(57)【要約】【課題】開口絞りを固定したままその像を、結像倍率を変化させることなく対物レンズの瞳上に結像できること。【解決手段】照明装置１００は、観察光軸ＯＡ１方向に移動可能な対物レンズ５の瞳５ａ上に開口絞り２４の像を結像させるとともに、開口絞り２４を通過した照明光を対物レンズ５を介して標本１に照射させるリレー光学系２５を備え、リレー光学系２５は、開口絞り２４の開口部２４ａから発した照明光をコリメートするコリメートレンズ２７と、自光軸と共軸の照明光軸ＯＡ２方向に移動自在に設けられ、コリメートレンズ２７がコリメートした照明光を対物レンズ５の瞳５ａ上に収束させる収束レンズ２８と、を備える。【選択図】        図１
2008197357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自光軸方向に移動可能な集光レンズの瞳上に開口絞りの像を結像させるとともに、該開口絞りを通過した照明光を前記集光レンズを介して標本に照射させるリレー光学系を備えた照明装置において、
前記リレー光学系は、
前記開口絞りの開口部から発した前記照明光をコリメートするコリメートレンズ部と、
自光軸方向に移動自在に設けられ、前記コリメートレンズ部がコリメートした前記照明光を前記集光レンズの瞳上に収束させる収束レンズ部と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記収束レンズ部をその光軸方向に移動させる移動機構と、
前記集光レンズの移動量を検知し、この検知した移動量をもとに前記移動機構によって前記収束レンズ部を移動させる移動制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記移動制御手段は、前記集光レンズを焦準移動させる焦準移動手段に対して該集光レンズの移動量を指示入力する入力手段と接続され、該入力手段から指示入力された前記集光レンズの移動量をもとに前記移動機構によって前記収束レンズ部を移動させることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記移動制御手段は、前記移動機構によって前記集光レンズの移動量だけ前記収束レンズ部を移動させることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記照明光を発する光源と、
前記光源の像を前記開口絞りの開口部に結像させる光源像結像光学系と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項６】
前記標本に対する前記照明光の照明切換を行う照明切換機構と、
前記照明光の光路に対して前記収束レンズ部を挿脱移動させる挿脱機構と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項７】
前記照明切換機構に前記照明切換を行わせるとともに、前記挿脱機構により前記照明切換に連動して前記収束レンズ部を挿脱移動させる切換制御手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記収束レンズ部が収束させる前記照明光を平行光束に変換する変換光学部材を有し、前記標本に対して前記照明光の照明切換を行うとともに、前記照明光の光路に対して前記変換光学部材を挿脱移動させる照明切換機構を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自光軸方向に移動可能な集光レンズの瞳上に開口絞りの像を結像させるとともに、該開口絞りを通過した照明光を前記集光レンズを介して標本に照射させるリレー光学系を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡の落射照明装置では標本に対して一様な照明光を得るためにケーラー照明法が多く利用されている。ケーラー照明法では、光源が発した照明光をレンズ系によって一度集光させて第１の光源像を形成し、この第１の光源像をリレーレンズ系によって対物レンズの瞳上（後側焦平面上）にリレーして第２の光源像を形成する。第２の光源像から発せられる照明光は、対物レンズを介して標本にテレセントリックに照射され、これによって標本がムラなく均一に照明される。
【０００３】
また、ケーラー照明法では、対物レンズの瞳と光学的に共役な共役面である第１の光源像の結像面上に開口絞りが設けられ、この開口絞りの絞り径を変化させることで、均一な照明のまま照明光量を増減させることができる。一般に、開口絞りの絞り径を対物レンズの開口数に適合させることで最適な照明が得られる。また、開口絞りの絞り径を対物レンズの開口数に対して適宜変化させることで、標本観察時のコントラストや焦点深度を調整することができる。
【０００４】
ところで、無限遠補正式の顕微鏡では一般に、対物レンズと落射照明装置との間にフィルタ等の光学部材や中間ユニットなどが着脱可能に設けられ、その着脱に応じて対物レンズと落射照明装置との間隔が変化する。このため、第２の光源像および開口絞りの像は対物レンズの瞳上に必ずしも結像されず、ケーラー照明法の効果を良好に発揮させることができない場合が生じるという問題があった。
【０００５】
また、半導体ウェハや液晶基板などの検査分野では検査対象の大型化が進み、この検査対象を載置したステージを観察光軸方向に精密に移動させることが極めて困難となっている。このため、対物レンズをその光軸方向である観察光軸方向に移動させて焦点合わせをする焦準機構を備えた顕微鏡がよく利用されている。ところが、この場合にも、焦点合わせによって落射照明装置と対物レンズとの間隔が変化するため、ケーラー照明法の効果を良好に発揮させることができない場合が生じるという問題があった。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献１に記載された落射照明光学系では、光源からの照明光をコリメートする第１集光レンズと、第１集光レンズの光軸方向に移動可能に設けられた第２集光レンズとによって第１の光源像を結像させ、この第１の光源像をリレーレンズによって対物レンズの瞳上にリレーして第２の光源像を結像させている。さらに、第１の光源像の結像面に設けられた開口絞りが第２集光レンズとともに、落射照明光学系と対物レンズとの間隔変化に応じて移動可能とされているため、対物レンズの瞳面と開口絞りとを常に共役に保つことができる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の顕微鏡装置では、第１の光源像をリレーするリレーレンズと対物レンズとの間に凹レンズ等の補助光学素子を設け、対物レンズに対して落射照明装置がかさ上げされた際の両者間の間隔変化を補正するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】実公平３−５５９３１号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１に記載の落射照明光学系では、リレーレンズを固定したまま対物レンズおよび開口絞りが移動されるため、その移動にともない、対物レンズの瞳上に結像される第２の光源像および開口絞りの像の結像倍率が変化することとなり、移動の都度、開口絞りの絞り径を再調整しなければならないという問題があった。また、この結像倍率の変化に応じた絞り径の調整範囲を余分に確保しなければならないことや、絞り径の調整機構に加えて開口絞り全体を光軸方向に移動させる機構を設けなければならないことなどにより、開口絞りの構成が大型化および複雑化するという問題があった。