(57)【要約】【課題】簡単かつコンパクトな構成でしかも低コストで、試料に対して最適な暗視野光束の照射角度に設定変更すること。【解決手段】試料１６に照射する暗視野照明照射角度がそれぞれ異なる複数の暗視野枠、例えば各暗視野枠１３ｂ、３３、３６を備え、これら暗視野枠１３ｂ、３３、３６のうちいずれか１つをレンズ胴２１等を有する対物レンズ本体の光軸１１と同軸上に取り付け、対物レンズ本体の外周面との間に暗視野光束用の暗視野筒部２９等を形成する。【選択図】図１１
2007017699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズ本体と、
前記対物レンズ本体の光軸に対して同心円状に配置されて前記対物レンズ本体の外周面との間隙に、暗視野照明用の光路を形成し、かつ前記対物レンズに対して取り付け、取り外し可能な暗視野枠と、
を具備したことを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記暗視野枠は、試料に対して暗視野光束を輪帯状に照射することを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記暗視野枠は、試料に対する暗視野照明光束の照射角度を可変可能であることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記暗視野枠は、複数有し、それぞれ試料に対する暗視野照明光束の照射角度が異なることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記暗視野枠は、前記試料に対して前記暗視野照明光束の照射角度が異なる複数の偏向部材のうちいずれか１つを先端部に有することを特徴とする請求項３又は４記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記暗視野枠は、前記対物レンズに取り付けられる暗視野筒と、
前記偏向部材を保持し、かつ前記暗視野筒に対して取り付け、取り外し可能な先端枠と、
を有することを特徴とする請求項５記載の対物レンズ。
【請求項７】
試料に照射する暗視野照明の照射角度がそれぞれ異なる複数の暗視野枠を有し、これら暗視野枠のうちいずれか１つの前記暗視野枠を選択して対物レンズ本体の光軸と同心円状に取り付け、前記対物レンズ本体の外周面との間隙に前記暗視野照明用の光路を形成することを特徴とする対物レンズの取付方法。
【請求項８】
前記照射角度がそれぞれ異なる複数の偏向部材を有し、これら偏向部材のうちいずれか１つの前記偏向部材を選択して前記対物レンズ本体の先端部に取り付けることを特徴とする請求項７記載の対物レンズの取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落射照明顕微鏡に係わり、当該落射照明顕微鏡に取り付けられる対物レンズ及びその取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
落射明視野照明と暗視野照明とを可能とする対物レンズがある。この対物レンズは、明視野照明光を試料に集光照射する複数のレンズからなる対物レンズ群が設けられ、この対物レンズ群の外周に暗視野照明の集光照射手段を設けて暗視野照明の機能を兼ねている。暗視野照明の集光照射手段は、対物レンズ群の設計条件によって決定することが多く、例えば特許文献１には、設計条件として対物レンズの口径を用い、大きな口径を有する対物レンズに対応した暗視野照明を行うことが開示されている。この特許文献１は、対物レンズの開口角をより大きくし解像を上げる目的でなされているが、その他にも対物レンズの倍率、作動距離などの設計条件もある。
【０００３】
このように対物レンズの設計条件に従った暗視野照明であると、試料への暗視野光束の入射角度が一定であるため、試料に対する入射角度が浅い場合すなわち試料表面と暗視野光束との成す角度が小さい場合、例えば試料に大きめの段差のある存在すると、当該段差の上段には暗視野光束が照射されるが、下段には暗視野光束が上段で遮られて照射されない場合がある。反対に試料に対する入射角度が深い場合すなわち試料表面と暗視野光束との成す角度が大きい場合、例えば試料に非常に浅い段差が存在すると、当該段差の側面に照射する暗視野光束の光量が少なくなり、観察できる光量が減少して段差部分が検出しにくくなる。
【０００４】
このような事から高低差を有する各段差に対して暗視野光束が最適な入射角度する対物レンズを用いれば対応可能であるが、このためにはそれぞれ異なる複数の入射角度する複数の対物レンズを用意しなければならず、コスト高になる。  
このような問題を解決する技術として例えば特許文献２がある。この特許文献２には、ＬＥＤを対物レンズの光軸に対してそれぞれ口径の異ならせて複数配置し、これらＬＥＤから出射される各リング状光束をレンズアレイを使って集光し、いずれか１つの口径の各ＬＥＤを点灯して試料への照射角度を可変することが開示されている。
【特許文献１】特開平４−４８２０３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、各ＬＥＤを口径の異ならせて複数配置するために径が大きくなる。一方、顕微鏡では、例えば複数の対物レンズをレボルバに取り付け、試料の観察に必要な対物レンズを選択して設定したり、レボルバに取り付ける対物レンズを交換したりする。このため、このような顕微鏡に特許文献２を取り付けることには、困難性がある。又、顕微鏡に特許文献２を取り付けるには、複数のＬＥＤに電源供給するための複数のケーブルを必要とし、その配線処理も非常に難しくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対物レンズ本体と、対物レンズ本体の光軸と同心円状に配置されて対物レンズ本体の外周面との間隙に、暗視野照明用の光路を形成し、かつ対物レンズに対して取り付け、取り外し可能な暗視野枠とを具備した対物レンズである。
