(57)【要約】【課題】  標本の内部における照明条件を一定に保ちながら、薄層状の照明光を標本の深さ方向に移動させることができる薄層斜光照明装置および顕微鏡を提供する。【解決手段】  照明光である平行光Ｌ１を出射する光源手段１２,１３と、光源手段からの平行光Ｌ１を反射する反射部材１５と、反射部材からの平行光Ｌ２を対物レンズの瞳面３Ａの周辺部Ｒに集光し、前記対物レンズへ前記照明光を導く光学素子１６と、光源手段と光学素子との間に配置された視野絞り１４と、少なくとも視野絞りと反射部材とを移動させる移動手段１０Ａ,１７とを備える。【選択図】      図１
2006251208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光である平行光を出射する光源手段と、
前記光源手段からの平行光を反射する反射部材と、
前記反射部材からの平行光を対物レンズの瞳面の周辺部に集光し、前記対物レンズへ前記照明光を導く光学素子と、
前記光源手段と前記光学素子との間に配置された視野絞りと、
少なくとも前記視野絞りと前記反射部材とを移動させる移動手段とを備えた
ことを特徴とする薄層斜光照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薄層斜光照明装置において、
前記反射部材は、前記光源手段からの平行光を観察対象物に向けて垂直方向に反射し、
前記移動手段は、前記視野絞りと前記反射部材とを一体化して前記反射部材への平行光の入射方向に平行に移動させる
ことを特徴とする薄層斜光照明装置。
【請求項３】
照明光である平行光を出射する光源手段と、
前記光源手段からの平行光を反射する反射部材と、
前記反射部材からの平行光を対物レンズの瞳面の周辺部に集光し、前記対物レンズへ前記照明光を導く光学素子と、
前記光源手段と前記光学素子との間に配置された視野絞りと、
少なくとも前記視野絞りと前記光源手段とを移動させる移動手段とを備えた
ことを特徴とする薄層斜光照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載の薄層斜光照明装置において、
前記視野絞りは、前記光源手段と前記反射部材との間に配置され、
前記移動手段は、前記視野絞りと前記光源手段とを一体化して前記視野絞りへの平行光の入射方向に垂直に移動させる
ことを特徴とする薄層斜光照明装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の薄層斜光照明装置と、
前記対物レンズを含み、前記薄層斜光照明装置によって照明された標本の像を形成する結像手段とを備えた
ことを特徴とする顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄層状の光によって標本の内部を局所的に照明する薄層斜光照明装置および顕微鏡に関し、特に、生物標本の蛍光観察（例えば細胞内の蛍光分子の微量検出）に好適な薄層斜光照明装置および顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
標本の内部をコントラスト良く観察するために、薄層斜光照明法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。この照明法では、視野絞りと対物レンズを介して標本の表面を斜光照明すると共に、表面に入射する照明光の角度を全反射条件の臨界角より僅かに小さくし、表面での照明光の屈折角を９０度より僅かに小さくする。
また、特許文献１には、対物レンズの焦点面を標本の深さ方向に移動させて、これに合わせて薄層状の照明光Ｌｏを深さ方向に移動させることにより、標本の内部の異なる深さの観察を行うことも提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８５９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
