(57)【要約】【課題】顕微鏡の照明の汎用性を向上させる。【解決手段】投光管ユニット１０１は、顕微鏡の本体に着脱自在であり、落射照明モジュール１０３、全反射照明モジュール１０４およびスポット照明モジュール１０５を入射部１０１Ａに着脱することができる。入射部１０１Ａに装着された照明モジュールからの照明光が光束が広がりながら入射するとき、レンズ２７１乃至レンズ２７４を通過し、射出部１０１Ｃから射出される照明光は、顕微鏡の対物レンズの像側焦点面において結像し、照明モジュールからの照明光が平行光束として入射するとき、レンズ２７１乃至レンズ２７４を通過し、射出部１０１Ｃから射出される照明光は、顕微鏡の対物レンズの像側焦点面に平行光束として入射する。本発明は、例えば、顕微鏡用の照明装置に適用できる。【選択図】図５
2011118069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡に着脱自在なユニットであって、
異なる種類の照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する第１の入射部と、
前記第１の入射部から入射する光のうち、光束が広がりながら入射する光を前記顕微鏡の対物レンズの像側焦点面において結像させ、平行光束として入射する光を前記対物レンズの像側焦点面に平行光束として入射させる光学系と、
前記光学系を通過した光を外部に射出する射出部と
を備えるユニットを
含む顕微鏡用照明装置。
【請求項２】
前記ユニットは、
異なる種類の前記照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する第２の入射部をさらに備え、
前記光学系は、
前記第１の入射部と対向する第１のレンズと、
前記第２の入射部と対向する第２のレンズと、
前記第１のレンズと光軸が一致し、前記射出部と対向する第３のレンズと、
前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間に挿脱可能であり、前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間に挿入された状態で、前記第２のレンズを透過した光の向きを変更し、前記第３のレンズに入射させる第１の光路変更手段と
を備え、
前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間の光路長と、前記第２のレンズと前記第３のレンズとの間の光路長とが一致する
請求項１に記載の顕微鏡用照明装置。
【請求項３】
前記ユニットは、
異なる種類の前記照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する第３の入射部をさらに備え、
前記光学系は、
前記第１の入射部と前記第１のレンズとの間の光路に挿脱可能であり、前記第１の入射部と前記第１のレンズとの間の光路に挿入された状態で、前記第３の入射部から入射する光の向きを変更し、前記第１のレンズに入射させる第２の光路変更手段を
さらに備える請求項２に記載の顕微鏡用照明装置。
【請求項４】
前記ユニットは、
前記第２の入射部、前記第２のレンズ、前記第１の光路変更手段、および、前記第３のレンズを備え、前記顕微鏡に着脱自在な第１のユニットと、
前記第１の入射部、前記第３の入射部、前記第２の光路変更手段、および、前記第１のレンズを備え、前記第１のユニットに着脱自在な第２のユニットと
により構成される請求項３に記載の顕微鏡用照明装置。
【請求項５】
前記ユニットは、
異なる種類の前記照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する第２の入射部をさらに備え、
前記光学系は、
前記第１の入射部と対向する第１のレンズと、
前記第１のレンズと光軸が一致し、前記射出部と対向する第２のレンズと、
前記第１の入射部と前記第１のレンズとの間に挿脱可能であり、前記第１の入射部と前記第１のレンズとの間に挿入された状態で、前記第２の入射部から入射する光の向きを変更し、前記第１のレンズに入射させる光路変更手段と
を備える請求項１に記載の顕微鏡用照明装置。
【請求項６】
前記ユニットは、
異なる種類の前記照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する第２の入射部をさらに備え、
前記光学系は、
前記第１の入射部と対向する第１のレンズと、
前記第２の入射部および前記射出部と対向する第２のレンズと、
前記第２の入射部と前記第２のレンズとの間に挿脱可能であり、前記第２の入射部と前記第２のレンズとの間に挿入された状態で、前記第１のレンズを透過した光の向きを変更し、前記第２のレンズに入射させる光路変更手段と
を備える請求項１に記載の顕微鏡用照明装置。
【請求項７】
異なる種類の前記照明モジュールは、光源からの光を前記光学系を介して前記対物レンズの像側焦点面に結像させる第１の照明モジュール、光源からの光を前記光学系を介して前記対物レンズの像側焦点面に結像させるともに、結像位置を光軸方向および光軸に垂直な方向に調整可能な第２の照明モジュール、および、光源からの光を前記光学系を介して平行光束にして前記対物レンズの像側焦点面に入射させ、前記対物レンズを介して標本面に集光させるとともに、集光位置を光軸方向および光軸に垂直な方向に調整可能な第３の照明モジュールのうち少なくとも２つを含む
請求項１乃至６のいずれかに記載の顕微鏡用照明装置。
【請求項８】
着脱自在なユニットであって、
異なる種類の照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する入射部と、
前記入射部から入射する光のうち、光束が広がりながら入射する光を前記顕微鏡の対物レンズの像側焦点面において結像させ、平行光束として入射する光を前記対物レンズの像側焦点面に平行光束として入射させる光学系と、
前記光学系を通過した光を外部に射出する射出部と
を備えるユニットを含む顕微鏡用照明装置を
