角度が大きすぎると、 照明光束が試料載置透明部材の上面より高い 位置に出てしまい、 試料載置透明部材を制限する。
また、 上述した喑視野光学系のミラー 436， 438は、 それぞれ、 図に示し た円錐形状、 円筒形状以外の曲線部等で集光、 発散を行っても良く、 各ミラー 4 36， 438は金属で加工しても構わない。
さらに、 明視野光学系は、 前述した実施形態に限らず、 他の光学部材と任意に 組み合わせることができ、 拡散部材の切換は、 上記した光学系の切換機構によら ず、 例えば、 上記したフィルタの挿脱機構のような構成で、 光軸に対して独自に 挿脱される構成であっても良い。 また、 図 46のフィルタの挿脱機構のベルト 7 50の代りにギアを用いても構わない。 また、 一体に構成した拡散面を持ったフ P T/JP98/0853
39 レネルレンズ 407は、 厚みが大きくなることを許容すれば、 図 44 Λのように 通常のレンズ 580で構成することができ、 その場合、 拡散板 570が拡散面 4 07 bと同様な機能を果たす。

Claims

求 の 範 囲
1 . 光源と、 この光源から発した光を集光し標本を照明するためのコ
レンズとを具備した透過照明光学系と ；標本を観察するための対物レンズを含む 観察光学系と ；を有する顕微鏡に用いられる透過照明装置であり、
前記透過照明光学系內には、 前記対物レンズの瞳位置と共役位置又は共役近傍 な位置に、 前記対物レンズの瞳内に形成される開口の形状を制御する少なくとも 2つの遮光体を配置したことを特徴とする。
2 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置は、 前記対物レンズの瞳内に形成さ れる開口の光強度を部分的に制御する光学部材を、 前記遮光体の配置された位置、 もしくはこの近傍位置に少なくとも 1つ有することを特徴とする。
3 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置において、 前記コンデンサレンズは 開口絞りを有し、 前記遮光体をこの開口絞り位置近傍に配置したことを特徴とす る。
4 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置において、 前記対物レンズの瞳の而 積を D 1、 前記遮光体によつて形成された前記対物レンズの瞳内に形成される開 口部分の面積を D 2とした場合、 D 2 Z D 1≤ 0 . 5を満足することを特徴とす る。
5 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置において、 前記コンデンサレンズの 照明可能な最大の開口数を Ν Λ 1、 前記コンデンサレンズの最大の照明範囲を観 察可能な対物レンズの開口数を N Λ 2とした場合、 Ν Λ 2 /Ν Λ 1 < 0 . 6を満 足することを特徴とする。
6 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置において、 前記コンデンサレンズは、 開口絞りを有すると共に、 この開口絞りと標本との間にある少なくとも 1つのレ ンズ群が、 低倍率と高倍率に応じて着脱、 又は切換え可能に構成されており、 前 記遮光体は、 低倍率時のコンデンサレンズの瞳位置、 もしくはその瞳位置の近傍 に配置されることを特徴とする。
7 . 請求項 6に記載の顕微鏡透過照明装置において、 前記コンデンサ
高倍率側の焦点距離を F 1、 低倍率側の焦点距離を F 2とした場合、 F 1 Z F 2 く 0 . 4 5を満足することを特徴とする。
8 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置は、 前記少なくとも 2つの遮光体を、 夫々独立移動させる駆動機構を有する。
9 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置は、 前記少なくとも 2つの遮光体を、 連動して移動させる駆動機構を有する。
1 0 . 請求項 1に記載の顕微鏡透過照明装置は、 左右に対物レンズを有する実 体顕微鏡に用いられ、
前記少なくとも 2つの遮光体は、 左右の対物レンズの光軸を含む平面と平行な 方向に対して直交する前後方向で、 前記各対物レンズの瞌の開口形状の制御を行 う。
1 1 . 請求項 1 0に記載の顕微鏡透過照明装置は、 前記少なくとも 2つの遮光 体を、 夫々独立移動させる駆動機構を有する。
1 2 . 光源と、 この光源から発した光を集光し標本を照明するためのコンデン サレンズとを具備した透過照明光学系と ；標本を観察するための対物レンズを含 む観察光学系と ；を有する顕微鏡に用いられる透過照明装置であり、
前記透過照明光学系は、 前記光源からの出射光軸が水平方向に対して斜め下方 に傾くように配設されており、 前記出射光軸を上方に偏向して前記標本を照明す る偏向部材を有することを特徴とする。
1 3 . 請求項 1 2に記載された透過照明装置において、 前記射出光軸の水平方 向に対して下方に向けて傾く角度は 5度〜 1 0度の範囲である。
1 4 . 透過照明架台内に配設された光源と、
この光源の出射光軸に対して挿脱可能で前記光源からの光を拡散する拡散部材 と、
前記拡散部材で拡散された光を上方に向けて偏向する第 1の偏向部材と、 第 1 の偏向部材によつて偏向された光の光軸上に配置され前記透過照明架台上の試料 に前記光源からの光を集光させる集光部材とを有する明視野光学系と、
前記光源の出射光軸を上方に向けて偏向する 5 の膈向部材と、 第 2の偏向部 材によって偏向された光を、 その光軸に対して外周方向に向けて反射する第 1の 反射部材と、 第 1の反射部材による反射光をさらに反射し、 前記透過照明架台上 の試料に光源からの光を照射させる第 2の反射部材とを有する暗視野光学系と、 前記透過照明架台に取付けられ、 前記明視野光学系と前記喑視野光学系を切換 可能な光学系切換機構と、
を具備したことを特徴とする微鏡透過照明装置。
1 5 . 請求項 1 4に記載された顕微鏡透過照明装置において、 前記拡散部材は、 前記明視野光学系と一体化されており、 前記光学系切換機構によつて明視野光学 系と一体的に切換えられることを特徴とする。
1 6 . 請求項 1 4に記載された顕微鏡透過照明装置において、 前記明視野光学 系及び暗視野光学系は、 前記光源からの出射光軸が水平方向に対して斜め下方に 傾くように配設されていることを特徴とする。
1 7 . 請求項 1 6に記載された顕微鏡透過照明装置において、 前記光源と、 前 記第 1の偏向部材又は前記第 2の偏向部材との問には、 光軸から挿脱されるフィ ルタが配置されることを特徴とする。
1 8. 請求項 1 7に記載された顕微鏡透過照明装置において、 前記フィルタを 水平方向に沿って回動させ、 フィルタを光軸から外すフィルタ挿脱機構を有する ことを特徴とする。
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