(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を出射する光源と、
前記照明光を標本へ照射するコンデンサレンズと、
前記光源と前記コンデンサレンズの間に配置された、それぞれ正のパワーを有する２枚のレンズからなるコレクタレンズと、を備え、
前記コレクタレンズは、前記標本側を前側、前記光源側を後側と定義したとき、当該コレクタレンズの後側焦点位置を、前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズのレンズ面であって前記コンデンサレンズに最も近いレンズ面の間に有し、
前記２枚のレンズのうちの前記光源に近いレンズは、フレネルパターンが形成されたレンズ面を前記光源側に向けたフレネルレンズである
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項２】
照明光を出射する光源と、
前記照明光を標本へ照射するコンデンサレンズと、
前記光源と前記コンデンサレンズの間に配置された、それぞれ正のパワーを有する２枚のレンズからなるコレクタレンズと、を備え、
前記コレクタレンズは、前記標本側を前側、前記光源側を後側と定義したとき、当該コレクタレンズの後側焦点位置を、前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズのレンズ面であって前記コンデンサレンズに最も近いレンズ面の間に有し、
前記２枚のレンズのうちの前記コンデンサレンズに近いレンズは、フレネルパターンが形成されたレンズ面を前記コンデンサレンズ側に向けたフレネルレンズである
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項３】
請求項２に記載の顕微鏡照明装置において、
前記２枚のレンズのうちの前記光源に近いレンズは、フレネルパターンが形成されたレンズ面を前記光源側に向けたフレネルレンズである
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか1項に記載の顕微鏡照明装置において、
前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズの後側焦点位置との距離をＦＢとし、前記２枚のレンズの合成焦点距離である前記コレクタレンズの焦点距離をＦとするとき、以下の条件式
０＜ＦＢ／Ｆ≦０．３
を満たすことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の顕微鏡照明装置において、さらに、
前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズの後側焦点位置との間に、前記照明光を拡散させる光拡散手段を備える
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載の顕微鏡照明装置において、
前記光拡散手段は、前記コレクタレンズのレンズ面に形成された光拡散パターンである
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の顕微鏡照明装置において、
前記コレクタレンズは、前記光源上の一点から出射した光を収斂光束に変換する正のパワーを有する
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の顕微鏡照明装置において、
前記フレネルレンズのレンズ面であってフレネルパターンが形成されたレンズ面は、非球面形状を前記フレネルパターンに変換した形状を有する
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の顕微鏡照明装置において、
前記フレネルレンズは、樹脂材料からなる
ことを特徴とする顕微鏡照明装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の顕微鏡照明装置を備える
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、顕微鏡に採用される照明装置（以降、顕微鏡照明装置と記す）、及び、顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡照明装置に含まれる光学系には、光源から出射した光を光学系に取り込むコレクタレンズが含まれている。コレクタレンズは一般的に複雑な形状を有しているため、製造原価を抑えることが難しい。このことが、顕微鏡照明装置の製造原価の低減を妨げる一要因となっている。顕微鏡照明装置に関連する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０９４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術によれば、コレクタレンズのレンズ面に耐熱処理を施す必要がないため、照明装置の製造原価を低減させることができる。ただし、この技術は、コレクタレンズ自体の製造原価を低減させるものではない。このため、コレクタレンズ自体の製造原価を低減することで、照明装置の製造原価をさらに低減する技術が求められている。