備える顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用照明装置および顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡の照明として、対物レンズの像側焦点面（後焦点面、瞳面）の所定の範囲内にレーザ光を集光し、レーザ光による平行光束をカバーガラスと標本の界面において全反射させることにより生じるエバネッセント光により、カバーガラス近傍の標本のごく薄い範囲に光を照射する全反射照明（TIRF（Total Internal Reflection Fluorescence）照明）が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来、顕微鏡の照明として、レーザ光を平行光束にして対物レンズに入射し、レーザ光を標本に集光させることにより、標本のごく狭い範囲に光を照射する照明（以下、スポット照明と称する）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、細胞などの標本の観察方法の多様化により、顕微鏡の照明に対する要望も多様化している。例えば、全反射照明とスポット照明を同時に使用したいという要望がある。より具体的には、例えば、全反射照明によりカバーガラス近傍の細胞のごく薄い範囲のみに照明を当て、背景光の少ない観察像を見ながら励起したい部分を探索し、励起したい部分を蛍光試薬により染色し、スポット照明により全反射照明とは異なる波長の光を染色した部分に照射できるようにすることが望まれている。
【０００６】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、顕微鏡の照明の汎用性を向上させるためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面の顕微鏡用照明装置は、顕微鏡に着脱自在なユニットであって、異なる種類の照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する第１の入射部と、前記第１の入射部から入射する光のうち、光束が広がりながら入射する光を前記顕微鏡の対物レンズの像側焦点面において結像させ、平行光束として入射する光を前記対物レンズの像側焦点面に平行光束として入射させる光学系と、前記光学系を通過した光を外部に射出する射出部とを備えるユニットを含む。
【０００８】
本発明の第１の側面の顕微鏡用照明装置においては、ユニットに装着された照明モジュールからの光が、光束が広がりながらユニットの光学系に入射する場合、対物レンズの像側焦点面において結像され、平行光束としてユニットの光学系に入射する場合、対物レンズの像側焦点面に平行光束として入射される。
【０００９】
本発明の第２の側面の顕微鏡は、着脱自在なユニットであって、異なる種類の照明モジュールを着脱することができ、装着された前記照明モジュールからの光が入射する入射部と、前記入射部から入射する光のうち、光束が広がりながら入射する光を前記顕微鏡の対物レンズの像側焦点面において結像させ、平行光束として入射する光を前記対物レンズの像側焦点面に平行光束として入射させる光学系と、前記光学系を通過した光を外部に射出する射出部とを備えるユニットを含む顕微鏡用照明装置を備える。
【００１０】
本発明の第２の側面の顕微鏡においては、ユニットに装着された照明モジュールからの光が、光束が広がりながらユニットの光学系に入射する場合、対物レンズの像側焦点面において結像され、平行光束としてユニットの光学系に入射する場合、対物レンズの像側焦点面に平行光束として入射される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１または第２の側面によれば、顕微鏡の照明の汎用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を示す左側面図である。
【図３】本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を示す上面図（Ａ矢視図）である。
【図４】本発明を適用した顕微鏡の光学系の構成を示す図である。
【図５】照明モジュールの組み合わせを説明するための図である。
【図６】落射照明モジュール、２つの全反射照明モジュールを組み合わせて使用する場合の顕微鏡の斜視図である。
【図７】落射照明モジュール、２つの全反射照明モジュールを組み合わせて使用する場合の顕微鏡の左側面図である。
【図８】落射照明モジュール、２つの全反射照明モジュールを組み合わせて使用する場合の顕微鏡の上面図（Ａ矢視図）である。
【図９】落射照明モジュール、２つの全反射照明モジュールを組み合わせて使用する場合の顕微鏡の光学系の構成を示す図である。
【図１０】落射照明モジュールのみを使用する場合の顕微鏡の斜視図である。
【図１１】落射照明モジュールのみを使用する場合の顕微鏡の左側面図である。
【図１２】落射照明モジュールのみを使用する場合の顕微鏡の上面図（Ａ矢視図）である。
【図１３】落射照明モジュールのみを使用する場合の顕微鏡の光学系の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１乃至図３は、本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を模式的に表した図である。図１は顕微鏡１１の斜視図、図２は顕微鏡１１の左側面図、および、図３は顕微鏡１１の上面図（Ａ矢視図）である。
【００１５】
なお、以下、顕微鏡１１において、双眼鏡筒３１が設けられている側（図１および図２の右側、図３の上側）を前側あるいは手前側と称し、その反対側（図１および図２の左側、図３の下側）を後側あるいは奥側と称する。また、以下、顕微鏡１１の左右方向をｘ軸方向と称し、前後方向をｙ軸方向と称し、上下方向をｚ軸方向と称する。
【００１６】
顕微鏡１１は、観察対象となる標本１２（図３）を入れた容器１３がステージ２６に載置され、ステージ２６の下方に配設されている対物レンズ２８（図２）を介して、標本１２を下方から観察する、いわゆる倒立顕微鏡と称される種類のものである。
【００１７】
また、顕微鏡１１は、透過照明、落射照明、全反射照明、スポット照明の最大４種類の照明を行うことが可能である。
【００１８】
具体的には、顕微鏡ボディ２１の後端の支柱２１ａの上端には、透過照明用光源２２が設けられている。透過照明用光源２２から発せられる透過照明光が、透過照明用光源２２から手前側に向かって延びる透過照明装置２３により光軸Ｌ１に沿って下方に照射される。光軸Ｌ１上には、支持アーム２１ｂにより支持されたコンデンサターレット２４に装着されているコンデンサレンズ２５が配置されており、透過照明光は、コンデンサレンズ２５を介して、ステージ２６上の標本１２に照射される。
【００１９】
