(57)【要約】【課題】  対物レンズの大型化を招くことなく、観察視野周辺の光量を十分に確保でき、良好な観察画像を得ることが可能な顕微鏡を提供する。【解決手段】  ランプハウス１１からの照明光を、中空ミラー２２を介し、対物レンズ１４の外周部に形成された照明光路を通して、標本１６に照射させる顕微鏡１において、中空ミラー２２と対物レンズ１４との間に、照明光の光束径を変換する光学部材２５（例えば、中空形状のプリズム）を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照明光を中空ミラーを介し対物レンズの外周部に形成された照明光路を通して標本に照射させる、落射暗視野観察が可能な顕微鏡において、
前記中空ミラーと前記対物レンズとの間に、前記照明光の光束径を変換する光学部材を有することを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記光学部材は、中空形状のプリズムであることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記光学部材は、同心円状に複数個のプリズムを配置してなることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記光学部材は、中空形状のミラーであることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記光学部材は、中空形状のレンズであることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記光学部材は、前記中空ミラーを介した前記照明光の光束径を前記対物レンズの径に合わせて変換することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の顕微鏡。
【請求項７】
光源からの照明光を中空ミラーを介し対物レンズの外周部に形成された照明光路を通して標本に照射させる、落射暗視野観察が可能な顕微鏡において、
前記中空ミラーを凹面ミラーで構成し、前記中空ミラーを介した前記照明光の光束径を前記対物レンズの径に合わせて変換する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、暗視野観察が可能な顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡の暗視野観察では、その観察方法の特性上、強い照明光を必要とする。一方、標本からの観察光の光量は、照明光の光量と比較すると少ないために、照明光が観察光に少しでも混入するとフレアとなってしまう。そこで、暗視野観察時に照明光が観察光に混入するのを防ぐため、顕微鏡の鏡筒内に遮光部材（遮光筒）を配置し、照明光路と観察光路とを分けて構成している（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような落射暗視野観察が可能な顕微鏡においては、光源から射出された照明光は中空ミラーに照射され、この中空ミラーで反射された照明光が対物レンズの外周部に形成された照明光路を経た後、対物レンズの先端近傍に設けられたリング状ミラーを介して標本に照射される。標本で反射した反射光は、対物レンズを通り、中空ミラーを経て、結像レンズに入射し、この結像レンズで結像された像を接眼レンズを介して観察することにより、標本の落射暗視野観察が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０８０３９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような顕微鏡では、対物レンズが巨大化するのを防ぐため、暗視野照明光路を広く取ることができない。そうすると、中空ミラーの穴を広く取れないために、観察光の周辺光が中空ミラーにケラレ、周辺減光が生じる。周辺減光を低減させようと中空ミラーを大きくすると対物レンズも大きくなってしまう。しかしながら、対物レンズの径を大きくすると、対物レンズ自体の大きさや重さが増し、操作性が悪化する。また、顕微鏡全体の大型化にもつながり、好ましくない。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、対物レンズの大型化を招くことなく、観察視野周辺の光量を十分に確保でき、良好な観察画像を得ることが可能な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】
このような目的を達成するため、本発明は、光源からの照明光を中空ミラーを介し対物レンズの外周部に形成された照明光路を通して標本に照射させる、落射暗視野観察が可能な顕微鏡において、前記中空ミラーと前記対物レンズとの間に、前記照明光の光束径を変換する光学部材を有する。
【０００８】