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の顕微鏡装置では、リレーレンズと対物レンズとの間に凹レンズ等の補助光学素子を設けることで、対物レンズの瞳上に結像される第２の光源像および開口絞りの像の結像倍率が変化することとなり、補助光学素子の挿脱に応じて、開口絞りの絞り径を再調整しなければならないという問題があった。また、補助光学素子の挿脱では所定の間隔変化しか補正することができないため、焦点合わせにおける対物レンズの移動に応じた連続的な間隔変化を補正することができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、焦点合わせ等によって対物レンズが連続的に移動される場合にも、開口絞りを固定したままその像を、結像倍率を変化させることなく対物レンズの瞳上に結像させることができ、ケーラー照明法の効果を良好に発揮させることができる照明装置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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる照明装置は、自光軸方向に移動可能な集光レンズの瞳上に開口絞りの像を結像させるとともに、該開口絞りを通過した照明光を前記集光レンズを介して標本に照射させるリレー光学系を備えた照明装置において、前記リレー光学系は、前記開口絞りの開口部から発した前記照明光をコリメートするコリメートレンズ部と、自光軸方向に移動自在に設けられ、前記コリメートレンズ部がコリメートした前記照明光を前記集光レンズの瞳上に収束させる収束レンズ部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる照明装置は、上記の発明において、前記収束レンズ部をその光軸方向に移動させる移動機構と、前記集光レンズの移動量を検知し、この検知した移動量をもとに前記移動機構によって前記収束レンズ部を移動させる移動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる照明装置は、上記の発明において、前記移動制御手段は、前記集光レンズを焦準移動させる焦準移動手段に対して該集光レンズの移動量を指示入力する入力手段と接続され、該入力手段から指示入力された前記集光レンズの移動量をもとに前記移動機構によって前記収束レンズ部を移動させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる照明装置は、上記の発明において、前記移動制御手段は、前記移動機構によって前記集光レンズの移動量だけ前記収束レンズ部を移動させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる照明装置は、上記の発明において、前記照明光を発する光源と、前記光源の像を前記開口絞りの開口部に結像させる光源像結像光学系と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる照明装置は、上記の発明において、前記標本に対する前記照明光の照明切換を行う照明切換機構と、前記照明光の光路に対して前記収束レンズ部を挿脱移動させる挿脱機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる照明装置は、上記の発明において、前記照明切換機構に前記照明切換を行わせるとともに、前記挿脱機構により前記照明切換に連動して前記収束レンズ部を挿脱移動させる切換制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる照明装置は、上記の発明において、前記収束レンズ部が収束させる前記照明光を平行光束に変換する変換光学部材を有し、前記標本に対して前記照明光の照明切換を行うとともに、前記照明光の光路に対して前記変換光学部材を挿脱移動させる照明切換機構を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる照明装置によれば、焦点合わせ等によって対物レンズが連続的に移動される場合にも、開口絞りを固定したままその像を、結像倍率を変化させることなく対物レンズの瞳上に結像させることができ、ケーラー照明法の効果を良好に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる照明装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの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、同一部分には同一符号を付して示している。
【００２２】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる照明装置について説明する。図１および図２は、本実施の形態１にかかる照明装置１００を用いた顕微鏡の要部構成を示す図である。図１は顕微鏡の右側面図であり、図２は正面図（図１における左側面を示す図）である。これらの図に示すように、本実施の形態１にかかる顕微鏡は、標本１を照明する照明装置１００の他、標本１が載置されるステージ２と、焦準機構３を介して照明装置１００の底部に支持され、複数の対物レンズ５を交換自在に保持したレボルバ４と、照明装置１００の上部に搭載され、双眼部７および一対の接眼レンズ８を保持した鏡筒６とを備える。照明装置１００は、図２に示すように顕微鏡本体９に支持され、ステージ２は、この顕微鏡本体９のうち図示しない他の部分に支持されている。
【００２３】
標本１は、ステージ２に設けられた図示しない平面駆動機構によって、観察光軸ＯＡ１に垂直な平面内で自在に移動される。複数の対物レンズ５は、レボルバ４の回動動作に応じて観察光軸ＯＡ１上、つまり標本１の上部に択一的に配置される。観察光軸ＯＡ１上に配置された対物レンズ５は、鏡筒６が内部に備える図示しない結像レンズと協働し、照明装置１００によって照明された標本１の観察像を結像させる。このとき、標本１から発せられる観察光は、途中、鏡筒６が内部に備える図示しない偏向光学部材によって双眼部７へ偏向され、双眼部７によって左右に２分割された後、観察像を結像する。この観察像は、接眼レンズ８を介して目視観察される。
【００２４】
焦準機構３は、図２に示すように、底部にレボルバ４を支持した支持部１１と、支持部１１を保持するとともに観察光軸ＯＡ１方向に移動させるスライダ１２と、スライダ１２を観察光軸ＯＡ１方向に移動自在に案内するガイド１３と、ガイド１３に対してスライダ１２を移動させる駆動部１４と、観察光軸ＯＡ１方向における支持部１１およびスライダ１２の原点位置を検出する原点位置センサ（Ｓｚ）１５とを用いて構成されている。なお、支持部１１とスライダ１２とは一体で構成されていても構わない。
【００２５】
駆動部１４は、ガイド１３に貫装されてスライダ１２に固定されたボールネジ１６と、ガイド１３に固定されたステッピングモータ（Ｍｚ）１７とを用いて構成されている。原点位置センサ１５およびステッピングモータ１７は、図示しない配線ケーブルによって後述の制御装置１０３と電気的に接続され、駆動制御される。なお、支持部１１には、照明装置１００から標本１に照射する照明光および標本１からの観察光を通過させる貫通孔１１ａが観察光軸ＯＡ１周りに設けられている。