支持アーム２１ｂは支柱２１ａに沿って上下に動かすことができ、コンデンサターレット２４およびコンデンサレンズ２５の光軸Ｌ１方向の位置を調整することができる。また、コンデンサターレット２４は、コンデンサレンズ２５以外に、例えば、リング絞りなどがセットされた観察用カセット（図示せず）を装着することができ、コンデンサターレット２４を回転させて、光軸Ｌ１上に配置される光学部品を切替えることができる。
【００２０】
顕微鏡ボディ２１の奥には、ブロック２１ｄおよび調整部材２１ｃを貫通するように、モジュール落射照明装置３４が装着されている。モジュール落射照明装置３４は、後述するように、落射照明モジュール１０３、全反射照明モジュール１０４、および、スポット照明モジュール１０５の３種類の照明モジュールを自由に組み合わせることにより、落射照明光、全反射照明光、および、スポット照明光の３種類の照明光の中から、標本１２の観察に用いる照明光の組み合わせを自由に選択することができる。
【００２１】
なお、図１乃至図３では、モジュール落射照明装置３４が、投光管ユニット１０１、光路切替ユニット１０２、落射照明モジュール１０３、全反射照明モジュール１０４、および、スポット照明モジュール１０５により構成される例を示している。
【００２２】
投光管ユニット１０１は、各照明モジュールからの照明光を射出部１０１Ｃから射出し、顕微鏡１１の本体部に導入するためのユニットである。投光管ユニット１０１は、顕微鏡ボディ２１のブロック２１ｄおよび調整部材２１ｃを貫通するように、ブロック２１ｄの後方の図示せぬ落射照明装置装着部に装着されている。また、投光管ユニット１０１の左側面には、キャップ１０６ａが装着されている。キャップ１０６ａは、ミラー２７２（図４）を交換するときに取り外され、ミラー２７２を交換した後、装着される。
【００２３】
光路切替ユニット１０２は、光路切替ユニット１０２に装着されている照明モジュールから射出される照明光の光路を切り替え、投光管ユニット１０１に導入する照明光を切り替えるためのユニットである。光路切替ユニット１０２は、投光管ユニット１０１の後面の入射部１０１Ｂに装着されている。また、光路切替ユニット１０２の右側面には、キャップ１０６ｂが装着されている。キャップ１０６ｂは、ミラー２６１（図４）を交換するときに取り外され、ミラー２６１を交換した後、装着される。
【００２４】
落射照明モジュール１０３は、右端に設けられている落射照明用光源１２１から発せられた落射照明光を、投光管ユニット１０１内の光学系、または、投光管ユニット１０１および光路切替ユニット１０２内の光学系を介して、対物レンズ２８の像側焦点面（後焦点面、瞳面）に結像させるモジュールユニットである。図１乃至図３では、落射照明モジュール１０３は、長手方向が装着面に対して垂直になるように、投光管ユニット１０１の右側面の入射部１０１Ａに装着されている。
【００２５】
全反射照明モジュール１０４は、光ファイバ３６を介して接続されているレーザ台２０１（図４）から導入されるレーザ光（以下、全反射照明光と称する）を、投光管ユニット１０１内の光学系、または、投光管ユニット１０１および光路切替ユニット１０２内の光学系を介して、対物レンズ２８の像側焦点面に結像させるモジュールユニットである。図１乃至図３では、全反射照明モジュール１０４は、長手方向が装着面に対して垂直になるように、光路切替ユニット１０２の後面の入射部１０２Ａに装着されている。
【００２６】
全反射照明モジュール１０４の左側の後端付近には、モータ（図示せず）を内蔵する電動駆動部１３１が突出するように設けられている。このモータは、図４を参照して後述するように、全反射照明光のｘ軸方向の照射位置を電動で調整するために用いられる。また、全反射照明モジュール１０４の上側の後端付近には、マイクロメータねじ１３２が設けられている。マイクロメータねじ１３２は、図４を参照して後述するように、全反射照明光のｙ軸方向の照射位置を手動で調整するために用いられる。さらに、全反射照明モジュール１０４の上側の中央付近には、前後方向に動かすことができる集光位置調整レバー１３３が設けられている。集光位置調整レバー１３３は、図４を参照して後述するように、全反射照明光の光軸方向の集光位置（結像位置）を調整するために用いられる。
【００２７】
スポット照明モジュール１０５は、光ファイバ３７を介して接続されているレーザ台２０２（図４）から導入されるレーザ光（以下、スポット照明光と称する）を、投光管ユニット１０１内の光学系、または、投光管ユニット１０１および光路切替ユニット１０２内の光学系を介して、平行光として対物レンズ２８の像側焦点面に導入し、標本面に集光させるモジュールユニットである。図１乃至図３では、スポット照明モジュール１０５は、長手方向が装着面に対して垂直になるように、光路切替ユニット１０２の左側面の入射部１０２Ｂに装着されている。
【００２８】
スポット照明モジュール１０５の左端には、集光位置調整ダイヤル１４１が設けられている。集光位置調整ダイヤル１４１は、図４を参照して後述するように、スポット照明光の光軸方向の集光位置（結像位置）を調整するために用いられる。また、スポット照明モジュール１０５の左端付近の手前側および上側には、マイクロメータねじ１４２，１４３が設けられている。マイクロメータねじ１４２，１４３は、図４を参照して後述するように、スポット照明光のｘ軸方向およびｙ軸方向の照射位置を調整するために用いられる。
【００２９】
なお、以下、落射照明モジュール１０３、全反射照明モジュール１０４、および、スポット照明モジュール１０５を個々に区別する必要がない場合、単に照明モジュールと称する。
【００３０】
顕微鏡ボディ２１のブロック２１ｄには、視野絞りユニット３５が左側面から挿入されて、視野絞り２７３（図４）がモジュール落射照明装置３４の光軸にセットされる。そして、視野絞りユニット３５のレバー５１を回転させることにより、モジュール落射照明装置３４の視野絞り２７３を調整することができる。
【００３１】
そして、モジュール落射照明装置３４の投光管ユニット１０１の射出部１０１Ｃから射出された照明光は、フィルタブロックターレット２９に入射し、レボルバ２７に装着されている対物レンズ２８の方向に反射され、対物レンズ２８を通してステージ２６上の標本１２に照射される。
【００３２】
また、標本からの観察光（例えば、標本を透過した光、標本が発した蛍光、標本による反射光など）は、対物レンズ２８、および、フィルタブロックターレット２９に装着されているフィルタブロック（例えば、図４のフィルタブロック２８１ａ，２８１ｂ）などを通して、鏡筒ベース３０を介して顕微鏡ボディ２１と接続されている双眼鏡筒３１、および、ポート３２に装着されているカメラ３３に入射する。そして、ユーザは、観察光による像を、双眼鏡筒３１を介して観察したり、カメラ３３により撮影したりすることができる。