照明光Ｌｏの移動に当たっては、照明光源と対物レンズとの間の光学系（視野絞りを含む）を部分的に調整することになるが、その調整時に照明条件（照明光Ｌｏの光量や角度θなど）が変化しないように配慮しなければならない。しかしながら、上記の特許文献１には、対物レンズの焦点面の移動に応じて薄層状の照明光Ｌｏを移動させるために必要な構成について具体的な開示がない。
【０００４】
本発明の目的は、標本の内部における照明条件を一定に保ちながら、薄層状の照明光を標本の深さ方向に移動させることができる薄層斜光照明装置および顕微鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の薄層斜光照明装置は、照明光である平行光を出射する光源手段と、前記光源手段からの平行光を反射する反射部材と、前記反射部材からの平行光を対物レンズの瞳面の周辺部に集光し、前記対物レンズへ前記照明光を導く光学素子と、前記光源手段と前記光学素子との間に配置された視野絞りと、少なくとも前記視野絞りと前記反射部材とを移動させる移動手段とを備えたものである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の薄層斜光照明装置において、前記反射部材は、前記光源手段からの平行光を観察対象物に向けて垂直方向に反射し、前記移動手段は、前記視野絞りと前記反射部材とを一体化して前記反射部材への平行光の入射方向に平行に移動させるものである。
請求項３に記載の薄層斜光照明装置は、照明光である平行光を出射する光源手段と、前記光源手段からの平行光を反射する反射部材と、前記反射部材からの平行光を対物レンズの瞳面の周辺部に集光し、前記対物レンズへ前記照明光を導く光学素子と、前記光源手段と前記光学素子との間に配置された視野絞りと、少なくとも前記視野絞りと前記光源手段とを移動させる移動手段とを備えたものである。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の薄層斜光照明装置において、前記視野絞りは、前記光源手段と前記反射部材との間に配置され、前記移動手段は、前記視野絞りと前記光源手段とを一体化して前記視野絞りへの平行光の入射方向に垂直に移動させるものである。
請求項５に記載の顕微鏡は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の薄層斜光照明装置と、前記対物レンズを含み、前記薄層斜光照明装置によって照明された標本の像を形成する結像手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、標本の内部における照明条件を一定に保ちながら、薄層状の照明光を標本の深さ方向に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の薄層斜光照明装置１０は、図１に示す通り、略Ｌ字型の本体１１に収容され、光源１２と、コリメートレンズ１３と、視野絞り１４と、反射ミラー１５と、集光レンズ１６と、平行移動機構１７とで構成される。本体１１の一端部１Ａは、薄層斜光照明装置１０を図２に示す倒立型の蛍光顕微鏡３０の本体３１に装着する際、本体３１の中に挿入される部位である。なお、図１には薄層斜光照明装置１０の上面図、図２には蛍光顕微鏡３０（薄層斜光照明装置１０を含む）の側面図を示している。
【００１０】
薄層斜光照明装置１０において、光源１２からの照明光は、コリメートレンズ１３を介して平行光Ｌ１に変換され、後段の視野絞り１４に向けて出射される。光源１２とコリメートレンズ１３は、総じて、平行光Ｌ１を出射する手段（請求項の「光源手段」）として機能する。また、本実施形態では、コリメートレンズ１３の光軸１Ｂに対して光源１２を斜めに向けて配置するが、平行光Ｌ１のＡＡ断面における強度分布は、図３(ａ)に示す通り、光軸１Ｂのところでピークとなる。
【００１１】
なお、本実施形態では、光源１２を斜めに向けて配置したが、光源をレーザ光源とすれば、真っ直ぐに取り付けてもよい。これは、レーザ光自身に強度分布があるためである。