【００２６】
ステッピングモータ１７は、シャフト１７ａをその軸回りに回転させる。そして、この回転力がシャフト１７ａに連結されたボールネジ１６によって直進方向の推力に変換されることで、ボールネジ１６をシャフト１７ａに沿って上下自在に移動させるとともに、スライダ１２を観察光軸ＯＡ１方向に自在に移動させる。これによって焦準機構３は、支持部１１およびレボルバ４を介して対物レンズ５を観察光軸ＯＡ１方向に自在に焦準移動させることができ、標本１に対する対物レンズ５の焦点合わせをすることができる。
【００２７】
原点位置センサ１５は、例えばフォトインタラプタが用いられ、ボールネジ１６に設けられた図示しない金属片等の遮光片が内部に挿入されたときのステッピングモータ１７による駆動位置を、観察光軸ＯＡ１方向におけるスライダ１２の原点位置として検出し、この検出結果を後述の制御装置１０３へ出力する。これをもとに制御装置１０３は、観察光軸ＯＡ１方向における対物レンズ５の原点位置を検知することができる。
【００２８】
つづいて、照明装置１００の構成について詳細に説明する。照明装置１００は、図１に示すように、大別して投光管１０１と、投光管１０１の後端部（図１における右端部）に取り付けられたランプハウス１０２と、制御装置１０３とを用いて構成されている。ランプハウス１０２は内部に、照明光を発する光源２０と、光源２０が発した照明光を集めるコレクタレンズ２２とを備える。
【００２９】
投光管１０１は内部に、コレクタレンズ２２を透過した照明光を収束させる収束レンズ２３と、収束レンズ２３の焦平面上に設けられた開口絞り２４と、開口絞り２４の絞り像を対物レンズ５の瞳５ａ上に結像させるリレー光学系２５と、リレー光学系２５が射出した照明光を反射させて対物レンズ５へ偏向させるハーフミラー２６とを備える。リレー光学系２５は、開口絞り２４の開口部２４ａから発する照明光をコリメートするコリメートレンズ２７と、コリメートレンズ２７がコリメートした照明光を対物レンズ５の瞳５ａ上に収束させる収束レンズ２８とを用いて構成されている。
【００３０】
収束レンズ２８は、レンズ移動機構４０が設けられ、このレンズ移動機構４０によって自身の光軸方向である照明光軸ＯＡ２方向に移動自在とされている。また、開口絞り２４は、図示しない開閉機構が設けられ、この開閉機構によって開口部２４ａの開口径、つまり絞り径が変更自在とされている。なお、照明光軸ＯＡ２は、光源像結像光学系２１およびリレー光学系２５が備える各光学部材に共通の光軸である。
【００３１】
光源２０は、例えばハロゲンランプ等の白熱ランプ、水銀ランプ等の放電ランプが用いられる。コレクタレンズ２２および収束レンズ２３からなる光源像結像光学系２１は、光源２０の像である第１の光源像を開口絞り２４の開口部２４ａに結像させる。リレー光学系２５は、この第１の光源像と開口絞り２４とを光学的にリレーし、対物レンズ５の瞳５ａ上に第２の光源像と開口絞り２４の絞り像とを結像させる。そして、開口絞り２４を通過した照明光であって第２の光源像から発せられた照明光を集光レンズとしての対物レンズ５を介して標本１に照射させる。これによって、照明装置１００は、光源２０が発した照明光を標本１に対してケーラー照明する。
【００３２】
ここで、リレー光学系２５は、コリメートレンズ２７がコリメートした照明光を収束するように収束レンズ２８が設けられているため、この収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させても、結像倍率を変化させることなく第２の光源像と開口絞り２４の絞り像とを常に収束レンズ２８の焦平面上に結像させることができる。このため、照明装置１００では、レンズ移動機構４０によって収束レンズ２８を移動させることで、収束レンズ２８の焦平面と対物レンズ５の瞳５ａとを合致させることができ、開口絞り２４を固定したまま、投影倍率を変化させることなく第２の光源像と開口絞り２４の絞り像とを瞳５ａ上に結像させることができる。
【００３３】
制御装置１０３は、各種情報の入力、出力、表示および記憶をそれぞれ行う入力部３１、出力部３２、表示部３３および記憶部３４と、これら各部に電気的に接続され、その処理および動作を制御する制御部３５とを備える。入力部３１は、キーボード、マウス、タッチパネル、通信インターフェース等を用いて構成され、外部から情報を取得し、取得した情報を制御部３５へ入力する。出力部３２は、通信インターフェース等を備え、外部機器に対して情報を出力する。表示部３３は、ディスプレイ、プリンタ等を備え、検鏡者等に対して情報を表示する。記憶部３４は、ハードディスク、フラッシュメモリ等の各種記憶媒体を用いて構成され、情報の保存、一時記憶等を行う。
【００３４】
制御部３５は、顕微鏡内の各電動駆動部と電気的に接続され、その駆動制御を行う。例えば、制御部３５は、光源２０に対する供給電力を制御することで光源２０が発する照明光を調光する。また、開口絞り２４に設けられた開閉機構を駆動制御することで開口絞り２４の絞り径を変化させ、各種照明条件および観察条件を調整する。特に、制御部３５は、焦準機構３を駆動制御する焦準駆動制御部３５ａと、リレー光学系２５の収束レンズ２８を移動制御するレンズ移動制御部３５ｂとを備える。
【００３５】
焦準駆動制御部３５ａは、焦準機構３に対して入力部３１から指示入力される対物レンズ５の観察光軸ＯＡ１方向への焦準移動量をもとにステッピングモータ１７を駆動させ、対物レンズ５を焦準移動させる。この際、焦準駆動制御部３５ａは、指示入力された焦準移動量に対応するパルスをステッピングモータ１７へ出力することで、その焦準移動量だけ対物レンズ５を焦準移動させる。また、焦準駆動制御部３５ａは、原点位置センサ１５の検出結果をもとに観察光軸ＯＡ１方向における対物レンズ５の原点位置を検知する。
【００３６】
レンズ移動制御部３５ｂは、焦準機構３に対して入力部３１から指示入力された対物レンズ５の焦準移動量をもとにレンズ移動機構４０を駆動し、収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向へ移動させる。例えばレンズ移動制御部３５ｂは、入力部３１から指示入力される対物レンズ５の焦準移動量を適宜検知し、この検知した焦準移動量に等しい移動量だけ収束レンズ２８をレンズ移動機構４０によって移動させる。その際、レンズ移動制御部３５ｂは、標本１に対して対物レンズ５と同じ移動方向へ収束レンズ２８を移動させる。すなわち、対物レンズ５が標本１から遠ざかる方向（図１における上方向）に移動される場合、収束レンズ２８を標本１から遠ざける方向（図１における右後方）に移動させ、対物レンズ５が標本１に近づく方向（図１における下方向）に移動される場合には、収束レンズ２８を標本１に近づける方向（図１における左方向）に移動させる。
【００３７】
これによって、照明装置１００では、焦点合わせ等によって対物レンズ５が観察光軸ＯＡ１方向へ連続的に移動される場合にも、その移動に連動させて収束レンズ２８を移動させることができ、照明光路に沿った対物レンズ５と収束レンズ２８との間隔を一定に維持することができる。この結果、照明装置１００では、開口絞り２４を固定したままその絞り像と第２の光源像とを、結像倍率を変化させることなく常に対物レンズ５の瞳５ａ上に結像させることができ、ケーラー照明法の効果を常に良好に発揮させることができる。
【００３８】