【００３３】
ステージ２６は、鏡筒ベース３０によりその一端が支持されるとともに、図示せぬ駆動機構により、ｘ軸方向およびｙ軸方向に移動させることができ、ステージ２６上の標本１２の観察位置を調整することができる。また、レボルバ２７は、顕微鏡ボディ２１の調整部材２１ｃにより、光軸Ｌ１に沿ってｚ軸方向に移動させることができ、対物レンズ２８の光軸Ｌ１方向（図４の矢印Ａ７の方向）の位置を調整し、対物レンズ２８のピントを調整することができる。さらに、レボルバ２７は、対物レンズ２８以外に、図示しない複数の種類の対物レンズを装着することができ、レボルバ２７を回転させて、光軸Ｌ１上に配置される対物レンズを切替え、複数の種類の対物レンズを使用した観察を行なうことができる。また、フィルタブロックターレット２９は、各種のフィルタブロックを装着することができるとともに、光軸Ｌ１に平行な回転軸を中心に回転可能に構成されおり、その回転軸を中心に回転させて、光軸Ｌ１上に配置されるフィルタブロックを切替えることができる。
【００３４】
図４は、図１乃至図３の顕微鏡１１の光学系の構成の例を示している。なお、図４では、標本１２を入れるための容器１３の部分を、図１乃至図３より詳細に示している。すなわち、図４において、標本１２は、ガラスボトムディッシュ３１１内の溶液３１２内に浸され、カバーガラス３１３により保護されている。また、対物レンズ２８のカバーガラス３１３と接する部分には、オイル３１４が満たされている。
【００３５】
まず、落射照明光が標本１２に照射されるまでの光路について説明する。
【００３６】
落射照明モジュール１０３の落射照明用光源１２１から発せられた落射照明光は、集光レンズ２３１により集められ、レンズ２３２により開口絞り２３３の開口絞り面において結像する。開口絞り面において結像した落射照明光は、光束が広がりながら入射部１０１Ａから投光管ユニット１０１に入射する。
【００３７】
投光管ユニット１０１に入射した落射照明光は、入射部１０１Ａと対向するように設けられているレンズ２７１を透過し、平行光束となり、ミラー２７２に入射する。なお、ミラー２７２は、ハーフミラー、ダイクロイックミラー、フルミラー、ビームスプリッタなど各種のミラーに交換することが可能であるが、以下、ダイクロイックミラーによりミラー２７２を構成した場合について説明する。
【００３８】
ミラー２７２に入射した落射照明光は、ミラー２７２を挟んで入射部１０１Ｂと対向するとともに、射出部１０１Ｃと対向するように設けられ、フィルタブロックターレット２９に光を導入するためのレンズ２７４の方向に反射される。そして、落射照明光は、標本面での視野を制限するための視野絞り２７３を通過し、レンズ２７４を透過し、レンズ２７４により集光されながら、射出部１０１Ｃから射出され、フィルタブロックターレット２９に入射する。
【００３９】
フィルタブロックターレット２９に入射した落射照明光は、フィルタブロック２８１ａの波長選択フィルタ２９１により所定の波長成分のみが透過され、ダイクロイックミラー２９２により、対物レンズ２８の方向に反射され、対物レンズ２８に入射する。このとき、落射照明光は、対物レンズ２８の像側焦点面付近において集光（結像）し、対物レンズ２８により平行光束となり、標本１２に照射される。
【００４０】
次に、全反射照明光が標本１２に照射されるまでの光路について説明する。
【００４１】
レーザ台２０１は、互いに波長域が異なるレーザ光を射出するレーザ光源２１１ａ，２１１ｂを備えている。レーザ光源２１１ａから射出されたレーザ光（以下、レーザ光Ａと称する）は、ミラー２１３ａによりダイクロイックミラー２１３ｂの方向に反射され、ダイクロイックミラー２１３ｂにより調光ユニット２１４の方向に反射される。レーザ光源２１１ｂから射出されたレーザ光（以下、レーザ光Ｂと称する）は、ダイクロイックミラー２１３ｂを透過し、調光ユニット２１４に入射する。
【００４２】
調光ユニット２１４は、透過する波長域が可変なフィルタであり、入射したレーザ光のうち設定されている波長成分のみを透過し、それ以外の波長成分を遮断する。調光ユニット２１４を透過したレーザ光は、集光レンズ２１６により集光され、光ファイバ３６に導入され、光ファイバ３６を介して、全反射照明モジュール１０４に導入される。
【００４３】
なお、レーザ光源２１１ａ，２１１ｂの前には、それぞれシャッタ２１２ａ，２１２ｂが設けられており、各レーザ光源から射出されるレーザ光を個別に遮断することができる。また、調光ユニット２１４と集光レンズ２１６との間には、シャッタ２１５が設けられており、全反射照明モジュール１０４に導入するレーザ光を遮断することができる。図示せぬコントロールユニットは、シャッタ２１２ａ，２１２ｂ、調光ユニット２１４、および、シャッタ２１５を制御することにより、全反射照明モジュール１０４に導入するレーザ光の選択および調光を行う。
【００４４】
光ファイバ３６を介してレーザ台２０１から全反射照明モジュール１０４に導入されたレーザ光（全反射照明光）は、レンズ２４１およびレンズ２４２により結像された後、光束が広がりながら入射部１０２Ａから光路切替ユニット１０２に入射し、ミラー２６１に入射する。なお、ミラー２６１は、ハーフミラー、ダイクロイックミラー、フルミラー、ビームスプリッタなどの各種のミラーに交換することが可能であるが、以下、ダイクロイックミラーによりミラー２６１を構成した場合について説明する。
【００４５】
ミラー２６１に入射した全反射照明光は、ミラー２６１を透過し、ミラー２６１を挟んで入射部１０２Ａと対向するように設けられているレンズ２６２を透過し、平行光束となり、入射部１０１Ｂから投光管ユニット１０１に入射する。
【００４６】
投光管ユニット１０１に入射した全反射照明光は、ミラー２７２を透過し、視野絞り２７３を通過し、レンズ２７４を透過し、射出部１０１Ｃから射出され、フィルタブロックターレット２９に入射する。
【００４７】
フィルタブロックターレット２９に入射した全反射照明光は、フィルタブロック２８１ａのダイクロイックミラー２９２により、対物レンズ２８の方向に反射され、対物レンズ２８に入射する。なお、全反射照明を行なう場合、通常、フィルタブロック２８１ａ内に波長選択フィルタ２９１は設けられない。
【００４８】
