(57)【要約】【課題】安価な構成で実現でき、装置を大型化することなく、複数の励起波長の観察が可能となる光源ユニットおよび落射蛍光顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明の光源ユニットは、標本を蛍光観察する落射蛍光顕微鏡に接続して、前記落射蛍光顕微鏡に異なる波長の光を供給する光源ユニットであって、前記光源ユニットは、発光素子と、前記発光素子が発した光を励起光として、異なる波長の光を発する少なくとも二つの蛍光体と、前記蛍光体のうちの一つを光路上に選択的に配置する切換機構と、前記発光素子の駆動電流を制御する電源装置と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2020086093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本を蛍光観察する落射蛍光顕微鏡に接続して、前記落射蛍光顕微鏡に異なる波長の光を供給する光源ユニットであって、
前記光源ユニットは、
発光素子と、
前記発光素子が発した光を励起光として、異なる波長の光を発する少なくとも二つの蛍光体と、
前記蛍光体のうちの一つを光路上に選択的に配置する切換機構と、
前記発光素子の駆動電流を制御する電源装置と、
を備えることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記蛍光体のうちの少なくとも一つは、白色光を発するものであることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記蛍光体が発した蛍光光束を平行光束とするコリメート光学系を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記切換機構は、前記光路上に選択的に配置された前記蛍光体を識別する検出部を有し、
前記電源装置は、前記蛍光体毎に最適な蛍光強度を記憶し、前記検出部から前記光路上に配置された前記蛍光体の情報を取得し、前記蛍光体の種類に応じて前記蛍光強度を調整する制御部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記発光素子は、近紫外発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記発光素子は、近紫外レーザーダイオードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項７】
異なる波長の光を発する少なくとも三つの蛍光体を有し、
前記蛍光体の内の二つは、互いに色温度の異なる白色光を発することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記蛍光体と同数の励起フィルタと、
前記励起フィルタのうちの一つを光路上に選択的に配置する励起フィルタ切換機構と、
を備え、
前記励起フィルタは、前記蛍光体と連動して前記励起フィルタ切換機構により光路上に選択的に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項９】
対物レンズを通して標本に光を照射し、前記標本が発する蛍光を観察する落射蛍光顕微鏡であって、
発光素子と、
前記発光素子が射出する光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系が集光した光を励起光として、異なる波長の光を発する少なくとも二つの蛍光体と、
前記標本に照射する光の範囲を調整する視野絞りと、
前記蛍光体が発した蛍光光束をリレーするとするリレー光学系と、
前記蛍光体から射出された光を前記対物レンズに導くとともに、前記標本が発する蛍光を透過する光分割器と、
前記光分割器が透過した前記標本が発した蛍光を投影して前記標本の像を形成する結像レンズと、
前記結像レンズによる標本像の結像位置に配置された撮像素子と、
前記蛍光体のうちの一つを光路上に選択的に配置する切換機構と、
前記発光素子の駆動電流を制御する電源装置と、
を備え、前記蛍光体は前記発光素子と前記視野絞りとの間に配置されることを特徴とする落射蛍光顕微鏡。
【請求項１０】
前記蛍光体は、前記対物レンズの瞳位置と共役関係であり、
前記発光素子と前記集光光学系は、前記蛍光体に前記発光素子の像が形成されるように配置されていることを特徴とする請求項９に記載の落射蛍光顕微鏡。
【請求項１１】
前記標本側から入射した光の内の不要光をカットする吸収フィルタを有し、
前記リレー光学系は、前記対物レンズと前記結像レンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の落射蛍光顕微鏡。
【請求項１２】
前記光分割器、前記吸収フィルタとともにキューブ内に収容される、特定波長の光を透過する励起フィルタを有し、
前記キューブはキューブ切換機構により前記蛍光体と連動して光路上に選択的に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の落射蛍光顕微鏡。
【請求項１３】
前記光分割器は、少なくとも４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、透過率が８５％以上９９％以下、反射率が１％以上１５％以下の無コート基板ガラスであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の落射蛍光顕微鏡。