なお、本発明の顕微鏡において、前記光学部材は、中空形状のプリズムであってもよい。
【０００９】
また、本発明の顕微鏡において、前記光学部材は、同心円状に複数個のプリズムを配置したものであってもよい。
【００１０】
また、本発明の顕微鏡において、前記光学部材は、中空形状のミラーであってもよい。
【００１１】
また、本発明の顕微鏡において、前記光学部材は、中空形状のレンズであってもよい。
【００１２】
また、本発明の顕微鏡において、前記光学部材は、前記中空ミラーを介した前記照明光の光束径を前記対物レンズの径に合わせて変換することが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、光源からの照明光を中空ミラーを介し対物レンズの外周部に形成された照明光路を通して標本に照射させる、落射暗視野観察が可能な顕微鏡において、前記中空ミラーを凹面ミラーで構成し、前記中空ミラーを介した前記照明光の光束径を前記対物レンズの径に合わせて変換する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、対物レンズの大型化を招くことなく、観察視野周辺の光量を十分に確保でき、良好な観察画像を得ることが可能な顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る顕微鏡の側面図である。
【図２】暗視野観察状態を示す。
【図３】明視野観察状態を示す。
【図４】光学部材（中空プリズム）の平面図を示す。
【図５】暗視野ブロック及び遮光部材の一構成例を示す。
【図６】対物レンズの照明光路に配置されたフライアイレンズと、これに対応する光学部材（リング状に配置された複数のプリズム）の平面図を示す。
【図７】中空ミラーを凹面ミラーとした場合の暗視野観察状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態に係る顕微鏡について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解の容易化のためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。この点に関しては補正・訂正後においても同様である。
【００１７】
図１は、実施の形態に係る顕微鏡の側面図である。
【００１８】
図１において、ランプハウス１１からの照明光は、照明光学系１２を介して後述する暗視野観察用のフィルタブロック１３（以後、「暗視野ブロック」と記す）に導かれる。暗視野ブロック１３中の後述する中空ミラーで反射された照明光は、対物レンズ１４外周部の暗視野照明光路に入射し、前記暗視野照明光路を介してステージ１５に載置された標本１６に照射される。なお、対物レンズ１４はレボルバ１９に配置されて、適宜交換可能になっている。
【００１９】
標本１６からの光は、対物レンズ１４で集光され、暗視野ブロック１３の中空ミラーの中空部分を通過して、結像光学系１７を介して接眼レンズ１８で観察者に標本像が観察される。このようにして、暗視野観察可能な顕微鏡１が構成されている。また、顕微鏡１は、暗視野ブロック１３を後述する明視野用のフィルタブロック４１に交換することで明視野観察が可能となる。
【００２０】
なお、以降の説明では倒立型顕微鏡１を元に説明するが、倒立型顕微鏡に限定されないことは言うまでもない。また、標本１６への照明は落射照明に限定されず透過照明であっても良い。また、顕微鏡１のフィルタブロックは、顕微鏡１の光路に挿脱可能に構成され、暗視野ブロック１３と明視野用のフィルタブロック４１とを適宜光路に挿脱することで暗視野観察と明視野観察とを容易に切替えることが可能である。なお、フィルタブロックは挿脱に限定されず他の交換可能な機構を用いることも可能である。
【００２１】
次に、顕微鏡１における暗視野観察及び明視野観察について説明する。図２は暗視野観察状態を示し、図３は明視野観察状態を示す。なお、以下の説明において、顕微鏡１を構成する筐体は図示及び説明を省略している。
【００２２】
図２において、ランプハウス１１からの照明光は、暗視野用レンズ２１でリング状の光束にされ、暗視野ブロック１３の暗視野用中空ミラー２２（以後、「中空ミラー」と記す）に入射する。中空ミラー２２で反射された光束は、その光束径が光学部材２５で対物レンズ１４の径に合わせて変換された後、対物レンズ１４に入射し、対物レンズ１４の外周部を通り、対物レンズ１４の先端近傍に配置されたリング状のミラー１４ａで反射され標本１６に照射される。
【００２３】
なお、光学部材２５は、中空ミラー２２と対物レンズ１４との間に設けられており、照明光の光束径を対物レンズ１４の径に合わせて変換する働きをする。本実施形態において、光学部材２５は、図４に示すように、中空形状（リング状）のプリズムで構成されている。
【００２４】