このとき、集光位置調整レバー１３３を用いて、レンズ２４１を矢印Ａ２の方向（光軸方向）に移動させることにより、レンズ２６２およびレンズ２７４による全反射照明光の集光位置（結像位置）を調整することができる。すなわち、全反射照明モジュール１０４は、全反射照明光の集光位置を光軸方向に調整することができるフォーカス調整機構を有している。そして、このフォーカス調整機構により、全反射照明光の集光位置を対物レンズ２８の像側焦点面に合わせることにより、対物レンズ２８を透過した全反射照明光は、平行光束となり、標本１２に照射される。なお、このフォーカス調整機構により、全反射照明光の集光位置を、対物レンズ毎に異なる像側焦点面に正確に合わせることができる。
【００４９】
また、電動駆動部１３１に内蔵されているモータにより、光ファイバ３６の射出口の位置を矢印Ａ１に対して垂直な方向に調整することにより、対物レンズ２８に入射する全反射照明光のｘ軸方向の位置を調整することができる。さらに、マイクロメータねじ１３２により、光ファイバ３６の射出口の位置を矢印Ａ１の方向に調整することにより、対物レンズ２８に入射する全反射照明光のｙ軸方向の位置を調整することができる。すなわち、全反射照明モジュール１０４は、全反射照明光の集光位置を対物レンズ２８の像側焦点面内の任意の位置に移動させることができるシフト量調整機構を有している。
【００５０】
対物レンズ２８の像側焦点面内の全反射照明光の集光位置が変化すると、標本１２への全反射照明光の入射角が変化する。そして、対物レンズ２８の像側焦点面の所定の範囲（カバーガラス３１３と標本１２の界面において全反射する条件を満たす範囲）内に全反射照明光を集光させ、全反射照明光による平行光束を標本１２に照射することにより、エバネッセント光により、カバーガラス３１３近傍の標本１２のごく薄い範囲に光が照射されるようになる。
【００５１】
次に、スポット照明光が標本１２に照射されるまでの光路について説明する。
【００５２】
レーザ台２０２は、互いに波長域が異なるレーザ光を射出するレーザ光源２２１ａ，２２１ｂを備えている。レーザ光源２２１ａから射出されたレーザ光（以下、レーザ光Ｃと称する）は、ミラー２２３ａによりダイクロイックミラー２２３ｂの方向に反射され、ダイクロイックミラー２２３ｂにより調光ユニット２２４の方向に反射される。レーザ光源２２１ｂから射出されたレーザ光（以下、レーザ光Ｄと称する）は、ダイクロイックミラー２２３ｂを透過し、調光ユニット２２４に入射する。
【００５３】
調光ユニット２２４は、透過する波長域が可変なフィルタであり、入射したレーザ光のうち設定されている波長成分のみを透過し、それ以外の波長成分を遮断する。調光ユニット２２４を透過したレーザ光は、集光レンズ２２６により集光され、光ファイバ３７に導入され、光ファイバ３７を介して、スポット照明モジュール１０５に導入される。
【００５４】
なお、レーザ光源２２１ａ，２２１ｂの前には、それぞれシャッタ２２２ａ，２２２ｂが設けられており、各レーザ光源から射出されるレーザ光を個別に遮断することができる。また、調光ユニット２２４と集光レンズ２２６との間には、シャッタ２２５が設けられており、スポット照明モジュール１０５に導入するレーザ光を遮断することができる。図示せぬコントロールユニットは、シャッタ２２２ａ，２２２ｂ、調光ユニット２２４、および、シャッタ２２５を制御することにより、スポット照明モジュール１０５に導入するレーザ光の選択および調光を行う。
【００５５】
光ファイバ３７を介してレーザ台２０２からスポット照明モジュール１０５に導入されたレーザ光（スポット照明光）は、レンズ２５１を透過し、平行光束となり、入射部１０２Ｂから光路切替ユニット１０２に入射する。
【００５６】
光路切替ユニット１０２に入射したスポット照明光は、ミラー２６１によりレンズ２６２の方向に反射され、レンズ２６２を透過し、入射部１０１Ｂから投光管ユニット１０１に入射する。
【００５７】
投光管ユニット１０１に入射したスポット照明光は、ミラー２７２を透過した後、レンズ２５１およびレンズ２６２により、視野絞り２７３の視野絞り面において結像される。視野絞り面において結像したスポット照明光は、レンズ２７４により平行光束となり、射出部１０１Ｃから射出され、フィルタブロックターレット２９に入射する。
【００５８】
フィルタブロックターレット２９に入射したスポット照明光は、ダイクロイックミラー２９２により対物レンズ２８の方向に反射され、対物レンズ２８を透過し、標本１２付近において集光し、標本１２のごく狭い範囲に光が照射される。なお、スポット照明を行なう場合、通常、フィルタブロック２８１ａ内に波長選択フィルタ２９１は設けられない。
【００５９】
このとき、集光位置調整ダイヤル１４１により光ファイバ３７の射出口の位置を矢印Ａ４の方向（光軸方向）に移動させ、光ファイバ３７の射出口とレンズ２５１との間の距離を調整することにより、スポット照明光の集光位置（結像位置）を光軸方向に調整することができる。すなわち、スポット照明モジュール１０５は、スポット照明光の集光位置を光軸方向に調整することができるフォーカス調整機構を有している。そして、このフォーカス調整機構により、スポット照明光により標本１２を照射する面積を調整することができる。
【００６０】
また、マイクロメータねじ１４２，１４３により、光ファイバ３７の射出口の位置を矢印Ａ３の方向、および、矢印Ａ３に対して垂直な方向（紙面に垂直な方向）に調整することにより、対物レンズ２８に入射するスポット照明光のｘ軸方向およびｙ軸方向の位置を調整することができる。すなわち、スポット照明モジュール１０５は、スポット照明光の集光位置を光軸と直交する面内の任意の位置に移動させることができるシフト量調整機構を有している。このシフト量調整機構により、スポット照明光により標本１２を照射する位置を調整することができる。
【００６１】
そして、落射照明光、全反射照明光、または、スポット照明光による標本１２からの観察光（例えば、標本１２が発した蛍光、標本１２による反射光など）は、対物レンズ２８により集められ、ダイクロイックミラー２９２により、観察に必要な波長成分のみ透過され、不要な波長成分は反射される。そして、ダイクロイックミラー２９２を透過した観察光のうち所定の波長の光が、波長選択フィルタ２９３を透過し、顕微鏡ボディ２１内の結像レンズ３０１に入射する。結像レンズ３０１を透過した観察光は、ビームスプリッタ３０２により、２つの光束に分離され、一方は、カメラ３３の像面IMに結像する。また、他方は、レンズ３０３を透過し、ミラー３０４によりレンズ３０５の方向に反射され、レンズ３０５およびレンズ３０６を透過し、ミラー３０７により接眼レンズ３０８の方向に反射され、接眼レンズ３０８を透過した観察光による像が、観察者により観察される。
【００６２】
なお、本実施の形態では記載していないが、レーザ安全上の対策として、レーザ光を用いた観察を行う際は、直接眼で観察できないように双眼鏡筒３１への光路が遮断され、カメラ光路のみが使用できるインターロック機能を具備している。
【００６３】
なお、ミラー２６１は矢印Ａ５に示される方向に動かすことができ、入射部１０２Ａとレンズ２６２の間に挿脱することが可能である。そして、ミラー２６１を全反射照明光の光路から外すことにより、全反射照明光がミラー２６１により減衰されずに標本１２に照射されるようになるとともに、スポット照明光が標本１２に照射されなくなる。また、例えば、ミラー２６１をフルミラーにすることにより、スポット照明光がミラー２６１により減衰されずに標本１２に照射されるようになるとともに、全反射照明光が標本１２に照射されなくなる。
【００６４】
さらに、ミラー２７２は矢印Ａ６に示される方向に動かすことができ、入射部１０１Ｂとレンズ２７４との間に挿脱することが可能である。そして、ミラー２７２を全反射照明光およびスポット照明光の光路から外すことにより、全反射照明光およびスポット照明光がミラー２７２により減衰されずに標本１２に照射されるようになるとともに、落射照明光が標本１２に照射されなくなる。さらに、例えば、ミラー２７２をフルミラーにすることにより、落射照明光がミラー２７２により減衰されずに標本１２に照射されるようになるとともに、全反射照明光およびスポット照明光が標本１２に照射されなくなる。
【００６５】
このように、ミラー２６１およびミラー２７２により、レーザ台２０１を操作せずに、全反射照明光、スポット照明光および落射照明光の中から、標本１２に照射する照明光を任意に１つ以上選択することができる。
【００６６】
また、ミラー２６１の透過率および反射率を変えることにより、標本１２に照射する全反射照明光とスポット照明光の強さの比率を調整することができる。さらに、ミラー２７２の透過率および反射率を変えることにより、標本１２に照射する全反射照明光、スポット照明光および落射照明光の強さの比率を調整することができる。
【００６７】
すなわち、全反射照明光、スポット照明光および落射照明光の中から１つ以上を任意に選択して、単独で、あるいは、任意の組み合わせで、標本１２に照射することができる。また、各照明光の強さの比率を調整することができる。
【００６８】
また、落射照明光および全反射照明光を対物レンズ２８の像側焦点面に集光するレンズと、対物レンズ２８に入射するスポット照明光を平行光束にするレンズをレンズ２７４により共有することにより、部品数を削減し、モジュール落射照明装置３４を小型化することができる。
【００６９】
さらに、上述したように、モジュール落射照明装置３４では、落射照明モジュール１０３、全反射照明モジュール１０４、および、スポット照明モジュール１０５の３種類の照明モジュールを自由に組み合わせて使用することが可能である。
【００７０】
具体的には、図５に示されるように、投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａには、落射照明モジュール１０３、全反射照明モジュール１０４、および、スポット照明モジュール１０５の３種類の照明モジュールのいずれも着脱することが可能である。また、投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂには、光路切替ユニット１０２を装着することが可能である。さらに、光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ａおよび１０２Ｂには、それぞれ３種類の照明モジュールのいずれも着脱することが可能である。
【００７１】
また、投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａ、並びに、光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ａおよび１０２Ｂのいずれの入射部に各照明モジュールを装着しても、各モジュールから射出される照明光が、ほぼ同じ条件の光路を通過してから、投光管ユニット１０１の射出部１０１Ｃから射出されるように設計されている。
【００７２】
具体的には、投光管ユニット１０１のレンズ２７１とレンズ２７４との間の光路長と、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着したときの光路切替ユニット１０２のレンズ２６２と投光管ユニット１０１のレンズ２７４との間の光路長が同じになるように設計されている。また、投光管ユニット１０１のレンズ２７１と光路切替ユニット１０２のレンズ２６２とは、ほぼ同じ性能のレンズが用いられている。
【００７３】
さらに、落射照明モジュール１０３を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａに装着したときの落射照明用光源１２１と投光管ユニット１０１のレンズ２７１との間の光路長、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着し、落射照明モジュール１０３を光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ａに装着したときの落射照明用光源１２１と光路切替ユニット１０２のレンズ２６２との間の光路長、および、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着し、落射照明モジュール１０３を光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ｂに装着したときの落射照明用光源１２１と光路切替ユニット１０２のレンズ２６２との間の光路長が同じになるように設計されている。
【００７４】
これにより、投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａ、並びに、光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ａおよび１０２Ｂのいずれの入射部に落射照明モジュール１０３を装着しても、落射照明用光源１２１から射出される落射照明光は、同じ性能のレンズおよび同じ光路長を通過して、投光管ユニット１０１の射出部１０１Ｃから射出されるようになる。従って、ミラー２６１およびミラー２７２による影響を除けば、落射照明モジュール１０３をいずれの入射部に装着しても、投光管ユニット１０１の射出部１０１Ｃからほぼ同様の状態の落射照明光を射出することが可能になる。