【０００７】
本発明は、試料に照射する暗視野照明の照射角度がそれぞれ異なる複数の暗視野枠を有し、これら暗視野枠のうちいずれか１つの暗視野枠を選択して対物レンズ本体の光軸と同心円状に取り付け、対物レンズ本体の外周面との間隙に暗視野照明用の光路を形成する対物レンズの取付方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、簡単かつコンパクトな構成でしかも低コストで、試料に対して最適な暗視野光束の照射角度に設定変更できる対物レンズ及びその取付方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は落射照明型顕微鏡の明視野照明系の構成図を示す。顕微鏡本体１は、ベース部材１ａ上に支持柱１ｂを立設し、この支持柱１ｂに上部に保持アーム１ｃを設けている。この顕微鏡本体１の保持アーム１ｃの上面には、落射投光管２が取り付けられている。この落射投光管２の背面側の端部には、ランプハウス３が取り付けられている。このランプハウス３の内部には、光源４が落射投光管２の照明光軸５上に設けられている。落射投光管２の内部には、照明光軸５上に沿って光源４側からレンズ６、開口絞り７、視野絞り８、レンズ９及びハーフミラー１０が設けられている。ハーフミラー１０は、観察光軸１１と合致する位置に設けられている。
【００１０】
顕微鏡本体１の保持アーム１ｃの下面には、レボルバ１２が回転可能に設けられている。このレボルバ１２には、明視野及び暗視野兼用の対物レンズ１３や図示しない他の対物レンズ等の複数の対物レンズが取り付けられている。対物レンズ１３は、複数のレンズからなるレンズ群１３ａと、このレンズ群１３ａの外周側に設けられた暗視野枠１３ｂと、この暗視野枠１３ｂの内側にリング状に形成された複数の暗視野光束用孔１３ｃとを有する。レボルバ１２は、回転することにより例えば対物レンズ１３を観察光軸１１上に配置する。  
顕微鏡本体１の支持柱１ｂの側面には、ステージホルダ１４が図示しない焦準機構によって昇降可能に設けられている。このステージホルダ１４上には、ステージ１５が設けられ、このステージ１５上に試料１６が載置される。  
落射投光管２の上面でかつ観察光軸１１上には、鏡筒１７が取り付けられている。この鏡筒１７には、接眼レンズ１８が取り付けられている。
【００１１】
このような明視野照明系であれば、光源４から光束が出射されると、この光束は、レンズ６、開口絞り７、視野絞り８、レンズ９を通ってハーフミラー１０に入射し、このハーフミラー１０により下方に向けて折り返されて観察光軸１１に沿って進行し、対物レンズ１３により試料１６上に照射される。試料１６からの反射光は、対物レンズ１３を通って観察光軸１１に沿って進行し、ハーフミラー１０を透過し、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の明視野観察像が観察される。この際、試料１６に対するピント合せは、顕微鏡本体１に備えられている焦準機構により可能である。
【００１２】
図２は落射照明型顕微鏡の暗視野照明系の構成図を示す。なお、図１と同一部分には、同一符号を付してその詳しい説明は省略する。  
照明光軸５と観察光軸１１との交点上には、リングミラー１９が設けられている。このリングミラー１９は、リング状に形成され、中空部１９ａを有する。このリングミラー１９のリング状の反射面の径は、対物レンズ１３にリング状に形成された複数の暗視野光束用孔１３ｃの径と略一致する。  
この暗視野照明系のリングミラー１９と明視野照明系のハーフミラー１０とは、切り換え可能に設けられ、照明光軸５と観察光軸１１との交点上に、リングミラー１９が配置された場合に暗視野照明系となり、ハーフミラー１０が配置された場合に明視野照明系となる。
【００１３】
このような暗視野照明系であれば、光源４から光束が出射されると、この光束は、レンズ６、開口絞り７、視野絞り８、レンズ９を通ってリングミラー１９に入射し、このリングミラー１９によりリング状に整形されて下方に向けて折り返される。このリング状の光束２０は、観察光軸１１に沿って進行し、対物レンズ１３の各暗視野光束用孔１３ｃを通って試料１６上に照射される。試料１６からの散乱光は、対物レンズ１３を通って観察光軸１１に沿って進行し、リングミラー１９の中空部１９ａを通り、さらに鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。この際、試料１６に対するピント合せは、顕微鏡本体１に備えられている焦準機構により可能である。
【００１４】
図３、図５及び図６は低倍率の対物レンズ１３の断面構成図を示す。このうち図３は低倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズ１３の断面構成図を示す。この対物レンズ１３は、円筒状のレンズ胴２１を有し、このレンズ胴２１内にレンズ群１３ａが設けられている。このレンズ胴２１の上部の外周側には、円筒状の取付部材２２が設けられている。この取付部材２２の外周面には、凸状部２３が設けられ、この凸状部２３の上部面と下部面とがそれぞれ各突き当て面２４、２５になっている。この突き当て面２４よりも上部の取付部材２２の外周面には、ネジ部２６が設けられ、かつ突き当て面２５よりも下部の取付部材２２の外周面にもネジ部２７が設けられている。このうち上部のネジ部２６は、レボルバ１２の図示しない取り付け孔のネジ部に螺号する。これにより対物レンズ１３は、レボルバ１２に対して取り付け、取り外し可能である。なお、対物レンズ１３をレボルバ１２に取り付けるとき、突き当て面２４がレボルバ１２に当接して対物レンズ１３を位置決めする。
【００１５】
暗視野枠１３ｂには、ネジ部２８が設けられている。この暗視野枠１３ｂのネジ部２８は、ネジ部２７に螺合し、これにより暗視野枠１３ｂは、取付部材２２に対して取り付け、取り外し可能である。この暗視野枠１３ｂの取り付けにより当該暗視野枠１３ｂとレンズ胴２１との間には、リング状の暗視野筒部２９が形成される。この暗視野筒部２９には、図４に示すように複数の暗視野光束用孔１３ｃ、例えば３つの暗視野光束用孔１３ｃ−１、１３ｃ−２、１３ｃ−３が設けられている。
【００１６】
レンズ胴２１と暗視野枠１３ｂとの先端部の間には、偏向部材としてのリングレンズ３０が設けられている。このリングレンズ３０は、暗視野枠１３ｂの先端部内壁に設けられたネジ部３１に螺合するリング状の固定枠３２によって締め付け固定されている。このリングレンズ３０は、暗視野筒部２９を進行したリング状の光束２０を観察光軸１１側に偏向して試料１６に照射する。このとき、リングレンズ３０により試料１６に対してリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、α１である。
【００１７】
図５は低倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズ１３の断面構成図を示す。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠３３が取付部材２２に対して各ネジ部２７、２８を介して取り付け、取り外し可能である。この暗視野枠３３とレンズ胴２１との間には、リング状の暗視野筒部３４が形成される。この暗視野枠３３は、先端部が観察光軸１１側に湾曲すなわち観察光軸１１に向ってテーパ状の面に形成されている。この暗視野枠３３の先端部内壁には、偏向部材としてのミラー面３５が設けられている。このミラー面３５は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。このミラー面３５による試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、α２である。
【００１８】
図６は低倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズ１３の断面構成図を示す。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠３６が取付部材２２に対して各ネジ部２７、２８を介して取り付け、取り外し可能である。この暗視野枠３６とレンズ胴２１との間には、リング状の暗視野筒部３７が形成される。この暗視野枠３６の先端部には、暗視野枠３６の径よりも大きな径に形成された拡大径枠３８が設けられている。この拡大径枠３８が設けられる暗視野枠３６の先端部内壁には、ネジ部３９が設けられ、このネジ部３９に偏向部材保持枠４０が螺合している。
【００１９】
この偏向部材保持枠４０は、リング状に形成され、光束２０を通すためのリング状の孔４１が設けられている。この偏向部材保持枠４０の内壁には、リング状に形成された偏向部材４２が設けられている。この偏向部材４２には、観察光軸１１側とは反対側にリング状のミラー面４３が設けられている。このミラー面４３は、暗視野筒部３７を進行したリング状の光束２０を観察光軸１１側とは反対側に偏向する。  
拡大径枠３８の内壁には、偏向部材としてのミラー面４４が設けられている。このミラー面４４は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。従って、暗視野筒部３７を進行したリング状の光束２０は、ミラー面４３によって観察光軸１１側とは反対側に偏向され、次にミラー面４４によって観察光軸１１側に偏向され、試料１６に照射される。ミラー面４４による試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、α３である。なお、偏向部材４２を光束２０の入射方向からみると、図７に示すように例えば３つの暗視野光束用孔４５ａ、４５ｂ、４５ｃが設けられている。
【００２０】
以上のように図３に示す対物レンズ１３の暗視野照明照射角度はα１であり、図５に示す対物レンズ１３の暗視野照明照射角度はα２であり、図６に示す対物レンズ１３の暗視野照明照射角度はα３であり、これら暗視野照明照射角度はα１、α２、α３の関係は、
α１＞α２＞α３ 
になっている。
【００２１】
図８乃至図１０は高倍率の対物レンズ５０の断面構成図を示す。このうち図８は高倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズ５０の断面構成図を示す。この対物レンズ５０は、円筒状のレンズ胴５１を有し、このレンズ胴５１内にレンズ群５２が設けられている。このレンズ胴５１の上部の外周側には、円筒状の取付部材５３が設けられている。この取付部材５３の外周面には、凸状部５４が設けられ、この凸状部５４の上部面と下部面とがそれぞれ各突き当て面５５、５６になっている。突き当て面５５よりも上部の取付部材５３の外周面には、ネジ部５７が設けられ、かつ突き当て面５６よりも下部の取付部材５３の外周面にもネジ部５８が設けられている。このうち上部のネジ部５７は、レボルバ１２の図示しない取り付け孔のネジ部に螺号する。これにより対物レンズ５０は、レボルバ１２に対して取り付け、取り外し可能である。なお、対物レンズ５０をレボルバ１２に取り付けるとき、突き当て面５５がレボルバ１２に当接して対物レンズ５０を位置決めする。
【００２２】