【０００５】
一方、顕微鏡に求められる照明性能は観察倍率によって異なっている。低倍から高倍までの広い観察倍率範囲にわたって良好な観察を実現するためには、顕微鏡照明装置に含まれるコレクタレンズの役割は極めて重要である。
【０００６】
以上のような実情を踏まえ、本発明は、製造原価を低減可能であり、低コストで広い観察倍率範囲内で良好な照明が可能な顕微鏡照明装置及び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】
本発明の第１の態様は、照明光を出射する光源と、前記照明光を標本へ照射するコンデンサレンズと、前記光源と前記コンデンサレンズの間に配置された、それぞれ正のパワーを有する２枚のレンズからなるコレクタレンズと、を備え、前記コレクタレンズは、前記標本側を前側、前記光源側を後側と定義したとき、当該コレクタレンズの後側焦点位置を、前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズのレンズ面であって前記コンデンサレンズに最も近いレンズ面の間に有し、前記２枚のレンズのうちの前記光源に近いレンズは、フレネルパターンが形成されたレンズ面を前記光源側に向けたフレネルレンズである顕微鏡照明装置を提供する。
本発明の第２の態様は、照明光を出射する光源と、前記照明光を標本へ照射するコンデンサレンズと、前記光源と前記コンデンサレンズの間に配置された、それぞれ正のパワーを有する２枚のレンズからなるコレクタレンズと、を備え、前記コレクタレンズは、前記標本側を前側、前記光源側を後側と定義したとき、該コレクタレンズの後側焦点位置を、前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズのレンズ面であって前記コンデンサレンズに最も近いレンズ面の間に有し、前記２枚のレンズのうちの前記コンデンサレンズに近いレンズは、フレネルパターンが形成されたレンズ面を前記コンデンサレンズ側に向けたフレネルレンズである顕微鏡照明装置を提供する。
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の顕微鏡照明装置において、前記２枚のレンズのうちの前記光源に近いレンズは、フレネルパターンが形成されたレンズ面を前記光源側に向けたフレネルレンズである顕微鏡照明装置を提供する。
【０００８】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡照明装置において、前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズの後側焦点位置との距離をＦＢとし、前記２枚のレンズの合成焦点距離である前記コレクタレンズの焦点距離をＦとするとき、以下の条件式を満たす顕微鏡照明装置を提供する。
０＜ＦＢ／Ｆ≦０．３
【０００９】
本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡照明装置において、さらに、前記コレクタレンズのレンズ面であって前記光源に最も近いレンズ面と前記コレクタレンズの後側焦点位置との間に、前記照明光を拡散させる光拡散手段を備える顕微鏡照明装置を提供する。
【００１０】
本発明の第６の態様は、第５の態様に記載の顕微鏡照明装置において、前記光拡散手段は、前記コレクタレンズのレンズ面に形成された光拡散パターンである顕微鏡照明装置を提供する。
【００１１】
本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡照明装置において、前記コレクタレンズは、前記光源上の一点から出射した光を収斂光束に変換する正のパワーを有する顕微鏡照明装置を提供する。
【００１５】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡照明装置において、前記フレネルレンズのレンズ面であってフレネルパターンが形成されたレンズ面は、非球面形状を前記フレネルパターンに変換した形状を有する顕微鏡照明装置を提供する。
【００１６】
本発明の第９の態様は、第１の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡照明装置において、前記フレネルレンズは、樹脂材料からなる顕微鏡照明装置を提供する。
【００１７】
本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第９の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡照明装置を備える顕微鏡を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製造原価を低減可能であり、低コストで広い観察倍率範囲内で良好な照明が可能な顕微鏡照明装置及び顕微鏡を提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る顕微鏡１の構成を示した図である。