【００７５】
同様に、全反射照明モジュール１０４を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａに装着したときの全反射照明モジュール１０４のレンズ２４２と投光管ユニット１０１のレンズ２７１との間の光路長、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着し、全反射照明モジュール１０４を光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ａに装着したときの全反射照明モジュール１０４のレンズ２４２と光路切替ユニット１０２のレンズ２６２との間の光路長、および、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着し、全反射照明モジュール１０４を光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ｂに装着したときの全反射照明モジュール１０４のレンズ２４２と光路切替ユニット１０２のレンズ２６２との間の光路長が同じになるように設計されている。
【００７６】
従って、ミラー２６１およびミラー２７２による影響を除けば、全反射照明モジュール１０４をいずれの入射部に装着しても、投光管ユニット１０１の射出部１０１Ｃからほぼ同様の状態の全反射照明光を射出することが可能になる。
【００７７】
また、同様に、スポット照明モジュール１０５を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａに装着したときのスポット照明モジュール１０５のレンズ２５１と投光管ユニット１０１のレンズ２７１との間の光路長、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着し、スポット照明モジュール１０５を光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ａに装着したときのスポット照明モジュール１０５のレンズ２５１と光路切替ユニット１０２のレンズ２６２との間の光路長、および、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着し、スポット照明モジュール１０５を光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ｂに装着したときのスポット照明モジュール１０５のレンズ２５１と光路切替ユニット１０２のレンズ２６２との間の光路長が同じになるように設計されている。
【００７８】
従って、ミラー２６１およびミラー２７２による影響を除けば、スポット照明モジュール１０５をいずれの入射部に装着しても、投光管ユニット１０１の射出部１０１Ｃからほぼ同様の状態のスポット照明光を射出することが可能になる。
【００７９】
以上のようにして、モジュール落射照明装置３４では、落射照明モジュール１０３、全反射照明モジュール１０４、および、スポット照明モジュール１０５の３種類の照明モジュールを、最大３つまで自由に組み合わせて使用することができる。
【００８０】
なお、モジュール落射照明装置３４では、異なる種類の照明モジュールを組み合わせて使用するだけでなく、同じ種類の照明モジュールを２つ以上組み合わせて使用することも可能である。
【００８１】
図６乃至図９は、落射照明モジュール１０３、および、２つの全反射照明モジュール１０４を組み合わせて使用する場合の顕微鏡１１の構成の例を示している。図６は顕微鏡１１の斜視図、図７は顕微鏡１１の左側面図、図８は顕微鏡１１の上面図（Ａ矢視図）、および、図９は顕微鏡１１の光学系の構成図である。
【００８２】
なお、図６乃至図９において、２つの全反射照明モジュール１０４を区別するために、投光管ユニット１０１に装着されている方を全反射照明モジュール１０４ａと称し、光路切替ユニット１０２に装着されている方を全反射照明モジュール１０４ｂと称する。また、図６乃至図９において、全反射照明モジュール１０４ａの各部の符合の末尾に“ａ”を付し、全反射照明モジュール１０４ｂの各部の符合の末尾に“ｂ”を付している。さらに、図６乃至図９において、２つの光ファイバ３６を区別するために、全反射照明モジュール１０４ａに接続されている方を光ファイバ３６ａと称し、全反射照明モジュール１０４ｂに接続されている方を光ファイバ３６ｂと称する。
【００８３】
図６乃至図９のモジュール落射照明装置３４では、図１乃至図４のモジュール落射照明装置３４と比較して、投光管ユニット１０１および光路切替ユニット１０２の取り付け方向が異なっている。すなわち、図６乃至図９のモジュール落射照明装置３４では、投光管ユニット１０１が、入射部１０１Ａが左に来るように顕微鏡ボディ２１に装着され、光路切替ユニット１０２が、入射部１０２Ａが右に来るように投光管ユニット１０１の入射部１０１Ｂに装着されている。また、全反射照明モジュール１０４ａが、投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａに装着され、全反射照明モジュール１０４ｂが、光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ａに装着され、落射照明モジュール１０３が、光路切替ユニット１０２の入射部１０２Ｂに装着されている。
【００８４】
落射照明モジュール１０３の落射照明用光源１２１から発せられた落射照明光は集光レンズ２３１により集められ、レンズ２３２により開口絞り２３３の開口絞り面において結像する。開口絞り面において結像した落射照明光は、光束が広がりながら入射部１０２Ｂから光路切替ユニット１０２に入射する。光路切替ユニット１０２に入射した落射照明光は、ミラー２６１を透過し、レンズ２６２により平行光束となり、入射部１０１Ｂから投光管ユニット１０１に入射する。投光管ユニット１０１に入射した落射照明光は、ミラー２７２を透過し、視野絞り２７３を通過し、レンズ２７４を透過し、レンズ２７４により集光されながら、射出部１０１Ｃから射出され、フィルタブロックターレット２９に入射する。
【００８５】
また、光ファイバ３６ａを介して、図示せぬレーザ台から全反射照明モジュール１０４ａに導入された全反射照明光（以下、全反射照明光Ａと称する）は、レンズ２４１aおよびレンズ２４２ａにより結像された後、光束が広がりながら入射部１０１Ａから投光管ユニット１０１に入射する。投光管ユニット１０１に入射した全反射照明光Ａは、レンズ２７１を透過し、ミラー２７２によりレンズ２７４の方向に反射され、視野絞り２７３を通過し、レンズ２７４を透過し、レンズ２７４により集光されながら、射出部１０１Ｃから射出され、フィルタブロックターレット２９に入射する。