暗視野枠５９ａには、ネジ部６０が設けられている。この暗視野枠５９ａのネジ部６０は、ネジ部５８に螺合し、これにより暗視野枠５９ａは、取付部材５３に対して取り付け、取り外し可能である。この暗視野枠５９ａの取り付けにより当該暗視野枠５９ａとレンズ胴５１との間には、リング状の暗視野筒部６１が形成される。この暗視野筒部６１には、図示しないが上記図４と同様に複数の暗視野光束用孔、例えば３つの暗視野光束用孔が設けられている。
【００２３】
暗視野枠５９ａは、その先端部が観察光軸１１側に湾曲すなわち観察光軸１１に向ってテーパ状の面に形成されている。この暗視野枠５９ａの先端部内壁には、偏向部材としてのミラー面６２が設けられている。このミラー面６２は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。  
レンズ胴５１は、その先端部が観察光軸１１側に折り曲げられ、この折り曲げられた部分の外壁にミラー面６３が設けられている。従って、暗視野筒部６１を進行したリング状の光束２０は、ミラー面６２によって観察光軸１１側に偏向され、次にミラー面６３によって偏向されて試料１６に照射される。このとき、試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、β１である。
【００２４】
図９は高倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズ５０の断面構成図を示す。なお、図８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠５９ｂは、その先端部が観察光軸１１側に湾曲すなわち観察光軸１１に向ってテーパ状の面に形成されている。この暗視野枠５９ｂの先端部内壁には、偏向部材としてのミラー面６４が設けられている。このミラー面６４は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。従って、暗視野筒部６１を進行したリング状の光束２０は、ミラー面６４によって観察光軸１１側に偏向されて試料１６に照射される。このとき、試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、β２である。
【００２５】
図１０は高倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズ５０の断面構成図を示す。なお、図８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠５９ｃが取付部材５３に対して各ネジ部５８、６０を介して取り付け、取り外し可能である。この暗視野枠５９ｃとレンズ胴５１との間には、リング状の暗視野筒部６１が形成される。この暗視野枠５９ｃの先端部には、当該暗視野枠５９ｃの径よりも大きな径に形成された拡大径枠６５が設けられている。この拡大径枠６５が設けられる暗視野枠５９ｃの先端部内壁には、ネジ部６６が設けられ、このネジ部６６に偏向部材保持枠６７が螺合している。
【００２６】
この偏向部材保持枠６７は、リング状に形成され、光束２０を通すためのリング状の孔６８が設けられている。この偏向部材保持枠６７の内壁には、リング状に形成された偏向部材６９が設けられている。この偏向部材６９には、観察光軸１１側とは反対側にリング状のミラー面７０が設けられている。このミラー面７０は、暗視野筒部６１を進行したリング状の光束２０を観察光軸１１側とは反対側に偏向する。  
拡大径枠６５の内壁には、偏向部材としてのミラー面７１が設けられている。このミラー面７１は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。従って、暗視野筒部６１を進行したリング状の光束２０は、ミラー面７０によって観察光軸１１側とは反対側に偏向され、次にミラー面７１によって観察光軸１１側に偏向され、試料１６に照射される。ミラー面７１による試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、β３である。
【００２７】
以上のように図８に示す対物レンズ５０の暗視野照明照射角度はβ１であり、図９に示す対物レンズ５０の暗視野照明照射角度はβ２であり、図１９に示す対物レンズ５０の暗視野照明照射角度はβ３であり、これら暗視野照明照射角度はβ１、β２、β３の関係は、  
β１＞β２＞β３ 
になっている。
【００２８】
次に、暗視野照明用対物レンズの取付方法について説明する。  
図１１に示すように上記図３、図５及び図６に示す低倍率の各対物レンズ１３は、レンズ胴２１に対して各暗視野枠１３ｂ、３３、３６のうちいずれか１つを取り付けて試料１４に対する暗視野照明照射角度α１、α２又はα３を選択可能である。  
例えば、暗視野枠１３ｂを選択してレンズ胴２１に取り付けた場合、図３に示すように暗視野筒部２９を通過した光束２０は、リングレンズ３０により偏向され、試料１６に対して暗視野照明照射角度α１で照射される。試料１６からの散乱光は、対物レンズ１３を通って観察光軸１１に沿って進行し、リングミラー１９の中空部１９ａを通り、さらに鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００２９】
暗視野枠３３を選択してレンズ胴２１に取り付けた場合、図５に示すように暗視野筒部３４を通過した光束２０は、ミラー面３５で偏向され、試料１６に対して暗視野照明照射角度α２で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ１３を通って観察光軸１１に沿って進行し、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００３０】