このような強度分布の平行光Ｌ１を想定して、後段の視野絞り１４には、図３(ｂ)に示す通り、光軸１Ｂと交わる箇所にスリット開口４Ａが設けられる。スリット開口４Ａの長手方向は、図１の紙面に垂直である。スリット開口４Ａを光軸１Ｂと交わる箇所に設けたことにより、視野絞り１４に入射する平行光Ｌ１のうちピーク強度付近の一部の光（平行光Ｌ２）を後段の反射ミラー１５に向けて出射することができる。なお、視野絞り１４のスリット開口４Ａを通過して反射ミラー１５に向かう平行光Ｌ２の進行方向は、コリメートレンズ１３の光軸１Ｂに平行であり、光源手段(１２,１３)からの平行光Ｌ１の出射方向に平行である。
【００１２】
反射ミラー１５は、コリメートレンズ１３の光軸１Ｂに対して４５度に傾けて配置され、視野絞り１４からの平行光Ｌ２を入射して垂直方向に反射する（請求項の「反射部材」に対応）。反射ミラー１５で反射した後の平行光Ｌ２は、後段の集光レンズ１６に向けて進行する。図１では、反射ミラー１５の法線方向が紙面に平行であり、反射ミラー１５で反射した後の平行光Ｌ２の進行方向も紙面に平行であり、その平行光Ｌ２の断面の長手方向は紙面に垂直となる。また、反射ミラー１５からの平行光Ｌ２の進行方向は、後段の集光レンズ１６の光軸１Ｃに平行である。
【００１３】
さらに、上記の視野絞り１４と反射ミラー１５は、それぞれ接着やビス止めなどにより共通の金物(不図示)に固定され、一体化ユニット１０Ａを構成している。一体化ユニット１０Ａは、平行移動機構１７のスライド板２１にビスなどを用いて固定されている。スライド板２１は、平行移動機構１７のベース板２２に不図示のコロを介して連結され、ベース板２２に対して平行移動可能となっている。ベース板２２は、薄層斜光照明装置１０の本体１１に固定されている。なお、本体１１には、その他、光源１２とコリメートレンズ１３と集光レンズ１６も固定されている。
【００１４】
また、平行移動機構１７には、スライド板２１とベース板２２の他、ばね２３とマイクロメータ２４とが設けられる。マイクロメータ２４のヘッド２Ａの先端は、スライド板２１に当接している。ばね２３の弾性を利用し、マイクロメータ２４を回してヘッド２Ａを出し引きすることにより、ベース板２２に対してスライド板２１を平行移動させ、一体化ユニット１０Ａを本体１１に対して平行移動させることができる。
【００１５】
その結果、一体化ユニット１０Ａを構成する視野絞り１４と反射ミラー１５とは、互いの位置関係を変えることなく、光源１２,コリメートレンズ１３,集光レンズ１６に対して平行移動することになる。ここで、一体化ユニット１０Ａの移動方向は、反射ミラー１５への平行光Ｌ２の入射方向に平行であり、第１実施形態ではコリメートレンズ１３の光軸１Ｂに平行である。
【００１６】
したがって、一体化ユニット１０Ａを上記の方向に平行移動させた場合でも、視野絞り１４のスリット開口４Ａは光軸１Ｂに沿って平行移動し（図４(ａ),(ｂ)）、視野絞り１４に入射する平行光Ｌ１と視野絞り１４との位置関係は一定に保たれる。このため、常に平行光Ｌ１のピーク強度付近の光を平行光Ｌ２として切り出すことができる。したがって、一体化ユニット１０Ａの平行移動によって平行光Ｌ２の光量が変化することはない。
【００１７】
また、一体化ユニット１０Ａを平行移動させると、反射ミラー１５で反射した後の平行光Ｌ２の進路は、集光レンズ１６の光軸１Ｃに対して垂直な方向へシフトすることになる（図４(ａ),(ｂ)）。ただし、その進行方向は、集光レンズ１６の光軸１Ｃに対して平行に保たれる。反射後の平行光Ｌ２のシフトの様子をＢＢ断面で示すと図５のようになる。図５には、図４(ａ),(ｂ)それぞれにおける平行光Ｌ２の進路と、集光レンズ１６の光軸１Ｃとの位置関係を併せて示した。
【００１８】
このように、本実施形態の薄層斜光照明装置１０では、視野絞り１４と反射ミラー１５とを一体化して互いの位置関係を変えることなく光軸１Ｂに沿って平行移動させるため、反射ミラー１５で反射した後の平行光Ｌ２について、その光量を一定に保ちながら、さらに、その進行方向を集光レンズ１６の光軸１Ｃに対して平行に保ちながら、その進路を光軸１Ｃに対してシフトさせることができる（図５）。