【請求項１４】
前記切換機構は、前記光路上に選択的に配置された前記蛍光体を識別する検出部を有し、
前記電源装置は、前記蛍光体毎に最適な蛍光強度を記憶し、前記検出部から前記光路上に配置された前記蛍光体の情報を取得し、前記蛍光体の種類に応じて前記蛍光強度を調整する制御部を有することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の落射蛍光顕微鏡。
【請求項１５】
前記発光素子は、近紫外発光ダイオードであることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の落射蛍光顕微鏡。
【請求項１６】
前記発光素子は、近紫外レーザーダイオードであることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の落射蛍光顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落射蛍光顕微鏡に使用する光源ユニットおよび落射蛍光顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光色素にて特異的に標本を染色して観察する落射蛍光顕微鏡において、光源に高輝度の高圧水銀ランプが用いられている。近年、高圧水銀ランプに代わる光源として、高輝度発行ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄ、以下「ＬＥＤ」という）が開発され、長寿命化、高速応答性などの観点から、落射蛍光顕微鏡等の光源として使用されている。
【０００３】
蛍光色素は、観察部位の区分けなどを目的として紫外から赤外に至るまでの広域帯で、複数種用いられている。複数種の励起波長を用いたＬＥＤ光源装置として、ＬＥＤ光源と、レンズと、励起フィルタと、からなる複数の発光デバイスを有し、複数のダイクロイックミラー等のカップリングモジュールにより励起波長を選択および／または結合する複数波長用の光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８２０３７８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された光源装置では、励起波長ごとにＬＥＤ光源を有する発光デバイスを設け、ダイクロイックミラー等により、波長の選択等を行う必要があるため、装置の大型化およびコストの増加を招いてしまう。特に、高輝度のＬＥＤ光源を使用する場合、消費電力が大きくなり、放熱のためのフィンを設ける必要もあり、さらに装置が大型化してしまう。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安価な構成で実現でき、装置を大型化することなく、複数の励起波長の観察が可能となる光源ユニットおよび落射蛍光顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光源ユニットは、標本を蛍光観察する落射蛍光顕微鏡に接続して、前記落射蛍光顕微鏡に異なる波長の光を供給する光源ユニットであって、前記光源ユニットは、発光素子と、前記発光素子が発した光を励起光として、異なる波長の光を発する少なくとも二つの蛍光体と、前記蛍光体のうちの一つを光路上に選択的に配置する切換機構と、前記発光素子の駆動電流を制御する電源装置と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記発明において、前記蛍光体のうちの少なくとも一つは、白色光を発するものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記発明において、前記蛍光体が発した蛍光光束を平行光束とするコリメート光学系を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記発明において、前記切換機構は、前記光路上に選択的に配置された前記蛍光体を識別する検出部を有し、前記電源装置は、前記蛍光体毎に最適な蛍光強度を記憶し、前記検出部から前記光路上に配置された前記蛍光体の情報を取得し、前記蛍光体の種類に応じて前記傾向強度を調整する制御部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記発明において、前記発光素子は、近紫外発光ダイオードであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記発明において、前記発光素子は、近紫外レーザーダイオードであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記発明において、異なる波長の光を発する少なくとも三つの蛍光体を有し、前記蛍光体の内の二つは、互いに色温度の異なる白色光を発することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記発明において、前記蛍光体と同数の励起フィルタと、前記励起フィルタのうちの一つを光路上に選択的に配置する励起フィルタ切換機構と、を備え、前記励起フィルタは、前記蛍光体と連動して前記励起フィルタ切換機構により光路上に選択的に配置されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、対物レンズを通して標本に光を照射し、前記標本が発する蛍光を観察する落射蛍光顕微鏡であって、発光素子と、前記発光素子が射出する光を集光する集光光学系と、前記集光光学系が集光した光を励起光として、異なる波長の光を発する少なくとも二つの蛍光体と、前記標本に照射する光の範囲を調整する視野絞りと、前記蛍光体が発した蛍光光束をリレーするリレー光学系と、前記蛍光体から射出された光を前記対物レンズに導くとともに、前記標本が発する蛍光を透過する光分割器と、前記光分割器が透過した前記標本が発した蛍光を投影して前記標本の像を形成する結像レンズと、前記結像レンズによる標本像の結像位置に配置された撮像素子と、前記蛍光体のうちの一つを光路上に選択的に配置する切換機構と、前記発光素子の駆動電流を制御する電源装置と、を備え、前記蛍光体は前記発光素子と前記視野絞りとの間に配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、上記発明において、前記蛍光体は、前記対物レンズの瞳位置と共役関係であり、前記発光素子と前記集光光学系は、前記蛍光体に前記発光素子の像が形成されるように配置されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、上記発明において、前記標本側から入射した光の内の不要光をカットする吸収フィルタを有し、前記光学系は、前記対物レンズと前記結像レンズとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、上記発明において、前記光分割器、前記吸収フィルタとともにキューブ内に収容される、特定波長の光を透過する励起フィルタを有し、前記キューブはキューブ切換機構により前記蛍光体と連動して光路上に選択的に配置されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、上記発明において、前記光分割器は、少なくとも４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、透過率が８５％以上９９％以下、反射率が１％以上１５％以下の無コート基板ガラスであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、上記発明において、前記切換機構は、前記光路上に選択的に配置された前記蛍光体を識別する検出部を有し、前記電源装置は、前記蛍光体毎に最適な蛍光強度を記憶し、前記検出部から前記光路上に配置された前記蛍光体の情報を取得し、前記蛍光体の種類に応じて前記傾向強度を調整する制御部を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、上記発明において、前記発光素子は、近紫外発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明にかかる落射蛍光顕微鏡は、上記発明において、前記発光素子は、近紫外レーザーダイオードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、安価、かつ装置を大型化することなく、複数の励起波長の観察が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる光源ユニットの模式図である。
【図２】図２は、図１の光源ユニットで使用する蛍光体の波長特性を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１の変形例にかかる光源ユニットの模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２にかかる落射蛍光顕微鏡の模式図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態２の変形例にかかる落射蛍光顕微鏡の標本面の照明状態を説明する図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施の形態２の変形例にかかる落射蛍光顕微鏡の標本面の照明状態を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態３にかかる落射蛍光顕微鏡の模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３の変形例にかかる落射蛍光顕微鏡の模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態４にかかる落射蛍光顕微鏡の模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４で使用する光分割器の波長特性を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態４で使用する光分割器の波長特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照し、本発明の好適な実施の形態（以下「実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光源ユニット１０の模式図である。