暗視野枠３６を選択してレンズ胴２１に取り付けた場合、図６に示すように暗視野筒部３７を通過した光束２０は、ミラー面４３で偏向され、さらにミラー面４４で偏向されて試料１６に対して暗視野照明照射角度α３で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ１３、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００３１】
図８乃至図１０に示す高倍率の各対物レンズ５０は、レンズ胴５１に対して各暗視野枠５９ａ、５９ｂ又は５９ｃのうちいずれか１つを取り付けて試料１４に対する暗視野照明照射角度β１、β２又はβ３を選択可能である。  
例えば、暗視野枠５９ａを選択してレンズ胴２１に取り付けた場合、図８に示すように暗視野筒部６１を通過した光束２０は、ミラー面６２により偏向され、さらにミラー面６３により偏向されて試料１６に対して暗視野照明照射角度β１で照射される。試料１６からの散乱光は、対物レンズ１３を通って観察光軸１１に沿って進行し、リングミラー１９の中空部１９ａを通り、さらに鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００３２】
暗視野枠５９ｂを選択してレンズ胴２１に取り付けた場合、図９に示すように暗視野筒部６１を通過した光束２０は、ミラー面６４で偏向され、試料１６に対して暗視野照明照射角度β２で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ１３、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００３３】
暗視野枠５９ｃを選択してレンズ胴２１に取り付けた場合、図１０に示すように暗視野筒部６１を通過した光束２０は、ミラー面７０で偏向され、さらにミラー面７１で偏向されて試料１６に対して暗視野照明照射角度β３で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ１３、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００３４】
次に、試料１６への暗視野照明照射角度α１等の違いについて比較検討する。  
図１２は左側半分に図３に示す暗視野照明照射角度α１の対物レンズ１３を示すと共に、右側半分に図６に示す暗視野照明照射角度α１の対物レンズ１３を比較して示す。試料１６は、深い段差７２を有する。  
深い段差７２の底面７２ａを観察したい場合、深い暗視野照明照射角度α１の対物レンズ１３を用いると、光束２０が当該段差７２の底面７２ａに到達する。これに対して浅い暗視野照明照射角度α３の対物レンズ１３を用いると、光束２０が当該段差７２の底面７２ａに到達することができない。従って、深い段差７２の底面７２ａを観察するには、深い暗視野照明照射角度α１の対物レンズ１３を用いるのが適している。
【００３５】
一方、図１３に示すように浅い段差７３の側面７３ａに対して照射する光束量を大きくし、段差７３に対する検出感度を高くする場合、深い暗視野照明照射角度α１の対物レンズ１３を用いると、側面７３ａに対する光束２０の照射量が少ない。これに対して浅い暗視野照明照射角度α３の対物レンズ１３を用いると、側面７３ａに対する光束２０の照射量が大きくなる。従って、浅い段差７３に対する検出感度を高くするには、浅い暗視野照明照射角度α３の対物レンズ１３を用いるのが適している。
【００３６】
このように上記第１の実施の形態によれば、試料１６に照射する暗視野照明照射角度がそれぞれ異なる複数の暗視野枠、例えば各暗視野枠１３ｂ、３３、３６、５９ａ、５９ｂ又は５９ｃを備え、これら暗視野枠１３ｂ、３３、３６、５９ａ、５９ｂ又は５９ｃのうちいずれか１つをレンズ胴２１等を有する対物レンズ本体の光軸１１と同軸上に取り付け、対物レンズ本体の外周面との間に暗視野光束用の暗視野筒部２９等を形成するので、試料１６の段差の大きさに応じて最適な暗視野照明照射角度を選択できる。  
例えば、低倍率の各対物レンズ１３であれば、上記図１１に示すようにレンズ胴２１に対して各暗視野枠１３ｂ、３３、３６のうちいずれか１つを取り付けることにより試料１４に対する暗視野照明照射角度をα１、α２又はα３に選択可能である。一方、高倍率の各対物レンズ５０であれば、レンズ胴５１に対して各暗視野枠５９ａ、５９ｂ又は５９ｃのうちいずれか１つを取り付けることにより試料１４に対する暗視野照明照射角度をβ１、β２又はβ３に選択可能である。これにより、例えば深い段差７２の底面７２ａを観察するには、深い暗視野照明照射角度α１の対物レンズ１３を用いるのが適する。浅い段差７３に対する検出感度を高くするには、浅い暗視野照明照射角度α３の対物レンズ１３を用いるのが適する。
【００３７】
しかるに、試料１６の段差に応じて各暗視野枠１３ｂ、３３、３６等を交換することで、試料１６の段差の大きさに最適な観察ができ、段差を有する各種試料１６の観察のニーズへの対応性に優れる。又、各暗視野枠１３ｂ、３３、３６等を交換するだけなので、サイズ的にもコンパクトに構成でき、レボルバ１２に対して他の複数の対物レンズの取り付けも可能である。各暗視野枠１３ｂ、３３、３６等のみの交換であるので、安価に提供できる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１４は低倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズ８０の断面構成図を示す。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠１３ｂは、暗視野筒８１と先端枠８２とからなる。暗視野筒８１の先端部内壁にはネジ部８３、先端枠８２の外壁にもネジ部８４が互いに螺合するように設けられている。これにより、先端枠８２は、各ネジ部８３、８４によるねじ込みにより暗視野筒８０に対して取り付け、取り外し可能である。  