また、照明装置１００では、開口絞り２４を照明光軸ＯＡ２方向に移動させる必要がなく、対物レンズ５および収束レンズ２８の移動に応じて開口絞り２４の絞り径を再調整する必要もない。このため、照明装置１００では、例えば上述した特許文献１に比して、開口絞り２４を小型化および簡素化することができるとともに、焦点合わせを行う際の操作性および利便性を向上させることができる。
【００３９】
図３は、本実施の形態１にかかる顕微鏡において、標本１に代えて標本１’をステージ２上に載置した場合を示している。図１の場合には、標本１の厚さに応じて対物レンズ５が可動範囲の上端部に焦準移動され、この焦準移動に応じて収束レンズ２８が可動範囲の後端部（図１における右端部）に移動されている。これに対して図３の場合には、標本１’の厚さに応じて対物レンズ５が下方に焦準移動され、この焦準移動量と等しく収束レンズ２８が前方向（図３における左方向）に移動されている。いずれの場合にも、対物レンズ５の瞳５ａと収束レンズ２８の焦平面とが合致され、第２の光源像と開口絞り２４の絞り像とが瞳５ａ上に結像されており、標本１および１’は良好にケーラー照明される。
【００４０】
つづいて、レンズ移動機構４０の構成について具体的に説明する。図４および図５は、レンズ移動機構４０の要部構成を示す平面図である。図４は、収束レンズ２８をその可動範囲内でコリメートレンズ２７に最も近づけた場合を示し、図５は、コリメートレンズ２７から最も遠ざけた場合を示している。これらの図に示すように、レンズ移動機構４０は、スライダ４２とガイド４３とを備える。スライダ４２は、収束レンズ２８を内部に保持したレンズ枠４１が上部に固定され、照明光軸ＯＡ２方向に移動自在にガイド４３に嵌装されている。ガイド４３は、底部が投光管１０１の本体枠１０１ａに固設されている。
【００４１】
また、レンズ移動機構４０は、スライダ４２を照明光軸ＯＡ２方向に移動させる駆動部４４と、照明光軸ＯＡ２方向におけるスライダ４２の原点位置を検出する原点位置センサ（Ｓｏ）４５とを備える。駆動部４４は、レンズ枠４１に凸設された伝達部４６と、本体枠１０１ａに固定されたステッピングモータ（Ｍｏ）４７とを用いて構成されている。原点位置センサ４５およびステッピングモータ４７は、図示しない配線ケーブルによって制御装置１０３と電気的に接続されており、レンズ移動制御部３５ｂによって駆動制御される。なお、コリメートレンズ２７は、本体枠１０１ａに固定されたレンズ枠４９内に保持されている。
【００４２】
ステッピングモータ４７は、シャフト４７ａをその軸方向に無回転で直動させ、伝達部４６をこの直動方向に移動させることで、スライダ４２を照明光軸ＯＡ２方向に自在に移動させる。これによって、レンズ移動機構４０は、レンズ枠４１を介して収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に自在に移動させることができ、収束レンズ２８の焦平面を対物レンズ５の瞳５ａに合致させることができる。
【００４３】
原点位置センサ４５は、例えばフォトインタラプタが用いられ、伝達部４６の先端部に凸設された薄片状の遮光片４６ａが図４に示すようにセンシング領域に内挿されたときのステッピングモータ４７による駆動位置を、照明光軸ＯＡ２方向におけるスライダ４２の原点位置として検出し、この検出結果をレンズ移動制御部３５ｂへ出力する。これをもとにレンズ移動制御部３５ｂは、照明光軸ＯＡ２方向における収束レンズ２８の原点位置を検知することができる。
【００４４】
なお、ここでは、ステッピングモータ４７がシャフト４７ａを無回転で直動させるものとして説明したが、直動式に限定されず、例えばシャフトが回転する回転式のステッピングモータを用い、レンズ枠４１に固定させたボールネジと組み合わせることで、レンズ枠４１および収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させることもできる。また、ステッピングモータに限定されず、ＤＣサーボモータ等を利用することもできる。さらに、スライダ４２およびガイド４３に替えて別方式のガイド機構を用いても構わない。また、焦準機構３についても、上述した機構に限定されるものではなく、他の機構を用いて構成することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態１にかかる照明装置１００では、リレー光学系２５は、開口絞り２４の開口部２４ａから発した照明光をコリメートするコリメートレンズ２７と、自光軸と共軸の照明光軸ＯＡ２方向に移動自在に設けられ、コリメートレンズ２７がコリメートした照明光を対物レンズ５の瞳５ａ上に収束させる収束レンズ２８とを備えているため、焦点合わせ等によって対物レンズ５が観察光軸ＯＡ１方向へ連続的に移動される場合にも、開口絞り２４を固定したままその絞り像と第２の光源像とを、結像倍率を変化させることなく対物レンズ５の瞳５ａ上に結像させることができ、ケーラー照明法の効果を良好に発揮させることができる。
【００４６】
また、照明装置１００では、収束レンズ２８をその光軸方向である照明光軸ＯＡ２方向に移動させるレンズ移動機構４０と、対物レンズ５の焦準移動量を検知し、この検知した焦準移動量をもとにレンズ移動機構４０によって収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させるレンズ移動制御部３５ｂとを備えているため、対物レンズ５の焦準移動に連動させ、対物レンズ５の焦準移動量と等しく収束レンズ２８を移動させることができる。これによって、収束レンズ２８の焦平面と対物レンズ５の瞳５ａとを常に合致させ、開口絞り２４の絞り像と第２の光源像とを対物レンズ５の瞳５ａ上に常に結像させることができ、ケーラー照明法の効果を常に良好に発揮させることができる。
【００４７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる照明装置について説明する。図６は、本実施の形態２にかかる照明装置２００を用いた顕微鏡の要部構成を示す図である。この図に示すように、本実施の形態２にかかる顕微鏡は、実施の形態１にかかる顕微鏡の構成をもとに照明装置１００に替えて照明装置２００を備えたものである。照明装置２００は、明視野照明と暗視野照明とを切換自在に構成されたものであって、照明装置１００の構成をもとに、投光管１０１および制御装置１０３に替えて、投光管２０１および制御装置２０３を備える。
【００４８】
投光管２０１は、投光管１０１の構成をもとに、レンズ移動機構４０に替えてレンズ移動機構５０を備えるとともに、ハーフミラー２６と後述の部分反射ミラーとを切換自在に配置させる照明切換機構６０をさらに備える。制御装置２０３は、制御装置１０３の構成をもとに、制御部３５に替えて制御部３６を備え、制御部３６は、制御部３５の構成をもとに、照明切換機構６０を駆動制御する照明切換制御部３６ｃをさらに備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。
【００４９】
照明切換機構６０は、ハーフミラー２６と部分反射ミラー６１（図７参照）とを保持し、このハーフミラー２６と部分反射ミラー６１とを照明切換制御部３６ｃからの指示に基づいて、観察光軸ＯＡ１と照明光軸ＯＡ２との交差部ＯＡｘ上に切換自在に配置させる。これによって、照明切換機構６０は、標本１に対する照明切換、具体的には明視野照明と暗視野照明との切り換えを自在に行うことができる。
【００５０】