本発明の実施の形態にかかる光源ユニット１０は、発光素子１と、発光素子１が発した光を励起光として、異なる波長の光を発する蛍光体２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と、光路ＡＸ上に配置された蛍光体２が発した蛍光光束を平行光束とするレンズ３と、を備える。光源ユニット１０は、標本を蛍光観察する落射蛍光顕微鏡に接続して、前記落射蛍光顕微鏡に異なる波長の光を供給する。実施の形態１では、発光素子１が発した光を直接蛍光体２に入射させているが、発光素子１とスライダ機構４との間に集光レンズを配置して、発光素子１からの光束を蛍光体２上に集光させる構成とすることもできる。蛍光体２と発光素子１との間隔がある場合は、蛍光体２に発光素子１の全光束を集光することができ、効率が上昇する。なお、レンズ３がコリメート光学系として機能する。
【００２７】
発光素子１は、近紫外に発行波長のピークを持つＬＥＤである。発光素子１の波長は、例えば、４０５ｎｍのピークを有するものを好適に使用することができる。また、４５０ｎｍにピークを有するＬＥＤを使用することもできる。発光素子１は、図示しない電源装置に接続され、駆動電流が供給されている。さらに、発光素子１として、近紫外レーザーダイオードを使用することもできる。
【００２８】
蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃは、切換機構として機能するスライダ機構４内に収納され、図示しない駆動機構により選択的に光路ＡＸ上に配置される。切換機構は、スライダ機構４に限定されるものではなく、ターレット機構でもよく、また、手動で蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃを切り換えるものでもよい。スライダ機構４は、光路ＡＸ上に配置された蛍光体２を識別する検出部を有することが好ましく、電源装置は、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃ毎に最適な蛍光強度を記憶し、前記検出部から光路ＡＸ上に配置された蛍光体２の情報を取得し、蛍光体２の種類に応じて蛍光強度を調整する制御部を有することが好ましい。
【００２９】
図２は、図１の光源ユニット１０で使用する蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃの波長特性を示す図である。波長特性１は、蛍光体２ａが光路ＡＸに配置された際に生じる光の波長特性を示すものであり、可視域全般でハロゲンランプに近い分光スペクトルを有する白色光が得られる。波長特性１は、発光素子１が照射した４０５ｎｍの波長をピークに有する励起光により蛍光体２ａが発した蛍光光束と、励起光とにより白色光を呈する。
【００３０】
蛍光体２ｂおよび２ｃとしては、蛍光観察用の励起光源として用いられる任意の波長の蛍光を発生する蛍光体が用いられる。例えば、ＧＦＰ（Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｉｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）の励起波長である４８８ｎｍ（波長特性２）、ｍＣｈｅｒｒｙの励起波長である５８０ｎｍ（波長特性３）の蛍光を発生させる蛍光体を使用することができる。なお、図２で示す波長特性は例示であり、蛍光体２として、図２に示すもの以外の波長特性を有するものも使用することができる。
【００３１】
光源ユニット１０は、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃをスライダ機構４により光路ＡＸ上に選択的に配置することにより、１つの発光素子１で、３つの異なる波長の光（波長特性１、２、３）を発することができる。複数のＬＥＤや、波長選択のためのダイクロイックミラーを使用することなく、光量をロスせず、安価かつ装置の大型化を抑制しながら、複数の再起波長の蛍光観察を行うことができる。特に、高輝度なＬＥＤを使用する場合、放熱フィンをＬＥＤ近傍に配置する必要があるため、設計上のメリットも大きくなる。なお、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃはスライダ機構４から着脱可能とし、他の波長特性を有する蛍光体をスライダ機構４に収容して、異なる波長特性を有する蛍光観察を行うこともできる。
【００３２】
実施の形態１では、３つの蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃを使用しているが、これに限定するものではなく、２種類でもよく、また４種類以上の蛍光体２を使用するものであってもよい。また、蛍光観察用の蛍光体２は、複数の蛍光色素の配合物、すなわち、波長のピークが２つ以上であるものも使用することができる。蛍光色素の配合により任意の波長特性を備えることが可能となり、同時に２波長以上の蛍光観察が可能となる。
【００３３】
また、３つの蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃのうちの２つが、互いに色温度の異なる白色光を発するものであってもよい。さらに、スライダ機構４内には、蛍光体を収容しない空の孔が含まれていてもよい。空の孔が光路ＡＸに配置されると、発光素子１からの光によりそのまま観察を行うことができる。