レンズ胴２１の先端部と先端枠８２との間には、偏向部材としてのリングレンズ３０が設けられている。このリングレンズ３０は、先端枠８２の先端部内壁に設けられたネジ部３１に螺合するリング状の固定枠３２によって締め付け固定されている。このリングレンズ３０による試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、α１である。
【００３９】
図１５は低倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズ８０の断面構成図を示す。なお、図５と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠３３は、暗視野筒８１と先端枠８６とからなる。暗視野筒８１の先端部内壁にはネジ部８３、先端枠８６の外壁にもネジ部８８が互いに螺合するように設けられている。これにより、先端枠８６は、各ネジ部８３、８８によるねじ込みにより暗視野筒８１に対して取り付け、取り外し可能である。  
先端枠８６は、観察光軸１１側に湾曲すなわち観察光軸１１に向ってテーパ状の面に形成されている。この先端枠８６の先端部内壁には、偏向部材としてのミラー面８９が設けられている。このミラー面８９は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。このミラー面８９による試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、α２である。
【００４０】
図１６は低倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズ８０の断面構成図を示す。なお、図６と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠３６は、暗視野筒８１と先端枠９１とからなる。暗視野筒８１の先端部内壁にはネジ部８３が設けられ、先端枠９１の外壁にもネジ部９３が設けられている。これにより、先端枠９１は、各ネジ部８３、９３によるねじ込みにより暗視野筒８１に対して取り付け、取り外し可能である。  
先端枠９１には、暗視野筒８１の径よりも大きな径に形成された拡大径枠３８が設けられている。暗視野枠３６の先端部内壁には、ネジ部３９が設けられ、このネジ部３９に偏向部材保持枠４０が螺合している。この偏向部材保持枠４０の内壁には、偏向部材４２が設けられている。この偏向部材４２には、ミラー面４３が設けられている。このミラー面４３は、暗視野筒部３７を進行したリング状の光束２０を観察光軸１１側とは反対側に偏向する。拡大径枠３８の内壁には、偏向部材としてのミラー面４４が設けられている。このミラー面４４は、光束２０を集光するための放物状に形成されている。  
従って、暗視野筒部３７を進行したリング状の光束２０は、ミラー面４３によって観察光軸１１側とは反対側に偏向され、次にミラー面４４によって観察光軸１１側に偏向され、試料１６に照射される。ミラー面４４による試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、α３である。
【００４１】
図１７は高倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズ１００の断面構成図を示す。なお、図８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠５９ａは、暗視野筒１０１と先端枠１０２とからなる。暗視野筒１０１の先端部内壁にはネジ部１０３が設けられ、先端枠１０２の外壁にもネジ部１０４が設けられている。これにより、先端枠１０２は、各ネジ部１０３、１０４によるねじ込みにより暗視野筒１０１に対して取り付け、取り外し可能である。  
先端枠１０２は、観察光軸１１側に湾曲すなわち観察光軸１１に向ってテーパ状の面に形成されている。この先端枠１０２の内壁には、偏向部材としてのミラー面１０５が設けられている。このミラー面１０５は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。レンズ胴５１は、その先端部が観察光軸１１側に折り曲げられ、この折り曲げられた部分の外壁にミラー面６３が設けられている。  
従って、暗視野筒部６１を進行したリング状の光束２０は、ミラー面１０５によって観察光軸１１側に偏向され、次にミラー面６３によって偏向されて試料１６に照射される。このとき、試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、β１である。
【００４２】
図１８は高倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズ１００の断面構成図を示す。なお、図９と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠５９ｂは、暗視野筒１０１と先端枠１０７とからなる。暗視野筒１０１の先端部内壁にはネジ部１０３が設けられ、先端枠１０７の外壁にもネジ部１０９が設けられている。これにより、先端枠１０７は、各ネジ部１０３、１０９によるねじ込みにより暗視野筒１０１に対して取り付け、取り外し可能である。  
先端枠１０７は、観察光軸１１側に湾曲すなわち観察光軸１１に向ってテーパ状の面に形成されている。この先端枠１０７の内壁には、偏向部材としてのミラー面１１０が設けられている。このミラー面１１０は、リング状で、かつ光束２０を集光するための放物状に形成されている。  