【図２】実施例１に係る顕微鏡照明装置１０の構成を示した図である。
【図３】コレクタレンズ１２の作用について説明するための図である。
【図４】２枚のレンズの間隔を広くしたコレクタレンズ１２ａについて説明するための図である。
【図５】実施例２に係る顕微鏡照明装置３０の構成を示した図である。
【図６】実施例３に係る顕微鏡照明装置４０の構成を示した図である。
【図７】実施例４に係る顕微鏡照明装置５０の構成を示した図である。
【図８】実施例５に係る顕微鏡照明装置６０の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
図１は、本実施例に係る顕微鏡１の構成を示した図である。顕微鏡１は、図１に示されるように、標本ＳＰが配置されるステージ２と、鏡台３と、ステージ２を支持する鏡柱４と、顕微鏡照明装置１０と、対物レンズ２１及び接眼レンズ２２を含む観察光学系２０を備えている。
【００２１】
顕微鏡照明装置１０は、ステージ２の下方に配置され、観察光学系２０は、ステージ２の上方に配置されている。即ち、顕微鏡１は、透過照明手段である顕微鏡照明装置１０によって照明された標本ＳＰを、観察光学系２０を介して上方から観察する正立顕微鏡である。
【００２２】
図２は、本実施例に係る顕微鏡照明装置１０の構成を示した図である。顕微鏡照明装置１０は、図２に示すように、照明光を出射する光源１１と、照明光を標本ＳＰに照射するコンデンサレンズ１５と、光源１１とコンデンサレンズ１５の間に配置されたコレクタレンズ１２と、開口絞り１６と、を備えている。
【００２３】
光源１１は、例えば、ハロゲンランプ、タングステンランプ、水銀ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤなどである。
【００２４】
コレクタレンズ１２は、２枚の正のパワーを有するレンズ（レンズ面Ｓ１及びレンズ面Ｓ２を有するレンズ１３、レンズ面Ｓ３及びレンズ面Ｓ４を有するレンズ１４）からなり、全体として、図３に示すように、光源１１上の一点から出射した光を収斂光束に変換し点Ｐ１に集光するような正のパワーを有している。なお、ケーラー照明が採用された一般的な照明装置では、コレクタレンズは光源上の一点から出射した光を平行光束に変換し、コレクタレンズとコンデンサレンズの間に配置されたフィールドレンズがコレクタレンズから出射した平行光束を収斂光束に変換するのが通常である。
【００２５】
コレクタレンズ１２は、コレクタレンズ１２の後側焦点位置ＰＢＦを、コレクタレンズ１２のレンズ面であって光源１１に最も近いレンズ面（レンズ面Ｓ１）とコレクタレンズ１２のレンズ面であって標本ＳＰに最も近いレンズ面（レンズ面Ｓ４）の間に有している。なお、本明細書では、顕微鏡照明装置１０については、標本ＳＰ側を前側と定義し、光源１１側を後側と定義する。また、後側焦点位置ＰＢＦは、標本ＳＰ側から入射した光軸ＡＸと平行な光線であって光線高の異なる光線が交わる位置である。
【００２６】
以上のように構成された顕微鏡照明装置１０及び顕微鏡１によれば、製造原価を低減可能であり、低コストで広い観察倍率範囲内で良好な照明が可能である。以下、この点について詳細に説明する。
【００２７】
図２（ａ）には、顕微鏡照明装置１０の構成要素とともに、標本ＳＰから光源１１に向かって追跡した光線であって、低倍率での観察に影響する比較的小さな開口数の光線が描かれている。低倍率での観察では観察領域が広いため、顕微鏡照明装置１０には、照明ムラを抑えながら広い領域を照明する性能が求められる。一般に、光源１１の明るさは中心から周辺に行くほど低下し、光源１１からの出射角度が大きくなるほど出射光量は低下する。このため、低倍率での観察で照明ムラの影響を抑えるためには、標本ＳＰの観察領域内の各点から光源１１へ向かって追跡した光線がおよそ光源１１の中心に小さな角度で入射するように、光学系が設計されていることが望ましい。
【００２８】
顕微鏡照明装置１０は、上述したように２枚のレンズからなるコレクタレンズ１２を有している。このため、標本ＳＰから光源１１に向かって光線を追跡した場合に、図２（ａ）に示すように、標本ＳＰの軸上の光線だけではなく、軸外の光線についても、光源１１の中心付近に小さな入射角で入射させることができる。従って、照明ムラを抑えて標本ＳＰの広い領域を照明することができる。
【００２９】
また、顕微鏡照明装置１０は、コレクタレンズ１２を２枚構成とすることで、コレクタレンズ１２のレンズ形状の複雑さも１枚構成の場合に比べて軽減することができる。このため、コレクタレンズ１２の製造原価、ひいては、顕微鏡照明装置１０の製造原価を低減することができる。
【００３０】
図２（ｂ）には、顕微鏡照明装置１０の構成要素とともに、標本ＳＰから光源１１に向かって追跡した光線であって、高倍率での観察に影響する高い開口数の光線が描かれている。高倍率での観察では観察領域が狭く光量がその分不足する傾向にあるため、より高い開口数が要求される。なお、図２（ｂ）には、軸上から追跡した光線のみが記載されている。