【００３４】
さらに、図３に示すように、発光素子をスライダ機構４の後側に複数配置してもよい。図３は、本発明の実施の形態１の変形例にかかる光源ユニット１０Ａの模式図である。
【００３５】
光源ユニット１０Ａは、３つの発光素子１ａ、１ｂ、１ｃを有し、３つの発光素子１ａ、１ｂ、１ｃが発した光束を図示しないレンズ等により、光路ＡＸ上に配置された蛍光体２に集光して、蛍光体２から発する蛍光強度を増幅させることができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２にかかる落射蛍光顕微鏡１００の模式図である。落射蛍光顕微鏡１００は、発光素子１と、集光光学系２０と、蛍光体２と、開口絞り３２と、視野絞り３１と、リレー光学系３０と、励起フィルタ４１と、ダイクロイックミラー４２と、対物レンズ５０と、吸収フィルタ４３と、結像レンズ５１と、を備える。
【００３７】
コレクタレンズ２０ａ、２０ｂからなる集光光学系２０は、発光素子１が射出する光を蛍光体２上に集光する。
【００３８】
リレーレンズ３０ａ、３０ｂからなるリレー光学系３０は、蛍光体２が発した蛍光光束を蛍光キューブに出射する。
【００３９】
蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃは、スライダ機構４内に収容され、実施の形態１と同様に、近紫外光を励起光として、波長が異なる光を発する。スライダ機構４は、開口絞り３２の近傍に配置され、視野絞り３１は、リレーレンズ３０ａ、３０ｂの間に設けられている。また、図示しないＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により、発光素子１の点灯、消灯、強度調整、波長選択操作を行うことができる。スライダ機構４は、光路上に配置された蛍光体２を識別する検出部を有することが好ましく、発光素子１の電源装置は、蛍光体２毎に最適な蛍光強度を記憶し、前記検出部から光路上に配置された蛍光体２の情報を取得し、蛍光体２の種類に応じて蛍光強度を調整する制御部を有することが好ましい。なお、スライダ機構４は、蛍光体２のうちの１つを光路に選択的に配置するほか、例えば、蛍光体２ｂ及び２ｃを半分ずつ光路ＡＸに配置させて、蛍光体２ｂ及び２ｃが発する２つの波長を同時に照明光として用いてもよい。
【００４０】
蛍光キューブ４０内には、励起フィルタ４１、ダイクロイックミラー４２、吸収フィルタ４３が配置されている。蛍光キューブ４０は、図示しないターレット内に収容されている。図４では、光路上に配置された蛍光体２ｃに対応した、励起フィルタ４１ｃ、ダイクロイックミラー４２ｃ、吸収フィルタ４３ｃを内蔵する蛍光キューブ４０ｃが配置されているが、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃの光路への配置の切換に伴い、図示しない駆動機構によりターレットを回転させて、蛍光キューブ４０の切換が行われる。
【００４１】
リレー光学系３０から出射された蛍光光束は、励起フィルタ４１ｃで特定波長の光のみ透過され、光分割器として機能するダイクロイックミラー４２で反射されて対物レンズ５０を介して標本面ＳＰに照射される。
【００４２】
照射された光束により標本から発した蛍光は、対物レンズ５０、ダイクロイックミラー４２、吸収フィルタ４３を通過し、結像レンズ５１により像面ＩＰに標本の蛍光像を形成する。像面には、図示しない撮像素子が配置されている。吸収フィルタ４３は、所定の波長特性を有し、標本が発した蛍光のみを透過し、励起光の標本面ＳＰでの反射光を遮断する。
【００４３】
落射蛍光顕微鏡１００では、蛍光体２と、対物レンズ５０の瞳位置ＰＰは共役関係であり、発光素子１と、集光光学系２０は、蛍光体２に発光素子１の像が形成されるように配置されている。また、視野絞り３１、対物レンズ５０の後焦点位置（標本面ＳＰ）、像面ＩＰが共役関係である。
【００４４】
落射蛍光顕微鏡１００は、発光素子１から発せられた光束を励起光として、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃが二次的な光源として機能することにより、標本を均一に照明することができるケーラー照明を実現することができる。
【００４５】
また、実施の形態１と同様に、蛍光体２ａ、２ｂ、または２ｃをスライダ機構４により光路上に選択的に配置するとともに、選択された蛍光体２に応じた蛍光キューブ４０を光路上に配置することにより、１つの発光素子１で、３つの異なる波長の光を発することができる。複数のＬＥＤや、波長選択のためのダイクロイックミラーを使用することなく、光量をロスせず、安価かつ装置の大型化を抑制しながら、複数の再起波長の蛍光観察を行うことができる。
【００４６】
実施の形態２では、落射蛍光顕微鏡１００の小型化のために、最も光束径が小さい開口絞り３２の近傍に蛍光体２を配置しているが、これに限定するものではない。
【００４７】
また、落射蛍光顕微鏡１００は、ケーラー照明とすることが好ましいが、蛍光観察のみに使用する場合、必ずしもケーラー照明でなくともよい。図５は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる落射蛍光顕微鏡の標本面の照明状態を説明する図であり、ケーラー照明が実現されていない照明状態を例示している。