【００１９】
反射ミラー１５からの平行光Ｌ２は、集光レンズ１６（図１）を介して集光光Ｌ３に変換された後、薄層斜光照明装置１０の本体１１の一端部１Ａから図２に示す蛍光顕微鏡３０の本体３１の内部に導かれる。そして本体３１の内部において、薄層斜光照明装置１０からの集光光Ｌ３は、ダイクロイックミラー３２と対物レンズ３３とを介して、照明光Ｌ４がステージ３４に支持されている標本４０に入射する。
【００２０】
このとき、対物レンズ３３の瞳面３Ａ（図１）では、対物レンズ３３の光軸３Ｂとの交点Ｑ（瞳面３Ａの中心）から外れた周辺部Ｒに集光光Ｌ３が到達し、そこで焦点を結ぶ。このような集光作用は、薄層斜光照明装置１０の集光レンズ１６による。つまり、集光レンズ１６は、反射ミラー１５からの平行光Ｌ２を対物レンズ３３の瞳面３Ａの周辺部Ｒに集光する光学素子として機能する（請求項の「光学素子」に対応）。
【００２１】
また、瞳面３Ａにおける集光光Ｌ３の到達位置（周辺部Ｒ）は、瞳面３Ａと集光レンズ１６の光軸１Ｃとの交点に相当し、一体化ユニット１０Ａの平行移動によって平行光Ｌ２の進路を光軸１Ｃに対してシフトさせても（図４,図５）、動くことはない。すなわち、平行光Ｌ２の進路をシフトさせても、瞳面３Ａの常に同じ位置（周辺部Ｒ）に集光光Ｌ３を到達させることができる。
【００２２】
ただし、集光光Ｌ３が瞳面３Ａに入射するときの角度（例えば光軸１Ｃに対する角度）は、図６に示すような変化を示す。図６には、図４(ａ),(ｂ)それぞれにおける平行光Ｌ２に対応させて、集光光Ｌ３の入射角度の変化（傾き変化）を模式的に示した。図４,図６から分かるように、平行光Ｌ２の進路が光軸１Ｃから離れるほど、瞳面３Ａに対する集光光Ｌ３の入射角度は大きく傾くことになる。
【００２３】
ちなみに、瞳面３Ａは、集光レンズ１６と一体化ユニット１０Ａとコリメートレンズ１３を介して、光源１２に共役である。この共役関係を模式的に示すと図７(ａ)のようになる。図７(ａ)から分かるように、光源１２の各点から出射した光束は瞳面３Ａの各共役点に集光し、瞳面３Ａには光源１２の像が形成される。また、図７(ａ)の共役関係において、一体化ユニット１０Ａは平行光路上にある。このため、図７(ａ)の共役関係は、一体化ユニット１０Ａの平行移動とは無関係に保たれる。
【００２４】
上記のように、薄層斜光照明装置１０（図１）の集光レンズ１６のからの集光光Ｌ３は、対物レンズ３３の瞳面３Ａの周辺部Ｒに到達して焦点を結ぶと共に、一体化ユニット１０Ａの平行移動により、瞳面３Ａにおける到達位置（周辺部Ｒ）を変化させることなく、瞳面３Ａに対する入射角度のみが変化することになる（図６）。なお、瞳面３Ａに入射した集光光Ｌ３は瞳面３Ａを通過した後、対物レンズ３３の先端から出射して標本４０（図２）に対する照明光Ｌ４となる。瞳面３Ａの周辺部Ｒに焦点を結んだ集光光Ｌ３が標本４０に対する照明光Ｌ４となるため、この照明光Ｌ４は平行光である。
【００２５】
ここで、標本４０が生物標本（例えば水溶液中の生体細胞）である場合、標本４０の下方（対物レンズ３３の側）には、図８(ａ)に示す通り、カバーガラス４１が配置される。図８(ａ)は、標本４０と対物レンズ３３の先端付近を拡大した図である。また、カバーガラス４１と対物レンズ３３の先端との間は、オイルなどの浸液４２で満たされる。ちなみに、対物レンズ３３は、高開口数(ＮＡ＞１)の油浸系の対物レンズである。標本４０に対する照明光Ｌ４は、対物レンズ３３の先端から出射して浸液４２とカバーガラス４１とを介した後、標本４０の表面４Ｂに入射する。
【００２６】
標本４０の表面４Ｂは、対物レンズ３３(瞳面３Ａを含む)と図２のダイクロイックミラー３２と薄層斜光照明装置１０の集光レンズ１６と一体化ユニット１０Ａの反射ミラー１５(図１)を介して、視野絞り１４に共役である。この共役関係を模式的に示すと図７(ｂ)のようになる。図７(ｂ)の共役関係において、一体化ユニット１０Ａは非平行光路上にある。
【００２７】