ここで、部分反射ミラー６１は、交差部ＯＡｘ上に配置された際、その交差部ＯＡｘを中心として輪帯状に照明光を反射させる反射ミラーであって、例えば交差部ＯＡｘを含む中心部に非反射膜が設けられ、その周囲の輪帯部に高反射膜が設けられたミラーとされる。あるいは中心部には、非反射膜に替えて貫通孔（透過孔）を設けてもよい。これによって、部分反射ミラー６１は、観察光軸ＯＡ１を中心として輪帯状に照明光を反射させることができるとともに、標本１から発せられた観察光を交差部ＯＡｘにおいて透過させることができる。
【００５１】
照明切換制御部３６ｃは、入力部３１から照明切換を指示する指示入力がされた場合、その指示入力に応じて照明切換機構６０に照明切換を行わせる。具体的には、明視野照明を指示する指示入力がされた場合、照明切換機構６０によってハーフミラー２６を交差部ＯＡｘに配置させ、暗視野照明を指示する指示入力がされた場合には、部分反射ミラー６１を交差部ＯＡｘに配置させる。これによって、照明装置２００では、入力部３１からの指示入力に応じて照明切換機構６０によって自動的に照明切換を行うことができる。
【００５２】
レンズ移動機構５０は、レンズ移動機構４０と同様に収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させる移動機構に加え、照明光軸ＯＡ２における照明光路に対して収束レンズ２８を挿脱移動させる挿脱機構を備える。これによって、照明装置２００では、焦準機構３による対物レンズ５の焦準移動に応じて収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させることに加え、照明切換機構６０による照明切換に応じて収束レンズ２８を照明光路に対して挿脱させることができ、適正な照明切換を行うことができる。
【００５３】
すなわち、照明装置２００では、明視野照明を指示する指示入力に応じて照明切換機構６０がハーフミラー２６を交差部ＯＡｘ上に配置させた場合、レンズ移動機構５０によって収束レンズ２８を照明光路内に配置させる。また、暗視野照明を指示する指示入力に応じて部分反射ミラー６１を交差部ＯＡｘ上に配置させた場合には、レンズ移動機構５０によって収束レンズ２８を照明光路から退避させる。
【００５４】
これによって、照明装置２００では、明視野照明の場合、収束レンズ２８が収束させた照明光を対物レンズ５に供給することができ、暗視野照明の場合、コリメートレンズ２７がコリメートした平行光束である照明光を対物レンズ５に供給することができ、それぞれ適正な状態の照明光を対物レンズ５に供給することができる。なお、暗視野照明に切り換えられた場合、部分反射ミラー６１と対物レンズ５との間には、照明光の光路と観察光の光路とを分離する図示しない分離筒がさらに設けられる。
【００５５】
つづいて、レンズ移動機構５０および照明切換機構６０の構成について具体的に説明する。図７は、レンズ移動機構５０および照明切換機構６０の要部構成を示す平面図である。図８は、図７におけるＡＡ矢視断面を示す断面図である。これらの図に示すように、レンズ移動機構５０は、レンズ移動機構４０と同様にスライダ４２とガイド４３とを備える。スライダ４２は、ガイド４３に嵌装され、照明光軸ＯＡ２方向に移動自在とされている。ガイド４３は、底部が投光管２０１の本体枠２０１ａに固設されている。
【００５６】
スライダ４２の上部には、底板５１、壁板５２Ａ，５２Ｂおよび天板５３を用いて構成された挿脱ガイド５４が固定され、この挿脱ガイド５４の内部には、収束レンズ２８を保持したレンズ枠５５が設けられている。レンズ枠５５は、上下方向（図８における左右方向）が底板５１と天板５３とに当接され、前後方向（図７における左右方向）が壁板５２Ａ，５２Ｂに当接されており、底板５１、壁板５２Ａ，５２Ｂおよび天板５３のそれぞれに平行であって照明光軸ＯＡ２に垂直なレンズ挿脱方向に移動自在とされている。
【００５７】
また、レンズ枠５５は、本体枠２０１ａおよび遮光板５６に貫装された操作レバー５７が側面部に凸設されており、この操作レバー５７を本体枠２０１ａに対して挿脱移動させることで上述のレンズ挿脱方向に自在に移動される。これによって、レンズ移動機構５０では、照明光軸ＯＡ２における照明光路に対して収束レンズ２８を自在に挿脱させることができる。なお、遮光板５６は、操作レバー５７を本体枠２０１ａに貫装させるための貫通孔２０１ｂから本体枠２０１ａ内に外部の光が入り込むことを防止している。
【００５８】
底板５１の内部にはボールプランジャ５８Ａ，５８Ｂが設けられ、その先端部は底板５１の上面部に出没自在に突出されている。これに対してレンズ枠５５の底部には溝５５ａが設けられている。レンズ枠５５は、この溝５５ａにボールプランジャ５８Ａ，５８Ｂの先端部が係入されることで仮止めされ、レンズ挿脱方向に位置決めされる。収束レンズ２８は、レンズ枠５５がボールプランジャ５８Ａによって位置決めされた場合、照明光路内に配置され、レンズ枠５５がボールプランジャ５８Ｂによって位置決めされた場合には、照明光路から完全に退避される。
【００５９】
また、底板５１の上面部には、レンズ挿脱方向におけるレンズ枠５５の移動範囲を規制する規制ピン５９Ａ，５９Ｂが設けられている。規制ピン５９Ａは、レンズ枠５５がボールプランジャ５８Ａによって位置決めされ、収束レンズ２８が照明光路内に配置された状態でレンズ枠５５の端部に接するように設けられている。また、規制ピン５９Ｂは、レンズ枠５５がボールプランジャ５８Ｂによって位置決めされ、収束レンズ２８が照明光路から完全に退避された状態でレンズ枠５５の端部に接するように設けられている。
【００６０】
レンズ移動機構５０は、レンズ移動機構４０が備えた駆動部４４および原点位置センサ４５をさらに備えている。このため、レンズ移動機構５０では、レンズ移動機構４０と同様に、レンズ移動制御部３５ｂからの指示に基づいて収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させることができる。これによって、収束レンズ２８の焦平面と対物レンズ５の瞳５ａとを常に合致させることができ、開口絞り２４の絞り像と第２の光源像とを対物レンズ５の瞳５ａ上に常に結像させることができる。なお、レンズ移動機構５０における駆動部４４では、伝達部４６は、底板５１の先端部５１ａに相当し、底板５１と一体に形成されている。
【００６１】
一方、照明切換機構６０は、図７に示すように、ハーフミラー２６と部分反射ミラー６１とを保持したスライダ６２と、このスライダ６２を移動自在に支持するガイド６３とを備える。スライダ６２は、明視野照明用の透過孔６２ａに対してハーフミラー２６を保持するとともに、暗視野照明用の透過孔６２ｂに対して部分反射ミラー６１と上述の図示しない分離筒とを保持する。ガイド６３は、原点位置センサ（Ｓｃ）６５とステッピングモータ（Ｍｃ）６７とが設けられている。この原点位置センサ６５とステッピングモータ６７とは、それぞれ図示しない配線ケーブルによって制御装置２０３と電気的に接続されており、照明切換制御部３６ｃによって駆動制御される。
【００６２】
ステッピングモータ６７は、入力部３１から照明切換を指示する指示入力がされた場合、その指示入力に応じた照明切換制御部３６ｃからの指示に基づいてガイド６３を駆動させ、スライダ６２を移動させる。具体的には、ステッピングモータ６７は、明視野照明を指示する指示入力がされた場合、ハーフミラー２６を交差部ＯＡｘ上に配置させ、暗視野照明を指示する指示入力がされた場合には、部分反射ミラー６１を交差部ＯＡｘ上に配置させるとともに分離筒を観察光軸ＯＡ１上に配置させる。原点位置センサ６５は、ステッピングモータ６７による所定の駆動位置をスライダ６２の原点位置として検出し、この検出結果を照明切換制御部３６ｃへ出力する。照明切換制御部３６ｃは、これをもとにスライダ６２の原点位置を検知することができる。