この構成によれば、観察視野の周辺光量を十分に確保するために、照明光の光束径を大きくし、これに伴い中空ミラー２２の径を大きく形成したときでも、照明光の光路上に配置された光学部材２５により、大きな径のリング状の照明光を対物レンズ１４の径に合わせて小さな径のリング状の照明光へと変換することができる。その結果、対物レンズ１４の径を大きくすることなく、周辺減光の無い、良好な観察画像を得ることが可能となる。また、対物レンズ１４には従来品が使えるため、製造コストを抑えることも可能である。
【００２５】
対物レンズ１４の内部には、暗視野観察時に照明光の混入を防止するための円筒状の遮蔽部材１４ｂが配置されている。遮蔽部材１４ｂは照明光と観察光とを分離する働きをする。
【００２６】
標本１６からの観察光は対物レンズ１４により集められて略平行光にされ、遮蔽部材１４ｂの内側の光路を通過し、暗視野ブロック１３に入射し、中空ミラー２２の中空部を通り、（結像光学系１７を構成する）第２対物レンズ２３により像面２４に結像される。
【００２７】
また、暗視野観察時には、遮光部材３１が、暗視野ブロック１３と対物レンズ１４との間の光路中に、該光路に対して挿脱可能に設けられている。遮光部材３１は、照明光と観察光とを分離する働きをする。なお、遮光部材３１は、暗視野ブロック１３の挿入に連動して光路から挿脱するようにしても良いし、暗視野ブロック１３を遮光部材３１に一体的に形成して光路から挿脱するようにしても良いし、それぞれ個別に光路から挿脱するようにしても良い。
【００２８】
但し、内壁の表面形状が滑らかな遮光部材を設置した場合は、暗視野観察時に内壁で反射した光が観察光に混入してフレアとなる可能性がある。従って、遮光部材３１の内壁には遮光線が設けられていることが望ましい。
【００２９】
このように暗視野観察時には遮光部材３１が光路に挿入されているため、照明光によるフレアの無い、良好な暗視野画像を得ることができる。
【００３０】
次に、明視野観察状態について図３を参照しつつ説明する。
【００３１】
図２に示す暗視野観察状態から、図３に示す明視野観察状態への切替は、暗視野ブロック１３を光路から抜き取り、明視野用のフィルタブロック４１（以後、「明視野ブロック」と記す）を光路に挿入する。暗視野用レンズ２１は、暗視野ブロック１３と共に光路から抜き取られる。また、光学部材２５及び遮光部材３１も暗視野ブロック１３と共に光路から抜き取られる。このように、暗視野用ブロック１３（暗視野用レンズ２１を含む）と明視野用ブロック４１とを交換することで明視野観察が可能になる。なお、両ブロック１３、４１、光学部材２５及び遮光部材３１の光路中への挿脱は、手動で行っても良いし、公知の交換手段を用いて自動で行っても良い。
【００３２】
図３において、ランプハウス１１からの照明光は、明視野ブロック４１のハーフミラー４２に入射し、ハーフミラー４２で対物レンズ１４方向に反射され、対物レンズ１４を介して標本１６を照明する。標本１６からの観察光は、対物レンズ１４により集光され、明視野ブロック４１に戻り、一部がハーフミラー４２を通過し、（結像光学系１７を構成する）第２対物レンズ２３で像面２４に結像される。
【００３３】
この際、暗視野照明光と観察光を隔てる円筒状の遮光部材３１（図中破線で示す）があると、図中黒塗りで示す光束がこの遮光部材３１でケラレ、像面２４において周辺減光が発生するが、本実施の形態に係る顕微鏡１では、明視野観察時には遮光部材３１が光路から除かれているため、図中黒塗りで示す光束がケラレることが無い。これにより、周辺減光の無い、良好な明視野画像を得ることができる。
【００３４】
次に、顕微鏡１に使用される暗視野ブロック１３、光学部材２５及び遮光部材３１の挿脱構成の一構成例について、図５を参照しつつ説明する。図５は光路に挿脱可能に構成された暗視野ブロック１３、光学部材２５及び遮光部材３１の一構成例を示す図である。なお、顕微鏡１の筐体は図示を省略している。
【００３５】
図５において、顕微鏡１は、暗視野ブロック１３を光路から挿脱可能にするため、顕微鏡１の筐体（像面側）に固定され、メスアリ部５１ａを有する支持部材５１と、このメスアリ部５１ａと嵌合させ、メスアリ部５１ａに対して摺動可能に形成されたオスアリ部５２ａを有する支持部材５２とを有する。支持部材５２には、暗視野ブロック１３が固定されている。
【００３６】
また、顕微鏡１は、光学部材２５及び遮光部材３１を光路から挿脱可能にするため、顕微鏡１の筐体（物体側）に固定され、メスアリ部５４ａを有する支持部材５４と、このメスアリ部５４ａと嵌合させ、メスアリ部５４ａに対して摺動可能に形成されたオスアリ部５３ａを有する支持部材５３とを有する。支持部材５３には、光学部材２５及び遮光部材３１が固定されている。
【００３７】
なお、支持部材５１，５２，５３，５４には、光束を通すための開口部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂがそれぞれ設けられている。
【００３８】