このため、一体化ユニット１０Ａの平行移動によって視野絞り１４から瞳面３Ａまでの光路長が変化すると、図７(ｂ)の共役関係は崩れてしまう。しかし、本実施形態では、一体化ユニット１０Ａの平行移動によって、視野絞り１４と反射ミラー１５との位置関係（つまり視野絞り１４から反射ミラー１５までの光路長）が変化せず、かつ、反射ミラー１５から瞳面３Ａまでの光路長も変化しないため、視野絞り１４から瞳面３Ａまでの光路長を一定に保つことができる。
【００２８】
したがって、本実施形態の薄層斜光照明装置１０では、一体化ユニット１０Ａを平行移動させた場合でも、図７(ｂ)に示す視野絞り１４と標本４０の表面４Ｂとの共役関係を保つことができる。このとき、視野絞り１４のスリット開口４Ａの各点から出射した光束（上記の平行光Ｌ２）は、常に、標本４０の表面４Ｂの各共役点に集光する（照明光Ｌ４）。
【００２９】
また、標本４０の表面４Ｂにはスリット開口４Ａの像が形成され、このスリット像の範囲（照明光Ｌ４の入射範囲）が、照明範囲となる。表面４Ｂでのスリット像の範囲（照明範囲）は、図８(ａ)の表面４Ｂを対物レンズ３３側から見た図（図８(ｂ)）に示す通り、スリット開口４Ａと同様の細長い形状である。スリット像の長手方向は、図８(ａ)の紙面に垂直である。
【００３０】
一方、照明光Ｌ４が標本４０の表面４Ｂに入射するときの角度φは、対物レンズ３３の瞳面３Ａにおける集光光Ｌ３の到達位置（図１,図６の周辺部Ｒの位置)、つまり、瞳面３Ａと集光レンズ１６の光軸１Ｃとの交点の位置に応じて決まる。したがって、集光レンズ１６の光軸１Ｃを移動させなければ、標本４０の表面４Ｂに対する照明光Ｌ４の入射角度φを略一定に保つことができる。
【００３１】
そして、本実施形態の薄層斜光照明装置１０では、集光レンズ１６の光軸１Ｃの位置を予め調整することにより、標本４０の表面４Ｂに対する照明光Ｌ４の入射角度φを全反射条件の臨界角より僅かに小さくし、表面４Ｂでの照明光Ｌ４の屈折角が９０度より僅かに小さくなるように設定する。このため、照明光Ｌ４は表面４Ｂで全反射することなく標本４０の内部に向けて進行する。
【００３２】
さらに、標本４０の表面４Ｂに対する照明光Ｌ４の入射角度φが全反射条件の臨界角より僅かに小さく、照明光Ｌ４の入射範囲（照明範囲）が図８(ｂ)に示すようなスリット形状でかつ図８(ａ)の紙面に垂直方向に細長いため、標本４０の内部における照明光Ｌｏは、対物レンズ３３の光軸３Ｂに対して垂直に近い角度θで進行すると共に、光軸方向の非常に狭い範囲ｄ（＝数μｍ程度）を進行する薄層状の光となる。光軸方向は標本４０の深さ方向に相当する。
【００３３】
薄層状の照明光Ｌｏの角度θは、標本４０の表面４Ｂに対する照明光Ｌ４の入射角度φによって（延いては集光レンズ１６の光軸１Ｃの位置によって）決まる。また、薄層状の照明光Ｌｏの光軸方向の厚さ（つまり標本４０の内部での照明範囲ｄ）は、上記した照明光Ｌ４の入射角度φによって決まると共に、表面４Ｂにおける照明光Ｌ４の入射範囲によって（延いては視野絞り１４のスリット開口４Ａの大きさによって）決まる。
【００３４】
そして、標本４０の内部では、薄層状の照明光Ｌｏによって非常に狭い範囲ｄのみが局所的に照明され、それ以外（照明光Ｌｏと表面との間など）が照明されることはない。したがって、図８(ａ)のように対物レンズ３３の焦点面（これが観察面となる）を標本４０の内部に設定し、この焦点面とその近傍のみを薄層状の照明光Ｌｏによって局所的に照明することで、標本４０の内部の観察面を背景光の少ない状態でコントラスト良く観察することができる。
【００３５】
標本４０が生物標本の場合、標本４０の内部の観察面から発生した蛍光は、対物レンズ３３を介して集光され、図２に示す蛍光顕微鏡３０のダイクロイックミラー３２を透過して、カメラ３５に入射する。さらに、カメラ３５の内部では、撮影レンズを介して撮像素子に入射する。この場合には、標本４０の内部の観察面の蛍光像が、対物レンズ３３とカメラ３５の撮影レンズ（総じて請求項の「結像手段」に対応）を介して撮像素子上に形成される。したがって、撮像素子の出力を例えばモニタ(不図示)に出力することで、標本４０の内部の観察面をコントラスト良く観察できる。また、撮像素子の出力に基づいて、標本４０の細胞内の蛍光分子の微量検出を行うこともできる。さらに、観察面からの蛍光を接眼レンズ３６に導いて目視観察することもできる。
