(57)【要約】【課題】装置をコンパクトに構成することができ、かつ照明性能及び効率を著しく落とさずに暗視野照明を行えるようにした暗視野光学系を提供すること。【解決手段】光源１から発散された光束を平行光束にするコレクタレンズ２と、平行光束をリング状に集光させる第１の光学部材５と、集光された光束をリング状の平行光束にする第２の光学部材６とで構成されている。そして、第１の光学部材５と第２の光学部材６は、コレクタレンズ２の光軸を中心として輪帯状に並べられた複数の扇形レンズの集合体として構成されている。【選択図】　図１
2004138974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの発散された光束を平行光束に変換するコレクタレンズと、前記平行光束をリング状に集光させる第１の光学部材と、前記リング状に集光された光束をリング状の平行光束にする第２の光学部材と、を備えた暗視野光学系であって、前記第１の光学部材及び前記第２の光学部材は、前記コレクタレンズの光軸を中心として輪帯状に並べられた複数の扇形レンズからなり、前記複数の扇形レンズの光軸が前記コレクタレンズの光軸から離れた位置となるようにしたことを特徴とする暗視野光学系。
【請求項２】
前記第１の光学部材の各扇形レンズの焦点距離をｆ１とし、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材間の距離をＬ１２とした場合、以下の条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の暗視野光学系。
１／２×Ｌ１２＜ｆ１
【請求項３】
前記第２の光学部材の各扇形レンズの焦点距離をｆ２とし、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材間の距離をＬ１２とした場合、以下の条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の暗視野光学系。
０＜ｆ２＜１／２×Ｌ１２
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡の暗視野観察用照明装置に用いて好適な暗視野光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
輪帯照明用の光束を形成する従来の暗視野光学系は、光源から発散された光束をコレクタレンズで平行光束に変換し、その後、リレー光学系を通った平行光束を、リング状の開口絞りによってリング状の平行光束にするのが一般的であった（特許文献１参照）。図４は、そのような従来の暗視野光学系の基本構成を示したものであって、ここに示した暗視野光学系は、光源１と、光源１からの発散された光束を平行光束に変換するコレクタレンズ２と、平行光束をリレーするリレー光学系と、リレー光学系を通った平行光束をリング状の平行光束にするリング状の開口絞り４とで構成されている。また、円錐ミラーや円錐プリズムを使用することにより、暗視野の輪帯照明が行えるようにしたものもよく知られている（特許文献２〜６参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３１２２５号公報
【特許文献２】
特開昭５５−５７８１６号公報
【特許文献３】
特開昭５８−１６２１４号公報
【特許文献４】
特開昭６１−１２０１１０号公報
【特許文献５】
特開平２−２５００１６号公報
【特許文献６】
特開２０００−１３１６１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示した従来の暗視野光学系は、リング状の開口絞り４によって、ほとんどの光束が遮られてしまうため、標本を明るく照明することができなくなるという問題点があった。他方、円錐ミラーや円錐プリズムを使用した場合には、それらの光学系の大きさが、入射してくる光束のわりには大きなものとなってしまうため、照明装置の大型化と高コスト化を招いてしまうという問題点があった。また、円錐プリズムを使用した場合には、色収差が増大し、照明性能を悪化させてしまうという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、照明装置全体をコンパクトに構成することができ、かつ光源からの光束をほとんど遮ることがなく、照明性能及び効率を著しく落とさずに暗視野照明を行えるようにした暗視野光学系を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、光源と、前記光源からの発散された光束を平行光束に変換するコレクタレンズと、前記平行光束をリング状に集光させる第１の光学部材と、前記リング状に集光された光束をリング状の平行光束にする第２の光学部材と、を備えた暗視野光学系であって、前記第１の光学部材及び前記第２の光学部材は、前記コレクタレンズの光軸を中心として輪帯状に並べられた複数の扇形レンズからなり、前記複数の扇形レンズの光軸が前記コレクタレンズの光軸から離れた位置となるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記の暗視野光学系において、前記第１の光学部材の各扇形レンズの焦点距離をｆ１とし、前記第２の光学部材の各扇形レンズの焦点距離をｆ２とし、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材間の距離をＬ１２とした場合、以下の条件式（１）、（２）のうち、少なくとも一方を満足するようにしたことを特徴とする。
１／２×Ｌ１２＜ｆ１・・・・・・（１）
０＜ｆ２＜１／２×Ｌ１２・・・・（２）
【０００８】
なお、上記の各々の暗視野光学系においては、前記第１の光学部材と前記第２の光学部材は、それぞれの扇形レンズの数が同じであって、両者の各扇形レンズの光軸を一致させるようにして配置されていることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１〜図３に示した実施例によって説明する。なお、図１は、暗視野光学系の全体的な基本構成を示した説明図である。また、図２は、図１における第１の光学部材の構成例を示したものであって、図２（ａ）はその正面図であり、図２（ｂ）は一つの扇形レンズのみを示した説明図である。さらに、図３は、図１における第２の光学部材の構成例を示したものであって、図３（ａ）はその正面図であり、図３（ｂ）は一つの扇形レンズのみを示した説明図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施例の暗視野光学系は、光源１と、光源１から発散された光束を平行光束にするコレクタレンズ２と、平行光束をリング状に集光させる第１の光学部材５と、集光された光束をリング状の平行光束にする第２の光学部材６とで構成されている。そして、第１の光学部材５と第２の光学部材６は、それぞれ複数の扇形レンズの集合体として構成されていて、本実施例の場合、第１の光学部材５と第２の光学部材６との間の距離は１４３ｍｍとなっている。