【００３１】
顕微鏡照明装置１０は、上述したようにレンズ面Ｓ１とレンズ面Ｓ４（本実施例ではコレクタレンズ１２を構成する２枚のレンズ）の間にコレクタレンズ１２の後側焦点位置ＰＢＦを有している。このため、標本ＳＰから光源１１に向かって光線を追跡した場合に、図２（ｂ）に示すように、高い開口数を有する光線が、後側焦点位置ＰＢＦを通過した後、正のパワーを有するレンズ１３により内向きに屈折して光源１１に入射する。即ち、顕微鏡照明装置１０では、レンズ１３が存在しない場合には光源１１に入射し得ない光線がレンズ１３の存在により光源１１に入射するため、高い開口数を実現することができる。
【００３２】
尚、より高い開口数を実現するためには、顕微鏡照明装置１０は、以下の条件式を満たすことが望ましい。ただし、ＦＢはコレクタレンズ１２のレンズ面であって光源１１に最も近いレンズ面（レンズ面Ｓ１）とコレクタレンズ１２の後側焦点位置ＰＢＦとの距離であり、Ｆはコレクタレンズ１２の焦点距離である。なお、後側焦点位置ＰＢＦは、上述したように、レンズ１３とレンズ１４の間に位置する。
０＜ＦＢ／Ｆ≦０．３    ・・・（１）
【００３３】
条件式（１）は、後側焦点位置ＰＢＦがレンズ面Ｓ１とレンズ面Ｓ４の間のどのあたりに位置すべきかを示した条件式である。ＦＢ／Ｆが条件式（１）の上限値を超えて大きくなると、即ち、後側焦点位置ＰＢＦがレンズ面Ｓ１から離れすぎると、図４に示すように、高い開口数の光線がレンズ１３に入射する際の光線高が高くなりすぎる。このため、レンズ１３により光線を内向きに屈折させても、光源１１内に光線を入射させることができないため、より高い開口数を得ることが困難となる。なお、図４には、２枚のレンズ（レンズ１３、レンズ１４）の間隔をコレクタレンズ１２に比べて広くしたコレクタレンズ１２ａを備える例が示されている。
【実施例２】
【００３４】
図５は、実施例２に係る顕微鏡照明装置３０の構成を示した図である。顕微鏡照明装置３０は、拡散素子３１を備える点が実施例１に係る顕微鏡照明装置１０と異なっている。その他の点は、顕微鏡照明装置１０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施例に係る顕微鏡は、顕微鏡照明装置１０の代わりに顕微鏡照明装置３０を備える点が、実施例１に係る顕微鏡１と異なっている。
【００３５】
拡散素子３１は、照明光を拡散させる光拡散手段であり、例えば、フロスト型の拡散板、オパール型の拡散板、フショク型の拡散板である。拡散素子３１は、コレクタレンズ１２のレンズ面であって光源１１に最も近いレンズ面（レンズ面Ｓ１）とコレクタレンズ１２の後側焦点位置ＰＢＦとの間に設けられている。
以下、拡散素子３１の作用について詳細に説明する。
【００３６】
光源１１から出射しレンズ１３を介して拡散素子３１に入射した光は、拡散素子３１で拡散し様々な方向に向かって出射される。このため、顕微鏡照明装置３０では、拡散素子３１の位置に光源が存在するかのように看做すことができる。即ち、拡散素子３１が擬似光源として機能する。
【００３７】
実施例１において上述したように、標本ＳＰから光源１１に向かって光線を追跡した場合、開口数が高い光線ほど光源１１が位置する面に入射するときの光線高が高くなる。このため、所定の開口数を越える光線は光源１１から逸れてしまう。このことが開口数を制限する主要な要因となっている。しかしながら、拡散素子３１をレンズ面Ｓ１とコレクタレンズ１２の後側焦点位置ＰＢＦとの間に設けることで、拡散素子３１が存在しない場合であれば光源１１に入射し得ない光線も、擬似光源である拡散素子３１に入射させることができる。即ち、拡散素子３１の作用により、光線を光源１１に入射させることができる。このため、より高い開口数を実現することが可能となる。
【００３８】
本実施例に係る顕微鏡照明装置３０によれば、顕微鏡照明装置１０に比べて、更に高い開口数を実現することができる。また、顕微鏡照明装置３０も、コレクタレンズ１２が２枚のレンズで構成されているため、顕微鏡照明装置１０と同様に、照明ムラを抑えて標本ＳＰの広い領域を照明すること、コレクタレンズ１２の製造原価を低減することができる。
【００３９】
なお、顕微鏡照明装置３０では、拡散素子３１は、レンズ面Ｓ１と後側焦点位置ＰＢＦとの間に配置されているが、レンズ面Ｓ１とレンズ面Ｓ３の間に配置されていればよく、例えば、拡散素子３１は後側焦点位置ＰＢＦに配置されていてもよい。ただし、拡散素子３１をレンズ面Ｓ１と後側焦点位置ＰＢＦとの間に設けることで、拡散素子３１を後側焦点位置ＰＢＦに設ける場合に比べて、拡散素子３１で拡散した照明光をより多く標本ＳＰに導くことができる。このため、照明効率を改善してより明るく標本ＳＰを照明することができる。従って、拡散素子３１は、レンズ面Ｓ１と後側焦点位置ＰＢＦとの間に配置されることが望ましい。また、顕微鏡照明装置３０も、更に高い開口数を実現するためには、顕微鏡照明装置１０と同様に、条件式（１）を満たすことが望ましい。
【実施例３】
【００４０】