【００６３】
なお、ここではレンズ移動機構５０は、照明光路に対して収束レンズ２８を挿脱させるために収束レンズ２８をスライド移動させるものとしたが、スライド移動に限定されず、回転移動等によって収束レンズ２８を挿脱させてもよい。また、照明切換機構６０は、スライダ６２によってハーフミラー２６と部分反射ミラー６１とをスライド移動させることでその配置切換を行うものとしたが、スライド移動に限定されず、例えばターレット等を用いた回転移動によって配置切換を行ってもよい。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態２にかかる照明装置２００では、標本１に対する照明光の照明切換を行う照明切換機構６０と、照明光軸ＯＡ２における照明光路に対して収束レンズ２８を挿脱移動させるレンズ移動機構５０とを備えているため、照明切換に応じて収束光束または平行光束である適正な照明光を対物レンズ５に供給することができ、標本１に対して常に効率的な照明を行うことができる。また、照明装置２００では、リレー光学系２５、レンズ移動機構５０およびレンズ移動制御部３５ｂを備えているため、照明装置１００と同様の効果を奏する。
【００６５】
（変形例１）
つぎに、本実施の形態２の変形例１にかかる照明装置について説明する。図９は、本変形例１にかかる照明装置３００の一部構成を示す平面図である。図１０は、図９におけるＢＢ矢視断面を示す断面図である。照明装置３００は、上述した照明装置２００における投光管２０１に替えて投光管３０１を備える。投光管３０１は、投光管２０１の構成をもとに、本体枠２０１ａおよびレンズ移動機構５０に替えて、本体枠３０１ａおよびレンズ移動機構７０を備える。その他の構成は照明装置２００と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。
【００６６】
レンズ移動機構７０は、図９および図１０に示すように、レンズ移動機構５０と同様にスライダ４２とガイド４３とを備える。スライダ４２は、ガイド４３に嵌装され、照明光軸ＯＡ２方向に移動自在とされている。ガイド４３は、底部が投光管３０１の本体枠３０１ａに固設されている。スライダ４２の上部には、底板５１、壁板７２Ａ，７２Ｂおよび天板５３を用いて構成された挿脱ガイド７４が固定されている。この挿脱ガイド７４の内部には、収束レンズ２８を保持したレンズ枠７５が設けられている。レンズ枠７５は、上下方向（図１０における左右方向）が底板５１と天板５３とに当接され、前後方向（図９における左右方向）が壁板７２Ａ，７２Ｂに当接されており、底板５１、壁板７２Ａ，７２Ｂおよび天板５３のそれぞれに平行であって照明光軸ＯＡ２に垂直なレンズ挿脱方向に移動自在とされている。
【００６７】
また、レンズ枠７５には照明光軸ＯＡ２と平行に貫通孔７５ｂが設けられており、貫通孔７５ｂ内にはシャフト７７の一端が挿設されている。シャフト７７の他端は、スライダ６２の端面のうち収束レンズ２８に対向した端面６２ｃに固設されている。シャフト７７は、端面６２ｃと貫通孔７５ｂとの間で、壁板７２Ａに設けられた長穴７２ａに貫装されており、ガイド６３によるスライダ６２の移動にともなって長穴７２ａ内でレンズ挿脱方向に移動される。レンズ枠７５は、このシャフト７７の移動にともなって、挿脱ガイド７４内でレンズ挿脱方向に移動される。
【００６８】
ここで、シャフト７７の他端は、照明切換機構６０によってハーフミラー２６が交差部ＯＡｘ上に配置された場合に収束レンズ２８が照明光路内に配置されるように、端面６２ｃに固設されている。このためレンズ移動機構７０では、照明切換機構６０による照明切換に連動し、照明光路に対して収束レンズ２８を適正に挿脱させることができる。
【００６９】
具体的には、レンズ移動機構７０は、入力部３１から明視野照明を指示する指示入力がされ、照明切換機構６０によってハーフミラー２６が交差部ＯＡｘ上に配置された場合、図９に示すように、この配置動作に連動して収束レンズ２８を照明光路内に配置させることができる。また、入力部３１から暗視野照明を指示する指示入力がされ、照明切換機構６０によって部分反射ミラー６１が交差部ＯＡｘ上に配置された場合には、図１１に示すように、この配置動作に連動して収束レンズ２８を照明光路から退避させることができる。
【００７０】
底板５１の内部にはボールプランジャ５８Ａ，５８Ｂが設けられ、その先端部は底板５１の上面部に出没自在に突出されている。これに対してレンズ枠７５の底部には溝７５ａが設けられている。レンズ枠７５は、この溝７５ａにボールプランジャ５８Ａ，５８Ｂの先端部が係入されることで仮止めされる。ボールプランジャ５８Ａは、照明切換機構６０によってハーフミラー２６が交差部ＯＡｘ上に配置され、収束レンズ２８が照明光路内に配置された場合に溝７５ａに係入され、ボールプランジャ５８Ｂは、照明切換機構６０によって部分反射ミラー６１が交差部ＯＡｘ上に配置され、収束レンズ２８が照明光路から完全に退避された場合に溝７５ａに係入される。
【００７１】
また、レンズ移動機構７０は、レンズ移動機構５０と同様に駆動部４４および原点位置センサ４５を備えている。このため、レンズ移動機構７０では、レンズ移動機構５０と同様に、レンズ移動制御部３５ｂからの指示に基づいて収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させることができる。これによって、収束レンズ２８の焦平面と対物レンズ５の瞳５ａとを常に合致させることができ、開口絞り２４の絞り像と第２の光源像とを対物レンズ５の瞳５ａ上に常に結像させることができる。
【００７２】
以上説明したように、本変形例１にかかる照明装置３００では、照明装置２００と同様に照明切換機構６０による照明切換に応じて収束レンズ２８を照明光路に対して挿脱することができる。さらに、照明装置３００では、その収束レンズ２８の挿脱を、照明切換機構６０による照明切換動作に連動させて自動的に行うことができる。このため照明装置３００では、照明装置２００よりも簡易に、適正な照明切換を行うことができる。また、照明装置３００では、リレー光学系２５と、レンズ移動機構７０と、レンズ移動制御部３５ｂとを備えているため、照明装置１００と同様の効果を奏する。
【００７３】
（変形例２）
つぎに、本実施の形態２の変形例２にかかる照明装置について説明する。図１２は、本変形例２にかかる照明装置４００の一部構成を示す平面図である。図１３は、図１２におけるＣＣ矢視に対応する矢視図である。照明装置４００は、上述した照明装置２００における投光管２０１に替えて投光管４０１を備える。投光管４０１は、投光管２０１の構成をもとに、本体枠２０１ａおよびレンズ移動機構５０に替えて、本体枠４０１ａおよびレンズ移動機構８０を備える。その他の構成は照明装置２００と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。
【００７４】
レンズ移動機構８０は、図１２および図１３に示すように、スライダ８２、ガイド８３、原点位置センサ４５およびステッピングモータ４７を用いて構成されている。原点位置センサ４５およびステッピングモータ４７は、照明装置２００と同様に、図示しない配線ケーブルによって制御装置２０３と電気的に接続されており、レンズ移動制御部３５ｂによって駆動制御される。