【００３６】
また、図８(ａ),図９(ａ)に示す通り、標本４０の内部の異なる深さで同様の観察を行うためには、対物レンズ３３の焦点面を標本４０の深さ方向に移動させて、これに合わせて薄層状の照明光Ｌｏを深さ方向に移動させればよい。ただし、その移動時に照明条件（照明光Ｌｏの角度θや光量など）が変化しないように配慮する必要がある。薄層状の照明光Ｌｏの深さ方向の移動には、上記した薄層斜光照明装置１０（図１）の一体化ユニット１０Ａが用いられる。
【００３７】
一体化ユニット１０Ａを平行移動させると、反射ミラー１５からの平行光Ｌ２は、その光量が一定のままで、その進路（図４,図５）が集光レンズ１６の光軸１Ｃに対してシフトする。このため、集光レンズ１６からの集光光Ｌ３は、その光量が一定のままで、瞳面３Ａにおける到達位置（図１,図６の周辺部Ｒ）もシフトせずに、瞳面３Ａに対する傾き角度のみが変化する。
【００３８】
したがって、瞳面３Ａを通過して対物レンズ３３の先端から出射した照明光Ｌ４は、その光量が一定のままで、標本４０の表面４Ｂに対する入射角度φ（図８(ａ),図９(ａ)）と、表面４Ｂにおける入射範囲の大きさ（図８(ｂ),図９(ｂ)）とを一定に保ちながら、その入射範囲の短手方向に沿って入射位置がシフトする（つまり対物レンズ３３の光軸３Ｂからの距離Ｄが変化する）ことになる。
【００３９】
照明光Ｌ４の光量を一定に保つことができるのは、視野絞り１４に入射する平行光Ｌ１と視野絞り１４との位置関係（図４）が変わらないからである。入射角度φを一定に保つことができるのは、瞳面３Ａにおいて、集光レンズ１６からの集光光Ｌ３の到達位置（図１,図６の周辺部Ｒ）がシフトしないからである。入射範囲の大きさは、スリットの幅で決定する。標本の深さ方向の入射位置をシフトさせることができるのは、瞳面３Ａにおいて、集光光Ｌ３の傾き角度が変化するからである。
【００４０】
このように、一体化ユニット１０Ａを平行移動させると、標本４０の表面４Ｂ（図８,図９）では、照明光Ｌ４の光量と入射角度φと入射範囲の大きさを一定に保ちながら、照明光Ｌ４の入射位置をシフトさせることができる。さらに、一体化ユニット１０Ａを平行移動させても、図７(ｂ)に示す視野絞り１４と表面４Ｂとの共役関係を保つことができるため、表面４Ｂにおける照明光Ｌ４の入射範囲の各点（視野絞り１４のスリット開口４Ａの各点に共役な点）において、照明光Ｌ４の入射角度φは略均一になる。
【００４１】
そして、標本４０の内部（図８,図９）では、薄層状の照明光Ｌｏの光量と角度θと光軸方向の厚さを一定に保ちながら、照明光Ｌｏが対物レンズ３３の光軸３Ｂに到達する位置を深さ方向にシフトさせることができる。さらに、図７(ｂ)の共役関係を保持することによって、表面４Ｂでの入射角度φの不均一性を回避できるため、薄層状の照明光Ｌｏの角度θの不均一性も回避できる。
【００４２】
したがって、本実施形態の薄層斜光照明装置１０では、一体化ユニット１０Ａを平行移動させることによって、標本４０の内部における照明条件を一定に保ちながら、薄層状の照明光Ｌｏを標本４０の深さ方向に移動させることができる。標本４０の内部における照明条件とは、照明光Ｌｏの光量,角度θ,照明範囲ｄおよび角度θの均一性に対応する。
また、薄層斜光照明装置１０を備えた蛍光顕微鏡３０では、対物レンズ３３の焦点面を標本４０の深さ方向に移動させたときに、薄層斜光照明装置１０の一体化ユニット１０Ａを平行移動させて、薄層状の照明光Ｌｏを標本４０の深さ方向に移動させることにより、標本４０の内部の異なる深さで同様の観察を行うことができる。このとき、照明条件が一定に保たれるため、標本４０の深さ方向に拘わらず高Ｓ/Ｎ比での薄層斜光照明観察を行うことができる。
【００４３】