【００４８】
図５Ａは、蛍光体２の共役位置ＣＰが対物レンズ５０の瞳位置ＰＰよりも標本面ＳＰ側である場合の照明状態を例示している。図５Ａに示すように、蛍光体２の共役位置ＣＰが対物レンズ（ＯＢ）の瞳位置ＰＰよりも標本面ＳＰ側である場合、最外の主光線ＬＢ１及びＬＢ２は、対物レンズ（ＯＢ）で光路ＡＸに対して外向きに屈折される。標本面ＳＰでは、照明光により蛍光物質が励起されて蛍光が生じるが、蛍光は照明光の入射角によらず、全方向に放出される。このため、入射角にかかわらず、発生した蛍光の内一定の割合の蛍光が対物レンズ（ＯＢ）の有効径内に入射し、照明範囲ＲＯを良好に観察することができる。
【００４９】
図５Ｂは、蛍光体２の共役位置ＣＰが対物レンズ５０の瞳位置ＰＰよりも光源側である場合の照明状態を例示している。図５Ｂに示すように、蛍光体２の共役位置ＣＰが対物レンズ（ＯＢ）の瞳位置ＰＰよりも光源側である場合、最外の主光線ＬＢ１及びＬＢ２は、対物レンズ（ＯＢ）で光路ＡＸに対して内向きに屈折される。このため、照明範囲ＲＯが狭くなり、標本面ＳＰ上の観察範囲に照明されない場所が生じる。そこで、蛍光体２の共役位置ＣＰが対物レンズ５０の瞳位置ＰＰよりも光源側である場合は、予め照明光が共役位置ＣＰに入射する際の開口数（以下、「入射開口数」と記す）を、観察範囲と照明範囲ＲＯが一致するように設計する。より具体的には、共役位置ＣＰと瞳位置ＰＰとが一致する場合（ケーラー照明状態）の入射開口数ＮＡ１よりも大きな入射開口数ＮＡ２を有するように設計する。図５Ｂに示すように、入射開口数ＮＡ２を、ケーラー照明時の入射開口数ＮＡ１より大きくすることにより、照明範囲ＲＯが広くなり、観察範囲全体に照明することが可能となる。
【００５０】
上記のように、落射蛍光観察を行う場合、標本面で反射された反射光を観察する明視野観察に比べて、ケーラー照明を行わない場合に生じる照明性能の劣化が小さいため、必ずしもケーラー照明とする必要はない。
【００５１】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３にかかる落射蛍光顕微鏡１００Ｂの模式図である。落射蛍光顕微鏡１００Ｂは、リレー光学系３０が蛍光キューブ４０と対物レンズ５０の間に配置されている。
【００５２】
落射蛍光顕微鏡１００Ｂでは、発光素子１から照射された光は、集光光学系２０により蛍光体２に集光される。蛍光体２が発した光は、励起フィルタ４１、ダイクロイックミラー４２、リレー光学系３０、対物レンズ５０を介して標本面ＳＰに照射される。照射された光束により標本から発した蛍光は、対物レンズ５０、リレー光学系３０、ダイクロイックミラー４２、吸収フィルタ４３を通過し、結像レンズ５１により像面ＩＰに標本の蛍光像を形成する。
【００５３】
落射蛍光顕微鏡１００Ｂでは、発光素子１、蛍光体２、対物レンズ５０の瞳位置ＰＰは共役関係であり、視野絞り３１、対物レンズ５０の後焦点位置（標本面ＳＰ）、吸収フィルタ４３、像面ＩＰが共役関係である。
【００５４】
落射蛍光顕微鏡１００Ｂは、実施の形態２と同様に、発光素子１から発せられた光束を励起光として、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃが二次的な光源として機能することにより、標本を均一に照明することができるケーラー照明を実現することができる。
【００５５】
また、実施の形態１、２と同様に、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃをスライダ機構４により光路上に選択的に配置するとともに、選択された蛍光体２に応じた蛍光キューブ４０を光路上に配置することにより、１つの発光素子１で、３つの異なる波長の光を発することができる。複数のＬＥＤや、波長選択のためのダイクロイックミラーを使用することなく、光量をロスせず、安価かつ装置の大型化を抑制しながら、複数の励起波長の蛍光観察を行うことができる。
【００５６】
さらに、実施の形態３では、リレー光学系３０を蛍光キューブ４０と対物レンズ５０との間に配置することにより、光束の拡散を抑制することができる。このため、対物レンズ５０と結像レンズ５１との間の光路が長くなっても、ダイクロイックミラー４２、吸収フィルタ４３での光束のケラレをなくすことができ、像面ＩＰの周辺部の光量不足を解消するとともに、像面全体で結像される光量を均一化し、得られた蛍光画像の定量性、再現性を向上することができる。
【００５７】
なお、実施の形態３では、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃはスライダ機構４に収容しているが、蛍光キューブ内に収容してもよい。図７は、本発明の実施の形態３の変形例にかかる落射蛍光顕微鏡１００Ｄの模式図である。
【００５８】
蛍光キューブ４０ａ内には、蛍光体２ａ、励起フィルタ４１ａ、開口絞り３２ａ、ダイクロイックミラー４２ａ、吸収フィルタ４３ａが配置されている。蛍光キューブ４０ａは、図示しないターレット内に収容され、図示しない駆動機構によりターレットを回転させて、蛍光キューブ４０の切換を行うことにより、複数の励起波長の蛍光観察を行うことができる。
【００５９】