【００８６】
さらに、光ファイバ３６ｂを介して、図示せぬレーザ台から全反射照明モジュール１０４ｂに導入された全反射照明光（以下、全反射照明光Ｂと称する）は、レンズ２４１ｂおよびレンズ２４２ｂにより結像された後、光束が広がりながら入射部１０２Ａから光路切替ユニット１０２に入射する。光路切替ユニット１０２に入射した全反射照明光Ｂは、ミラー２６１によりレンズ２６２の方向に反射され、レンズ２６２を透過し、入射部１０１Ｂから投光管ユニット１０１に入射する。投光管ユニット１０１に入射した全反射照明光Ｂは、ミラー２７２および視野絞り２７３を透過し、レンズ２７４により集光されながら、射出部１０１Ｃから射出され、フィルタブロックターレット２９に入射する。
【００８７】
このように、２つの全反射照明モジュール１０４を組み合わせて用いることにより、全反射照明モジュール１０４毎にそれぞれ結像位置の微調整を行うことができるので、レーザ光（全反射照明光）の波長を切り替えたときに発生する色収差の影響を容易に防止することができる。
【００８８】
なお、モジュール落射照明装置３４では、例えば、３つの全反射照明モジュール１０４を組み合わせて用いることも可能であるし、２つ以上のスポット照明モジュール１０５を組み合わせて用いることも可能である。
【００８９】
なお、照明モジュールを１つしか使用しない場合、光路切替ユニット１０２を投光管ユニット１０１に装着する必要はない。
【００９０】
図１０乃至図１３は、落射照明モジュール１０３を１つのみ使用する場合の顕微鏡１１の構成の例を示している。図１０は顕微鏡１１の斜視図、図１１は顕微鏡１１の左側面図、図１２は顕微鏡１１の上面図（Ａ矢視図）、および、図１３は顕微鏡１１の光学系の構成図である。
【００９１】
図１０乃至図１３のモジュール落射照明装置３４では、落射照明モジュール１０３が、投光管ユニット１０１の入射部１０１Ａに装着され、入射部１０１Ｂにキャップ１０６ｃが装着されている。なお、落射照明モジュール１０３から射出される落射照明光の光路は、図１乃至図４の場合と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００９２】
以上のように、顕微鏡１１のモジュール落射照明装置３４では、照明モジュールを自由に選択して組み合わせて使用することができるので、予算や顕微鏡１１の使用目的に応じて、適切な照明装置を柔軟かつ容易に構築することができる。例えば、まずは、図１０乃至図１３に示されるように、投光管ユニット１０１および落射照明モジュール１０３のみのシステムを構築し、全反射照明やスポット照明が必要になった時点で、光路切替ユニット１０２、全反射照明モジュール１０４、スポット照明モジュール１０５を追加することが可能である。従って、使用する予定のない照明を購入したり、持っていない照明が必要になったときに、その照明を備えた顕微鏡を新たに購入したりする必要がなくなる。
【００９３】
また、モジュール落射照明装置３４では、投光管ユニット１０１および光路切替ユニット１０２を取り付ける向きを変えたり、各照明モジュールを取り付ける位置を自由に選択することができるので、ユーザの操作性を向上させたり、使用環境に適したレイアウトを構築したりすることが可能である。
【００９４】
なお、使用するレーザ光の種類は、上述した４種類に限定されるものではない。例えば、コンフォーカル光を照射するための照明モジュールを追加するようにしてもよい。
【００９５】
また、以上の説明では、光ファイバ３６の射出口の位置を調整することにより、全反射照明光の対物レンズ２８への入射位置を調整する例を示したが、例えば、ガルバノミラー等の光学素子を用いて、光軸を振ることにより、対物レンズ２８への入射位置を高速に制御するようにしてもよい。
【００９６】
さらに、以上の説明では、全反射照明モジュール１０４とスポット照明モジュール１０５とで、異なるレーザ台を使用する例を示したが、１台のレーザ台を共用し、導入するレーザ光を分配して、各照明モジュールに導入するようにしてもよい。
【００９７】
また、投光管ユニット１０１と光路切替ユニット１０２の構成は、上述した例に限定されるものではなく、例えば、１つのユニットにより構成したり、３つ以上のユニットにより構成したり、レンズ２６２を投光管ユニット１０１に設けたりすることも可能である。
【００９８】
さらに、複数の照明モジュールを１度に装着する必要がない場合、例えば、投光管ユニット１０１にミラー２７２を設けずに、レンズ２７４と同じ光軸上にレンズ２７１を設けるようにして、装着された照明モジュールからの照明光の向きを変更せずに、そのまま射出部１０１Ｃから出射するようにしてもよい。
【００９９】
また、全反射照明用の光は、例えば、ランプ光源からの光を集光した光でもよい。
【０１００】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１１  顕微鏡，  １２  標本，  ２１  顕微鏡ボディ，  ２６  ステージ，  ２８  対物レンズ，  ３４  モジュール落射照明装置，  ３６，３７  光ファイバ，  １０１  投光管ユニット，  １０１Ａ，１０１Ｂ  入射部，  １０１Ｃ  射出部，  １０２  光路切替ユニット，  １０２Ａ，１０２Ｂ  入射部，  １０３  落射照明モジュール，  １０４  全反射照明モジュール，  １０５  スポット照明モジュール，  １２１  落射照明用光源，  ２０１，２０２  レーザ台，  ２３１  集光レンズ，  ２３２  レンズ，  ２３３  開口絞り，  ２４１  レンズ，  ２４２，２５１  レンズ，  ２６１  ミラー，  ２６２  レンズ，  ２７１  レンズ，  ２７２  ミラー，  ２７３  視野絞り，  ２７４  レンズ，  ３１３  カバーガラス
【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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【図１２】
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【図１３】
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