従って、暗視野筒部６１を進行したリング状の光束２０は、ミラー面１１０によって偏向されて試料１６に照射される。このとき、試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、β２である。
【００４３】
図１９は高倍率で試料１６への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズ１００の断面構成図を示す。なお、図１０と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。暗視野枠５９ｃは、暗視野筒１０１と先端枠１１２とからなる。先端枠１１２には、暗視野筒１０１の径よりも大きな径に形成された拡大径枠１２０が設けられている。暗視野筒１０１の内壁には、ネジ部１０３が設けられ、先端枠１１２の外壁にもネジ部１１４が設けられている。これにより、先端枠１１２は、各ネジ部１０３、１１４によるねじ込みにより暗視野筒１０１に対して取り付け、取り外し可能である。  
先端枠１１２には、偏向部材６９が設けられ、この偏向部材６９にミラー面１２２が設けられている。又、拡大径枠１２０の内壁には、偏向部材としてのミラー面１２３が設けられている。なお、拡大径枠１２０の先端部内壁には、ネジ部１２１が設けられている。従って、暗視野筒部６１を進行したリング状の光束２０は、ミラー面１２２によって観察光軸１１側とは反対側に偏向され、次にミラー面１２３によって観察光軸１１側に偏向され、試料１６に照射される。ミラー面１２３による試料１６に対するリング状の光束２０の暗視野照明照射角度は、β３である。
【００４４】
次に、暗視野照明用対物レンズの取付方法について説明する。  
図２０に示すように上記図１７乃至図１９に示す高倍率の各対物レンズ１００は、各暗視野枠５９ａ、５９ｂ、５９ｃをそれぞれ暗視野筒１０１と各先端枠１０２、１０７、１１２とに分割し、暗視野筒１０１に対して各先端枠１０２、１０７、１１２のうちいずれか１つを選択して取り付け、取り外し可能である。これにより、試料１６に対する暗視野照明照射角度は、β１、β２又はβ３に選択可能である。  
例えば、先端枠１０２を選択して暗視野筒１０１に取り付けた場合、上記図１７に示すように暗視野筒部６１を通過した光束２０は、ミラー面１０５により偏向され、さらにミラー面６３により偏向されて試料１６に対して暗視野照明照射角度β１で照射される。試料１６からの散乱光は、対物レンズ１００を通って観察光軸１１に沿って進行し、リングミラー１９の中空部１９ａを通り、さらに鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００４５】
先端枠１０７を選択して暗視野筒１０１に取り付けた場合、上記図１８に示すように暗視野筒部６１を通過した光束２０は、ミラー面１１０で偏向され、試料１６に対して暗視野照明照射角度β２で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ１００、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００４６】
先端枠１１２を選択して暗視野筒１０１に取り付けた場合、上記図１９に示すように暗視野筒部６１を通過した光束２０は、ミラー面１２２で偏向され、さらにミラー面１２３で偏向されて試料１６に対して暗視野照明照射角度β３で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ１００、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００４７】
一方、上記図１４乃至図１６に示す低倍率の各対物レンズ８０は、各暗視野枠１３ｂ、３３、３６をそれぞれ暗視野筒８１と各先端枠８２、８６、９１とに分割し、暗視野筒８１に対して各先端枠８２、８６、９１のうちいずれか１つを選択して取り付け、取り外し可能である。これにより、試料１６に対する暗視野照明照射角度は、α１、α２又はα３に選択可能である。  
例えば、先端枠８２を選択して暗視野筒８１に取り付けた場合、上記図１４に示すように暗視野筒部２９を通過した光束２０は、リングレンズ３０により偏向され、試料１６に対して暗視野照明照射角度α１で照射される。試料１６からの散乱光は、対物レンズ８０を通って観察光軸１１に沿って進行し、リングミラー１９の中空部１９ａを通り、さらに鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００４８】
先端枠８６を選択して暗視野筒８１に取り付けた場合、上記図１５に示すように暗視野筒部３４を通過した光束２０は、ミラー面８９で偏向され、試料１６に対して暗視野照明照射角度α２で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ８０を通って観察光軸１１に沿って進行し、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００４９】
先端枠９１を選択して暗視野筒８１に取り付けた場合、上記図１６に示すように暗視野筒部３７を通過した光束２０は、ミラー面４３で偏向され、さらにミラー面４４で偏向されて試料１６に対して暗視野照明照射角度α３で照射される。試料１６からの散乱光は、上記同様に、対物レンズ８０、リングミラー１９の中空部１９ａ、鏡筒１７を通って接眼レンズ１８に入射する。これにより、接眼レンズ１８を通して試料１６の暗視野観察像が観察される。
【００５０】