【００７５】
スライダ８２は、収束レンズ２８を保持するレンズ保持部８２ａと、ガイド８３に設けられたガイド溝８３ａに嵌装されるスライド部８２ｂと、ガイド８３に設けられたガイド穴８３ｂに貫装される伝達部８２ｃとが一体形成されている。ガイド８３は、ガイド溝８３ａおよびガイド穴８３ｂの長手方向を照明光軸ＯＡ２と平行にしてスライダ６２の側面部６２ｄに固設されている。ステッピングモータ４７は、ガイド８３の端部に接するようにスライダ６２の側面部６２ｄに固設され、シャフト４７ａは、照明光軸ＯＡ２と平行にステッピングモータ４７に貫装されるとともに、ガイド穴８３ｂから突出された伝達部８２ｃに嵌設されている。これによって、レンズ移動機構８０は、スライダ６２に支持されるとともに、収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動自在に保持している。
【００７６】
ここで、レンズ移動機構８０は、照明切換機構６０によってハーフミラー２６が交差部ＯＡｘ上に配置された場合に収束レンズ２８が照明光路内に配置させるように、スライダ６２に支持されている。このためレンズ移動機構８０では、照明切換機構６０による照明切換に連動し、照明光路に対して収束レンズ２８を適正に挿脱させることができる。
【００７７】
具体的には、レンズ移動機構８０は、入力部３１から明視野照明を指示する指示入力がされ、照明切換機構６０によってハーフミラー２６が交差部ＯＡｘ上に配置された場合、図１２に示すように、この配置動作に連動して収束レンズ２８を照明光路内に配置させることができる。また、入力部３１から暗視野照明を指示する指示入力がされ、照明切換機構６０によって部分反射ミラー６１が交差部ＯＡｘ上に配置された場合には、図１４に示すように、この配置動作に連動して収束レンズ２８を照明光路から退避させることができる。
【００７８】
一方、ステッピングモータ４７は、実施の形態１と同様に、シャフト４７ａをその軸方向に無回転で直動させ、伝達部８２ｃをこの直動方向に移動させることで、スライダ８２を照明光軸ＯＡ２方向に自在に移動させる。これによって、レンズ移動機構８０では、スライダ８２を介して収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に自在に移動させることができ、収束レンズ２８の焦平面を対物レンズ５の瞳５ａに合致させることができる。
【００７９】
また、原点位置センサ４５は、伝達部８２ｃの上面部に凸設された薄片状の遮光片８２ｄ（図１３参照）がセンシング領域に内挿されたときのステッピングモータ４７による駆動位置を、照明光軸ＯＡ２方向におけるスライダ８２の原点位置として検出し、この検出結果をレンズ移動制御部３５ｂへ出力する。これをもとにレンズ移動制御部３５ｂは、照明光軸ＯＡ２方向における収束レンズ２８の原点位置を検知することができる。
【００８０】
以上説明した本変形例２にかかる照明装置４００では、上述した変形例１にかかる照明装置３００と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３にかかる照明装置について説明する。図１５および図１６は、本実施の形態３にかかる照明装置５００の一部構成を示す平面図である。照明装置５００は、上述した照明装置２００における投光管２０１に替えて投光管５０１を備える。投光管５０１は、投光管２０１の構成をもとに、本体枠２０１ａ、レンズ移動機構５０、照明切換機構６０に替えて、本体枠５０１ａ、レンズ移動機構４０および照明切換機構９０を備える。その他の構成は照明装置２００と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。
【００８２】
照明切換機構９０は、照明切換機構６０の構成をもとに、変換光学部材としての凹レンズ９１を保持したレンズ枠９２がスライダ６２にさらに設けられている。凹レンズ９１は、ハーフミラー２６および部分反射ミラー６１とともに、スライダ６２によって照明光路に対して挿脱移動され、図１５に示すようにハーフミラー２６が交差部ＯＡｘ上に配置された場合、照明光路から退避される。また、図１６に示すように部分反射ミラー６１が交差部ＯＡｘ上に配置された場合には、収束レンズ２８と部分反射ミラー６１との間の照明光路内に配置される。凹レンズ９１は、照明光路内に配置された場合、収束レンズ２８が収束させる照明光を平行光束に変換する。
【００８３】
ここで、凹レンズ９１は、照明光軸ＯＡ２方向における収束レンズ２８との間隔が所定値に設定された場合に、収束レンズ２８からの照明光を正確に平行光束に変換することができる。このため、照明装置５００では、凹レンズ９１が照明光路内に配置された場合、レンズ移動機構４０によって収束レンズ２８を所定位置に移動させ、凹レンズ９１と収束レンズ２８との間隔を所定値にさせる。具体的には、レンズ移動機構４０は、例えば図１６に示すように収束レンズ２８をその可動範囲内の前端部（図１６における左端部）に移動させることで間隔を所定値に設定する。なお、この間隔設定のために収束レンズ２８を移動させる所定位置は、可動範囲の前端部に限定されず、凹レンズ９１の挿脱位置等に応じて他の位置に設定することもできる。
【００８４】
つづいて、照明装置５００における照明切換動作について説明する。まず、入力部３１から明視野照明を指示する指示入力がされた場合、照明切換制御部３６ｃは、照明切換機構９０によってハーフミラー２６を交差部ＯＡｘ上に配置させ、凹レンズ９１を照明光路から退避させる。また、入力部３１から暗視野照明を指示する指示入力がされた場合には、照明切換制御部３６ｃは、照明切換機構９０によって部分反射ミラー６１を交差部ＯＡｘ上に配置させるとともに凹レンズ９１を照明光路内に配置させ、レンズ移動制御部３５ｂは、この配置動作に連動して収束レンズ２８を可動範囲内の所定位置に移動させる。これによって、照明装置５００では、入力部３１からの指示入力に応じて、自動的かつ適正に明視野照明と暗視野照明との照明切換を行うことができる。
【００８５】
一方、照明装置５００では、明視野照明の場合、照明装置１００と同様に、焦準機構３による対物レンズ５の焦準移動に連動して、レンズ移動制御部３５ｂがレンズ移動機構４０によって収束レンズ２８を移動させることができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態３にかかる照明装置５００では、収束レンズ２８が収束させる照明光を平行光束に変換する凹レンズ９１を有し、標本１に対して照明光の照明切換を行うとともに照明光路に対して凹レンズ９１を挿脱移動させる照明切換機構９０を備えているため、照明切換に応じて収束光束または平行光束である適正な照明光を対物レンズ５に供給することができ、標本１に対して効率的な照明を行うことができる。また、照明装置５００では、リレー光学系２５、レンズ移動機構４０およびレンズ移動制御部３５ｂを備えているため、照明装置１００と同様の効果を奏する。なお、照明装置５００では、暗視野照明を行う場合に収束レンズ２８を照明光路から退避させる必要がないため、照明切換に関し、実施の形態２と比べてより簡素な構成で同様の効果を得ることができる。
【００８７】
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態１〜３として説明したが、本発明は、上述した実施の形態１〜３に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。