【００１１】
そこで、図２を用いて、第１の光学部材５の詳細な構成を説明する。本実施例における第１の光学部材５は、図２（ａ）に示すように１８個の扇形レンズ５ａで構成されている。また、それぞれの扇形レンズ５ａは、図２（ｂ）から分かるように、第１の光学部材５の直径より小さな直径を有するレンズの一部を、そのレンズの中心Ｏを含むようにして扇形に切取った形状をしている。そして、本実施例では、この中心Ｏを扇形レンズ５ａの光軸としており、図２（ａ）から分かるように、１８個の扇形レンズ５ａの光軸は、第１の光学部材５の中心位置、即ちコレクタレンズ２の光軸を中心にして略同一円周上に配列されている。また、本実施例の場合、各扇形レンズ５ａの焦点距離は１２６ｍｍとなっている。なお、第１の光学部材５は、扇形レンズを複数個集めて構成したものとしても、複数個の扇形レンズを集めた形状に一体形成された光学素子としてもよい。
【００１２】
次に、図３を用いて、第２の光学部材６の詳細な構成を説明する。本実施例における第２の光学部材６は、図３（ａ）に示すように１８個の扇形レンズ６ａで構成されている。また、それぞれの扇形レンズ６ａは、図３（ｂ）から分かるように、第２の光学部材６の直径より小さな直径を有するレンズの一部を、そのレンズの中心Ｏ′を含むようにして扇形に切取った形状をしている。そして、本実施例では、この中心Ｏ′を扇形レンズ６ａの光軸としており、図３（ａ）から分かるように、１８個の扇形レンズ６ａの光軸は、環状をした第２の光学部材６の中心位置、即ちコレクタレンズ２の光軸を中心にして略同一円周上に配列されている。また、本実施例の場合、各扇形レンズ６ａの焦点距離は１９．４ｍｍとなっている。なお、第２の光学部材６は、第１の光学部材５の場合と同様に、扇形レンズを複数個集めて構成したものとしてもよいし、複数個の扇形レンズを集めた形状に一体形成された光学素子としてもよい。
【００１３】
また、本発明における第１の光学部材５を構成する各扇形レンズ５ａの焦点距離をｆ１、第１の光学部材５と第２の光学部材６間の距離をＬ１２とした場合、以下の条件式（１）を満足させるようにすることが望ましい。
１／２×Ｌ１２＜ｆ１・・・・・・（１）
ｆ１が１／２×Ｌ１２を下回る場合には、集光した光束が広がりすぎて、照明効率を悪化させてしまう。また、扇形レンズ５ａのパワーが大きすぎると、収差が増大して照明性能を悪化させてしまうことになる。
【００１４】
また、本発明における第２の光学部材６を構成する各扇形レンズ６ａの焦点距離をｆ２、第１の光学部材５と第２の光学部材６間の距離をＬ１２とした場合、以下の条件式（２）を満足させるようにすることが望ましい。
０＜ｆ２＜１／２×Ｌ１２・・・・・・（２）
この条件式（２）の左辺は、扇形レンズ６ａが正パワーを有したものであることを意味している。負のパワーであると、平行光以外の光線が拡散光となって、暗視野光路中に迷光が発生しやすくなり、観察時の見えを悪化させてしまう。他方、ｆ２が１／２×Ｌ１２を上回る場合には、リング状の暗視野平行光束が大きくなって暗視野光学系が巨大化し、また、それと組合わせる対物レンズなどの他のユニットまでも巨大化するため、全体的にコスト高になってしまう。
【００１５】
また、本実施例では、第１の光学部材５を構成する扇形レンズ５ａの数と第２の光学部材６を構成する各扇形レンズ６ａの数が同じであって、扇形レンズ５ａの光軸と扇形レンズ６ａの光軸がそれぞれ略一致するように構成されている。一般に、レンズを通る光束の収差性能は、周辺部に行くほど劣化して行くので、扇形レンズ５ａを通った光束が集光して、扇形レンズ６ａを通過する時、最も収差性能の劣化が少ないのは、扇形レンズ５ａの光軸が扇形レンズ６ａの光軸と一致している場合である。収差性能の劣化を少なくすることは、照明性能上望ましいことである。
【００１６】
以上説明したように、本発明は、特許請求の範囲に記載した特徴のほかに下記の特徴を有している。
（１）第１の光学部材と第２の光学部材は、それぞれの扇形レンズの数が同じであって、両者の各扇形レンズの光軸を略一致させるようにして配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の暗視野光学系。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の暗視野光学系は、円錐ミラーや円錐プリズムを設けないから照明装置全体をコンパクトに構成することができ、またリング状の開口絞りも設けないから光源からの光束をほとんど遮ることがなく、照明性能及び効率を著しく落さずに明るい暗視野照明を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の全体的な基本構成を示した説明図である。
【図２】図１における第１の光学部材の一構成例を示したものであって、図２（ａ）はその正面図であり、図２（ｂ）は一つの扇形レンズのみを示した説明図である。
【図３】図１における第２の光学部材の一構成例を示したものであって、図３（ａ）はその正面図であり、図３（ｂ）は一つの扇形レンズのみを示した説明図である。
【図４】従来の暗視野光学系の基本構成を示した説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　光源
２　　　　　　　　　　　　　コレクタレンズ
３　　　　　　　　　　　　　平行光束をリレーするリレー光学系
４　　　　　　　　　　　　　リング状の開口絞り
５　　　　　　　　　　　　　第１の光学部材
５ａ　　　　　　　　　　　　第１の光学部材の扇形レンズ
６　　　　　　　　　　　　　第２の光学部材
６ａ　　　　　　　　　　　　第２の光学部材の扇形レンズ
【図１】
2004138974.tif 000003
【図２】
2004138974.tif 000004
【図３】
2004138974.tif 000005
【図４】
2004138974.tif 000006