図６は、実施例３に係る顕微鏡照明装置４０の構成を示した図である。顕微鏡照明装置４０は、コレクタレンズ１２の代わりにコレクタレンズ４２を備える点が実施例１に係る顕微鏡照明装置１０と異なっている。その他の点は、顕微鏡照明装置１０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施例に係る顕微鏡は、顕微鏡照明装置１０の代わりに顕微鏡照明装置４０を備える点が、実施例１に係る顕微鏡１と異なっている。
【００４１】
コレクタレンズ４２は、２枚の正のパワーを有するレンズからなり、全体として光源１１上の一点から出射した光を収斂光束に変換するような正のパワーを有している点は、コレクタレンズ１２と同様である。また、コレクタレンズ４２は、コレクタレンズ４２の後側焦点位置ＰＢＦをレンズ面Ｓ１とレンズ面Ｓ４の間に有している点も、コレクタレンズ１２と同様である。
【００４２】
コレクタレンズ４２は、レンズ１３の代わりに、レンズ面Ｓ２に光拡散パターンが形成されたレンズ４３を含む点が、コレクタレンズ１２とは異なっている。レンズ面Ｓ２に形成された光拡散パターンは、照明光を拡散させる光拡散手段であり、実施例２に係る顕微鏡照明装置３０の拡散素子３１と同様に作用する。
【００４３】
顕微鏡照明装置４０によれば、顕微鏡照明装置３０と同様に、顕微鏡照明装置１０に比べて、更に高い開口数を実現することができる。また、顕微鏡照明装置４０では、レンズ面Ｓ２に形成された拡散パターンが光拡散手段として機能するため、拡散素子３１を省略することができる。このため、部品点数が少なくなり、より低いコストで顕微鏡照明装置３０と同様の効果を得ることができる。また、顕微鏡照明装置３０に比べて反射面数が少なくなるため、反射面での光量損失が少なくなり、より明るい照明が可能となる。さらに、顕微鏡照明装置４０も、コレクタレンズ４２が２枚のレンズで構成されているため、顕微鏡照明装置１０及び顕微鏡照明装置３０と同様に、照明ムラを抑えて標本ＳＰの広い領域を照明すること、及び、コレクタレンズ４２の製造原価を低減することができる。
【００４４】
尚、顕微鏡照明装置４０でも、更に高い開口数を実現するためには、条件式（１）を満たすことが望ましい。顕微鏡照明装置４０では、条件式（１）を満たすことで、レンズ面Ｓ２が後側焦点位置ＰＢＦから離れすぎることを防止することができる。このため、レンズ面Ｓ２で拡散した光を効率よく利用することができる。
【実施例４】
【００４５】
図７は、実施例４に係る顕微鏡照明装置５０の構成を示した図である。顕微鏡照明装置５０は、コレクタレンズ１２の代わりにコレクタレンズ５２を備える点が実施例１に係る顕微鏡照明装置１０と異なっている。その他の点は、顕微鏡照明装置１０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施例に係る顕微鏡は、顕微鏡照明装置１０の代わりに顕微鏡照明装置５０を備える点が、実施例１に係る顕微鏡１と異なっている。
【００４６】
コレクタレンズ５２は、２枚の正のパワーを有するレンズからなり、全体として光源１１上の一点から出射した光を収斂光束に変換するような正のパワーを有している点は、コレクタレンズ１２と同様である。また、コレクタレンズ５２は、コレクタレンズ５２の後側焦点位置ＰＢＦをレンズ面Ｓ１とレンズ面Ｓ４の間に有している点も、コレクタレンズ１２と同様である。
【００４７】
コレクタレンズ５２は、２枚のレンズがいずれもフレネルレンズ（フレネルレンズ５３、フレネルレンズ５４）である点が、コレクタレンズ１２とは異なっている。２枚のフレネルレンズのうちの光源１１に近いフレネルレンズ５３は、フレネルパターンが形成されたレンズ面（以降、フレネル面と記す）を光源１１側に向けたフレネルレンズである。また、コンデンサレンズ１５に近いフレネルレンズ５４は、フレネル面をコンデンサレンズ１５側に向けたフレネルレンズである。
【００４８】
本実施例に係る顕微鏡照明装置５０によっても、顕微鏡照明装置１０と同様の効果を得ることができる。また、光源１１に近いフレネルレンズ５３のフレネル面を外側（即ち、光源１１側）に向けることで、内側に向けた場合に比べてフレネル面を構成する斜面の傾斜角度を緩やかにすることが可能である。このため、製造性が向上し低コストでコレクタレンズ５２を製造することが可能となる。また、コンデンサレンズ１５に近いフレネルレンズ５４のフレネル面を外側（即ち、コンデンサレンズ１５側）に向けることで、内側に向けた場合に比べて、主に低倍での観察に影響する視野周辺に入射する光線をより大きな角度で屈折させることができる。このため、フレネルレンズ５３とフレネルレンズ５４をより狭い間隔で配置してコレクタレンズ５２の全長を短縮することができる。
【００４９】