落射蛍光顕微鏡１００Ｄは、蛍光体２を蛍光キューブ４０内に収容することにより、波長選択に伴う切換部位がターレットのみとすることができ、より安価な構成とすることができる。
【００６０】
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４にかかる落射蛍光顕微鏡１００Ｅの模式図である。落射蛍光顕微鏡１００Ｅは、複数の蛍光色素の同時観察を効率よく行うことができる。
【００６１】
落射蛍光顕微鏡１００Ｅでは、光分割器として、少なくとも４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域、好ましくは４００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の波長域において、透過率が８５％以上９９％以下、反射率が１％以上１５％以下の無コートガラス基板４４を使用している。
【００６２】
図９は、本発明の実施の形態４で使用する光分割器の３００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長特性（分光透過率）を示す図であり、図１０は、本発明の実施の形態４で使用する光分割器の３００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長特性（分光反射率）を示す図である。
【００６３】
無コートガラス基板４４は、Ｓ−ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）を両面研磨したものである。無コートガラス基板４４は、図９に示すように、４００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の波長域において、透過率が一定である。また、図１０に示すように、４００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の波長域において、反射率が一定である。したがって、４００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の波長域において、複数の蛍光色素の配合物、波長のピークが２つ以上であるもの、すなわち、複数の蛍光色素の配合物を１つの蛍光体として使用するものや、蛍光体２ｂおよび２ｃを半分ずつ光路上に配置させて、２つの波長を同時に照明光とする場合等の多重励起用の光分割器として、無コートガラス基板４４を好適に使用することができる。無コートガラス基板４４は、多重励起用ダイクロイックミラーに比べて耐性が高いため、長期間、信頼性が高い蛍光観察を行うことが可能となる。
【００６４】
落射蛍光顕微鏡１００Ｅでは、発光素子１から照射された光は、集光光学系２０により蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃに集光される。蛍光体２ａ、２ｂ、または２ｃが発した光は、リレー光学系３０、励起フィルタ４１を介して、無コートガラス基板４４に入射する。無コートガラス基板４４に入射した光は、上述した反射率特性に応じてその一部が対物レンズ５０に向かって反射され、標本面ＳＰに照射される。
【００６５】
照射された光束により標本から発した蛍光は、対物レンズ５０を介して、無コートガラス基板４４に入射する。無コートガラス基板４４に入射した光は、上述した透過率特性に応じてその一部が透過して吸収フィルタに入射し、結像レンズ５１により像面ＩＰに標本の蛍光像を形成する。
【００６６】
落射蛍光顕微鏡１００Ｅでは、発光素子１、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃ、対物レンズ５０の瞳位置ＰＰは共役関係であり、視野絞り３１、対物レンズ５０の後焦点位置（標本面ＳＰ）、像面ＩＰが共役関係である。
【００６７】
落射蛍光顕微鏡１００Ｅは、実施の形態１〜３と同様に、発光素子１から発せられた光束を励起光として、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃが二次的な光源として機能することにより、標本を均一に照明することができるケーラー照明を実現することができる。
【００６８】
また、実施の形態１〜３と同様に、蛍光体２ａ、２ｂ、２ｃをスライダ機構４により光路上に選択的に配置することにより、１つの発光素子１で、３つの異なる波長の光を発することができる。複数のＬＥＤや、波長選択のためのダイクロイックミラーを使用することなく、光量をロスせず、安価かつ装置の大型化を抑制しながら、複数の励起波長の蛍光観察を行うことができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  発光素子
２  蛍光体
３  レンズ
４  スライダ機構
１０  光源ユニット
２０  集光光学系
３０  リレー光学系
３１  視野絞り
３２  開口絞り
４０  蛍光キューブ
４１  励起フィルタ
４２  ダイクロイックミラー
４３  吸収フィルタ
４４  無コートガラス基板
５０  対物レンズ
５１  結像レンズ
１００  落射蛍光顕微鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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