なお、上記した第１実施形態では、図１に示す通り、視野絞り１４をコリメートレンズ１３と反射ミラー１４との間に配置したが、本発明はこれに限定されない。図１０に示す通り、視野絞り１４を反射ミラー１４と集光レンズ１６との間に配置する場合にも、同様の効果を得ることができる。この場合にも、一体化ユニット１０Ａの移動方向は、反射ミラー１５への平行光Ｌ２の入射方向に平行であり、本実施形態ではコリメートレンズ１３の光軸１Ｂに平行である。
【００４４】
また、上記した第１実施形態では、視野絞り１４からの平行光Ｌ２を反射ミラー１５によって垂直方向に反射する例（図１）と、コリメートレンズ１３からの平行光Ｌ１を反射ミラー１５によって垂直方向に反射する例（図１０）を説明したが、本発明はこれに限定されない。反射ミラー１５による反射方向が垂直以外でも、本発明を適用できる。この場合、視野絞り１４と反射ミラー１５に加えて、光源手段(１２,１３)も一体的に動かすことが好ましい。
【００４５】
また、上記した第１実施形態では、光源手段(１２,１３)を本体１１に固定する構成例を説明したが、本発明はこれに限定されない。次に説明する第２実施形態と同様に、光源手段(１２,１３)を別ユニットとし、交換可能としてもよい。
（第２実施形態）
第２実施形態の薄層斜光照明装置５０は、図１１(ａ)に示す通り、略Ｌ字型の本体(５１〜５３)を３つのユニット５１,５２,５３に分割して、そのうち２つのユニット５１,５２の各々に平行移動機構５４,５５を設け、残りのユニット５３に対して平行移動可能としたものである。
【００４６】
第２実施形態の薄層斜光照明装置５０では、光源手段(１２,１３)がユニット５１に収容され、視野絞り１４がユニット５２に収容され、反射ミラー１５が集光レンズ１６と共にユニット５３に収容される。このため、視野絞り１４は光源手段(１２,１３)と反射ミラー１５との間に配置されたことになる。ユニット５１の内部において、光源１２とコリメートレンズ１３との距離は常に一定に保たれる。
【００４７】
また、２つの平行移動機構５４,５５は、移動方向が同じであり、連結金具５６によって連結可能となっている。平行移動機構５４,５５を連結した場合には、一方の平行移動機構のばね２３を取り外し、他方の平行移動機構のマイクロメータ２４を回すことにより、２つの平行移動機構５４,５５を同時に同量だけ動かすことができる。平行移動機構５４,５５の移動方向は、視野絞り１４への平行光(図１の平行光Ｌ１と同じ）の入射方向に垂直であり、第２実施形態ではコリメートレンズ１３の光軸１Ｂに垂直である。
【００４８】
このように構成された第２実施形態の薄層斜光照明装置５０では、２つの平行移動機構５４,５５を連結金具５６によって連結し、ユニット５１,５２を連結することにより、光源手段(１２,１３)と視野絞り１４とを一体化して平行移動させることができる。この場合でも、上記の第１実施形態と同様、視野絞り１４に入射する平行光(Ｌ１)と視野絞り１４との位置関係を一定に保つことができ、視野絞り１４から対物レンズの瞳面３Ａまでの光路長も一定に保つことができるため、標本４０の内部における照明条件を一定に保ちながら、薄層状の照明光Ｌｏを標本４０の深さ方向に移動させることができる。
【００４９】
また、第２実施形態の薄層斜光照明装置５０では、平行移動機構５４,５５の連結金具５６を取り外すことにより、ユニット５１,５２（つまり光源手段(１２,１３)と視野絞り１４）を独立に平行移動させることもできる。
さらに、ユニット５１を取り外し、図１１(ｂ)に示す焦点距離の長いコリメートレンズ５７を備えた別のユニット５８に交換することもできる。ユニット５１をユニット５８に交換した場合でも、上記と同様、ユニット５８の光源手段(１２,５７)と視野絞り１４とを一体化して平行移動させることもできるし、独立に平行移動させることもできる。
【００５０】