このような構成によれば、暗視野ブロック１３を光路に挿脱する際には、オスアリ部５２ａをメスアリ部５１ａに嵌合させ、暗視野ブロック１３が固定されている支持部材５２を図中紙面垂直方向にスライド移動させることで達成できる。また、光学部材２５及び遮光部材３１を光路から挿脱する際には、オスアリ部５３ａをメスアリ部５４ａに嵌合させ、光学部材２５及び遮光部材３１が固定されている支持部材５４を図中紙面垂直方向にスライド移動させることで達成できる。
【００３９】
また、明視野ブロック４１にも暗視野ブロック１３と同様の支持部材５２を持たせておくことで、光路中への交換挿脱を達成することができる。
【００４０】
また、暗視野ブロック１３の筐体１３ａに、光学部材２５や遮光部材３１を固定し一体的に形成することで、暗視野ブロック１３と光学部材２５や遮光部材３１とを一緒に光路に挿脱可能に構成することもできる。この構成では、上記支持部５３、５４は不要となる。
【００４１】
更に、暗視野ブロック１３の筐体１３ａ又は遮光部材３１に突出可能な契合ピン等を設けておき、外部からの切替操作によってピンが突出したときは暗視野ブロック１３と遮光部材３１が一体化するような構造としておくことで、暗視野ブロック１３と遮光部材３１とを同時に光路へ挿脱可能とする構成と、別々に挿脱可能な構成とを切り替えることができる。このとき光学部材２５を遮光部材３１に固定し一体的に形成することで、光学部材２５を遮光部材３１に付随させ、上記のような光路中への交換挿脱を達成することができる。
【００４２】
なお、フィルタブロック１３、４１、光学部材２５及び遮光部材３１の交換・挿脱手段は上記に限らず、適宜変更できることは言うまでもない。また、手動に限らず、自動で行うようにすることもできる。
【００４３】
上記構成の顕微鏡１によれば、光路に挿脱可能に構成された暗視野ブロック１３、光学部材２５、遮光部材３１、及び明視野ブロック４１を用いることにより、暗視野観察時には暗視野ブロック１３、光学部材２５及び遮光部材３１を光路に挿入することで、フレアの無い、良好な暗視野画像を得ることができ、明視野観察時には暗視野ブロック３１を明視野ブロック４１に交換し、かつ、光学部材２５及び遮光部材３１を光路から除くことで、ケラレによる周辺減光の無い、良好な明視野画像を得ることができる。
【００４４】
更に、本実施形態の顕微鏡１によれば、照明光の光束径を大きくし、これに伴い中空ミラー２２の径も大きく形成したときでも、照明光の光路上に配置した光学部材２５によって、照明光の光束径を対物レンズ１４の径に合わせて変換することができる。ゆえに、対物レンズ１４の大型化を招くことなく、観察視野周辺の光量を十分に確保でき、良好な観察画像を得ることが可能である。
【００４５】
なお、本実施形態に係る顕微鏡１は、上記構成に限定されるものではない。
【００４６】
例えば、図６に示すように、対物レンズ１４の照明光路には複数のレンズエレメント１４ｅが（間隔を隔ててあるいは互いに隣接して）集まってほぼリング状に配置されたフライアイレンズが内蔵されている。そこで、光学部材２５として、図４に示すように中空形状の連続したプリズムを用いるのではなく、フライアイレンズを構成する各レンズエレメント１４ｅに対応するように（間隔を隔ててあるいは互いに隣接して）集まってリング状に配置された複数のプリズム２５ａを用いても構わない。
【００４７】
また、光学部材２５として、上述の実施形態のように中空形状のプリズムではなく、中空形状のミラーを用いてもよい。このときも上記プリズムと同様に、フライアイレンズを構成する各レンズエレメント１４ｅに対応するように（間隔を隔ててあるいは互いに隣接して）集まってリング状に配置された複数のミラーで構成しても構わない。また、光学部材２５として、中空形状のレンズを用いてもよい。
【００４８】
また、図７に示すように、中空ミラー２２を、平面ミラーではなく凹面ミラー２６に変更すれば、上述のように光学部材２５を用いることなく、照明光束の光束系を小さく変換することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  顕微鏡
１１  ランプハウス（光源）
１２  照明光学系
１３  フィルタブロック（暗視野ブロック）
１４  対物レンズ
１５  ステージ
１６  標本
１７  結像光学系
１８  接眼レンズ
１９  レボルバ
２１  暗視野用レンズ
２２  暗視野用中空ミラー（中空ミラー）
２３  第２対物レンズ
２４  像面
２５  光学部材（中空形状のプリズム）
３１  遮光部材
４１  フィルタブロック（明視野ブロック）
４２  ハーフミラー
５１，５２，５３，５４  支持部材
【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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