【００８８】
例えば、上述した実施の形態１〜３では、焦準機構３、レンズ移動機構４０，５０，７０，８０および照明切換機構６０，９０を電動駆動させるものとしたが、電動駆動に限定されず、手動操作する構成としてもよい。また、電動駆動および手動操作を自在に切り換えられる構成としてもよい。なお、手動操作のみとする場合には、焦準駆動制御部３５ａ、レンズ移動制御部３５ｂおよび照明切換制御部３６ｃを省き、制御装置１０３，２０３を簡素化することができる。
【００８９】
また、上述した実施の形態１〜３では、レンズ移動制御部３５ｂは、入力部３１から指示入力される対物レンズ５の焦準移動量を検知し、この検知した焦準移動量をもとに収束レンズ２８を移動させるものとして説明したが、入力部３１からの指示入力に限らず、例えば対物レンズ５の焦準移動量を別途検出するセンサ等を設け、このセンサの検出結果をもとに収束レンズ２８を移動させるようにしても構わない。
【００９０】
また、上述した実施の形態１〜３では、照明装置１００，２００，３００，４００，５００は、標本１に対して落射照明を行うものとしたが、透過照明を行うものとすることもできる。その場合、集光レンズとして対物レンズ５に代わるコンデンサレンズ等の観察光軸ＯＡ１方向の移動量に応じ、収束レンズ２８を照明光軸ＯＡ２方向に移動させるとよい。また、各照明装置を備えた顕微鏡は、正立顕微鏡であるものとして説明したが、倒立顕微鏡とすることもできる。また、各照明装置は、顕微鏡のみならず、半導体ウェハやＦＰＤ（Flat Panel Display）などの基板検査装置等に組み込むこともできる。
【００９１】
また、上述した実施の形態２，３では、照明切換として明視野照明と暗視野照明との切り換えを行うものとして説明したが、これらの照明法に限定されず、蛍光観察、位相差観察、微分干渉観察等の各種観察法に対応した種々の照明と切換可能に構成することもできる。さらに、切り換えを行う照明は、２つに限定されず３つ以上としてもよい。
【００９２】
なお、上述した実施の形態１〜３では、図面の記載において、各部のレンズを便宜的に単レンズとして示したが、単レンズに限定して解釈する必要はなく、複数のレンズによって構成して構わない。また、収束レンズ２８を複数のレンズで構成した場合、その全体を照明光軸ＯＡ２方向に移動させることに限定されず、一部のレンズを移動させるようにしてもよい。
【００９３】
なお、上述した実施の形態１〜３では、光源２０として白熱ランプ、放電ランプ等を用いるものとして説明したが、一端から照明光が導入された光ファイバ等の導光部材の射出端部を用いることもできる。この場合、光源像として、その射出端部の像が結像される。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる照明装置を用いた顕微鏡の構成を示す図である。
【図２】焦準機構の構成を示す図である。
【図３】対物レンズを降下させた顕微鏡の構成を示す図である。
【図４】レンズ移動機構の構成を示す図である。
【図５】レンズ移動機構の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる照明装置を用いた顕微鏡の構成を示す図である。
【図７】レンズ移動機構および照明切換機構の構成を示す図である。
【図８】図７に示したＡＡ矢視断面を示す断面図である。
【図９】実施の形態２の変形例１にかかる照明装置が備えるレンズ移動機構および照明切換機構の構成を示す図である。
【図１０】図９に示したＢＢ矢視断面を示す断面図である。
【図１１】収束レンズを退避させたレンズ移動機構および照明切換機構の構成を示す図である。
【図１２】実施の形態２の変形例２にかかる照明装置が備えるレンズ移動機構および照明切換機構の構成を示す図である。
【図１３】図１２に示したＣＣ矢視に対応する矢視図である。
【図１４】収束レンズを退避させたレンズ移動機構および照明切換機構の構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３にかかる照明装置が備えるレンズ移動機構および照明切換機構の構成を示す図である。
【図１６】照明切換を行ったレンズ移動機構および照明切換機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１    標本
２    ステージ
３    焦準機構
４    レボルバ
５    対物レンズ
５ａ    瞳
６    鏡筒
７    双眼部
８    接眼レンズ
９    顕微鏡本体
１１    支持部
１１ａ    貫通孔
１２    スライダ
１３    ガイド
１４    駆動部
１５    原点位置センサ
１６    ボールネジ
１７    ステッピングモータ
１７ａ    シャフト
２０    光源
２１    光源像結像光学系
２２    コレクタレンズ
２３    収束レンズ
２４    開口絞り
２４ａ    開口部
２５    リレー光学系
２６    ハーフミラー
２７    コリメートレンズ
２８    収束レンズ
３１    入力部
３２    出力部
３３    表示部
３４    記憶部
３５    制御部
３５ａ    焦準駆動制御部
３５ｂ    レンズ移動制御部
３６    制御部
３６ｃ    照明切換制御部
４０    レンズ移動機構
４１    レンズ枠
４２    スライダ
４３    ガイド
４４    駆動部
４５    原点位置センサ
４６    伝達部
４６ａ    遮光片
４７    ステッピングモータ
４７ａ    シャフト
４９    レンズ枠
５０    レンズ移動機構
５１    底板
５１ａ    先端部
５２Ａ，５２Ｂ    壁板
５３    天板
５４    挿脱ガイド
５５    レンズ枠
５５ａ    溝
５６    遮光板
５７    操作レバー
５８Ａ，５８Ｂ    ボールプランジャ
５９Ａ，５９Ｂ    規制ピン
６０    照明切換機構
６１    部分反射ミラー
６２    スライダ
６２ａ，６２ｂ    透過孔
６２ｃ    端面
６２ｄ    側面部
６３    ガイド
６５    原点位置センサ
６７    ステッピングモータ
７０    レンズ移動機構
７２Ａ，７２Ｂ    壁板
７２ａ    長穴
７４    挿脱ガイド
７５    レンズ枠
７５ａ    溝
７５ｂ    貫通孔
７７    シャフト
８０    レンズ移動機構
８２    スライダ
８２ａ    レンズ保持部
８２ｂ    スライド部
８２ｃ    伝達部
８２ｄ    遮光片
８３    ガイド
８３ａ    ガイド溝
８３ｂ    ガイド穴
９０    照明切換機構
９１    凹レンズ
９２    レンズ枠
１００，２００，３００，４００，５００    照明装置
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１    投光管
１０１ａ、２０１ａ，３０１ａ，４０１ａ，５０１ａ    本体枠
１０３，２０３    制御装置
２０１ｂ    貫通孔
ＯＡ１    観察光軸
ＯＡ２    照明光軸
ＯＡｘ    交差部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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