また、ユニット５８の焦点距離の長いコリメートレンズ５７を用いた光源手段(１２,５７)では、視野絞り１４に向けて出射する平行光(Ｌ１)の強度分布（図３(ａ)）の明るさ勾配が平坦である。したがって、ユニット５８を取り付けた場合には、平行移動機構５４,５５の連結金具５６を外し、平行移動機構５４による光源手段(１２,５７)の移動を行わずに、平行移動機構５５による視野絞り１４の移動のみを行ってもよい。交換可能な光源ユニット(５１,５７)には波長域の異なる光源を設けてもよい。
（変形例）
なお、上記した実施形態では、薄層斜光照明装置１０,５０を倒立型の蛍光顕微鏡３０に組み込む例で説明したが、正立型の蛍光顕微鏡に組み込む場合にも本発明を適用できる。また、蛍光顕微鏡に限らず、一般的な光学顕微鏡にも本発明の薄層斜光照明装置を組み込むことができる。
【００５１】
さらに、上記した実施形態では、光源１２とコリメートレンズ１３(,５７)とで光源手段を構成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。平行光を出射可能な光源であれば、コリメートレンズを省略してもよい。
また、上記した実施形態では、平行移動機構を用いて一体化ユニット１０Ａやユニット５１,５２などを手動制御する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。一体化ユニット１０Ａやユニット５１,５２などを電動制御することにより、標本４０の内部の異なる深さの観察面で、高Ｓ/Ｎ比での薄層斜光照明観察を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態の薄層斜光照明装置１０の全体構成を示す図である。
【図２】薄層斜光照明装置１０を備えた蛍光顕微鏡３０の概略構成を示す図である。
【図３】図１のＡＡ断面における光源手段(１２,１３)からの平行光Ｌ１の強度分布(ａ)と、視野絞り１４のスリット開口４Ａの位置(ｂ)について説明する図である。
【図４】一体化ユニット１０Ａ（つまり視野絞り１４,反射ミラー１５）の平行移動について説明する図である。
【図５】図４(ａ)のＢＢ断面図における反射後の平行光Ｌ２のシフトの様子を説明するである。
【図６】集光レンズ１６からの集光光Ｌ３が瞳面３Ａに入射するときの傾き角度の変化について説明する図である。
【図７】対物レンズ３３の瞳面３Ａと光源１２との共役関係(ａ)と、標本４０の表面４Ｂと視野絞り１４との共役関係(ｂ)を説明する模式図である。
【図８】標本４０と対物レンズ３３の先端付近を拡大し、標本４０に対する照明光Ｌ４を説明する図である。
【図９】図８とは標本４０の内部の観察面が深さ方向に異なる場合において、標本４０に対する照明光Ｌ４を説明する図である。
【図１０】第１実施形態の変形例の薄層斜光照明装置の構成図である。
【図１１】第２実施形態の薄層斜光照明装置５０の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０，５０  薄層斜光照明装置
１０Ａ  一体化ユニット
１１，３１  本体
１２  光源
１３，５７  コリメートレンズ
１４  視野絞り
４Ａ  スリット開口
１５  反射ミラー
１６  集光レンズ
１７，５４，５５  平行移動機構
２１  ベース板
２２  スライド板
２３  ばね
２４  マイクロメータ
３０  蛍光顕微鏡
３２  ダイクロイックミラー
３３  対物レンズ
３Ａ  瞳面
３４  ステージ
３５  カメラ
３６  接眼レンズ
４０  標本
４Ｂ  表面
４１  スライドガラス
４２  浸液
５１，５２，５３，５８  ユニット
５６  連結金具
【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５】
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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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【図１１】
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