なお、フレネルレンズ５３及びフレネルレンズ５４の材料は、樹脂材料であることが望ましい。樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＺＥＯＮＥＸ（日本ゼオン株式会社の商品名）などを用いるとよい。樹脂材料からなるコレクタレンズ５２は、一般的なガラス製のコレクタレンズに比べて大幅に安く製造可能であるので、顕微鏡照明装置５０の製造原価をさらに大幅に低減することができる。また、コレクタレンズを安価に製造することができるという利点は、フレネルレンズの材料によらずその形状的な特徴にも起因している。コレクタレンズをフレネルレンズではない通常のレンズで構成した場合、中心が厚く周辺が薄い形状となるが、この形状ではレンズ成型時に歪を除くために長時間がかかる。これに対して、フレネルレンズは厚みが薄く、またレンズ内における厚みの差が小さいため歪の影響を受けにくい。このため、歪を除くための時間を短縮することができ。従って、製造タクトが短くなり、安価に製造することが可能となる。
【実施例５】
【００５０】
図８は、実施例５に係る顕微鏡照明装置６０の構成を示した図である。顕微鏡照明装置６０は、コレクタレンズ５２の代わりにコレクタレンズ６２を備える点が実施例４に係る顕微鏡照明装置５０と異なっている。その他の点は、顕微鏡照明装置５０と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
コレクタレンズ６２は、フレネルレンズ５３の代わりにフレネルレンズ６３を備える点が、実施例４のコレクタレンズ５２と異なる。フレネルレンズ６３は、平面（レンズ面Ｓ２）に光拡散パターンが形成されている点がフレネルレンズ５３とは異なっている。その他の点は、フレネルレンズ５３と同様である。
【００５２】
レンズ面Ｓ２に形成された光拡散パターンは、照明光を拡散させる光拡散手段であり、実施例２に係る顕微鏡照明装置３０の拡散素子３１及び実施例３に係る顕微鏡照明装置４０の光拡散パターンと同様に作用する。
【００５３】
従って、本実施例に係る顕微鏡照明装置６０によれば、顕微鏡照明装置５０と同様の効果を有し、さらに、顕微鏡照明装置５０よりも高い開口数を実現することができる。また、レンズ面に拡散パターンを形成することで拡散素子を独立して設ける場合に比べて、部品点数を少なくすることができるため、低コストで高い開口数を実現することができる。また、反射面数も増加しないため、反射面での光量損失の増加も防止することができる。
【００５４】
上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。顕微鏡照明装置、及び、顕微鏡は、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。この明細書で説明される個別の実施例の文脈におけるいくつかの特徴を組み合わせて単一の実施例としてもよい。
【００５５】
例えば、実施例４に係る顕微鏡照明装置５０に実施例２に係る拡散素子３１が設けられてもよい。また、実施例４及び実施例５に係る２枚のレンズからなるコレクタレンズ（コレクタレンズ５２及びコレクタレンズ６２）は、２枚のレンズの両方がフレネルレンズであっても、いずれか一方のみがフレネルレンズであってもよい。また、２枚のレンズの両方がフレネルレンズである場合には、２つのフレネル面の両方がコレクタレンズの外側に向けられていても、一方のみが外側に向けられていてもよい。さらに、フレネル面は、非球面形状をフレネルパターンに変換した形状を有してもよい。なお、各実施例にかかる顕微鏡は、正立顕微鏡に限られず、倒立顕微鏡として構成されてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１                            顕微鏡
２                            ステージ
３                            鏡台
４                            鏡柱
１０、３０、４０、５０、６０  顕微鏡照明装置
１１                          光源
１２、１２ａ                  コレクタレンズ
１３、１４、４３、            レンズ
１５                          コンデンサレンズ
１６                          開口絞り
２０                          観察光学系
２１                          対物レンズ
２２                          接眼レンズ
３１                          拡散素子
４２、５２、６２              コレクタレンズ
５３、５４、６３              フレネルレンズ
ＰＦＢ                          後側焦点位置
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４        レンズ面
ＳＰ                          標本
【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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