このように上記第２の実施の形態によれば、低倍率の各対物レンズ８０にあっては、各暗視野枠１３ｂ、３３、３６をそれぞれ暗視野筒８１と各先端枠８２、８６、９１とに分割し、暗視野筒８１に対して各先端枠８２、８６、９１のうちいずれか１つを選択して取り付け、取り外し可能とし、一方、高倍率の各対物レンズ１００にあっては、各暗視野枠５９ａ、５９ｂ、５９ｃをそれぞれ暗視野筒１０１と各先端枠１０２、１０７、１１２とに分割し、暗視野筒１０１に対して各先端枠１０２、１０７、１１２のうちいずれか１つを選択して取り付け、取り外し可能としたので、対物レンズ８０、１００をレボルバ１２から取り外すことなく暗視野照明照射角度をα１、α２又はα３、さらにはβ１、β２又はβ３に選択可能である。従って、暗視野照明照射角度α１、α２、α３、β１、β２又はβ３に交換するときの作業が容易であり、利便性に優れる。
【００５１】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形してもよい。例えば、各対物レンズ１３、５０、８０、１００の各暗視野照明照射角度は、α１、α２、α３、β１、β２又はβ３に限らず、他の角度に設計可能なことは言うまでもない。又、対物レンズの倍率の如何に係わらず、暗視野照明照射角度を設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る落射照明型顕微鏡の第１の実施の形態における明視野照明系を示す構成図。
【図２】同顕微鏡における暗視野照明系を示す構成図。
【図３】同顕微鏡における低倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズの断面構成図。
【図４】同顕微鏡の同対物レンズにおける各暗視野光束用孔を示す図。
【図５】同顕微鏡における低倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズの断面構成図。
【図６】同顕微鏡における低倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズの断面構成図。
【図７】同顕微鏡の同対物レンズにおける各暗視野光束用孔を示す図。
【図８】同顕微鏡における高倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズの断面構成図。
【図９】同顕微鏡における高倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズの断面構成図。
【図１０】同顕微鏡における高倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズの断面構成図。
【図１１】同顕微鏡における低倍率の対物レンズにおける各暗視野枠の選択取り付けを示す図。
【図１２】同顕微鏡により深い段差を観察するときの深い暗視野照明照射角度と浅い暗視野照明照射角度との各対物レンズの比較を示す図。
【図１３】同顕微鏡により浅い段差に対する検出感度を高くするときの深い暗視野照明照射角度と浅い暗視野照明照射角度との各対物レンズの比較を示す図。
【図１４】本発明に係る落射照明型顕微鏡の第２の実施の形態における低倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズの断面構成図。
【図１５】同顕微鏡における低倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズの断面構成図。
【図１６】同顕微鏡における低倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズの断面構成図。
【図１７】同顕微鏡における高倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が深い対物レンズの断面構成図。
【図１８】同顕微鏡における高倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が中間の対物レンズの断面構成図。
【図１９】同顕微鏡における高倍率で試料への暗視野照明光の試料への入射角度が浅い対物レンズの断面構成図。
【図２０】同顕微鏡における低倍率の対物レンズにおける各先端枠の選択取り付けを示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１：顕微鏡本体、１ａ：ベース部材、１ｂ：支持柱、１ｃ：保持アーム、２：落射投光管、３：ランプハウス、４：光源、５：照明光軸、６：レンズ、７：開口絞り、８：視野絞り、９：レンズ、１０：ハーフミラー、１１：観察光軸、１２：レボルバ、１３：対物レンズ、１３ａ：レンズ群、１３ｂ：暗視野枠、１３ｃ：暗視野光束用孔、１４：ステージホルダ、１５：ステージ、１６：試料、１７：鏡筒、１８：接眼レンズ、１９：リングミラー、１９ａ：中空部、２０：光束、２１：レンズ胴、２２：取付部材、２３：凸状部、２４，２５：突き当て面、２６，２７，２８：ネジ部、２９：暗視野筒部、１３ｃ−１，１３ｃ−２，１３ｃ−３：暗視野光束用孔、３０：リングレンズ、３１：ネジ部、３２：固定枠、３３：暗視野枠、３４：暗視野筒部、３５：ミラー面、３６：暗視野枠、３７：暗視野筒部、３８：拡大径枠、３９：ネジ部、４０：偏向部材保持枠、４１：孔、４２：偏向部材、４３：ミラー面、４４：ミラー面、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ：暗視野光束用孔、５０：対物レンズ、５１：レンズ胴、５２：レンズ群、５３：取付部材、５４：凸状部、５５．５６：突き当て面、５７，５８：ネジ部、５９ａ，５９ｂ，５９ｃ：暗視野枠、６０：ネジ部、６１：暗視野筒部、６２，６３：ミラー面、６４：ミラー面、６５：拡大径枠、６６：ネジ部、６７：偏向部材保持枠、６８：孔、６９：偏向部材、７０：ミラー面、７１：ミラー面、７２：深い段差、７２ａ：底面、７３：浅い段差、７３ａ：側面、８０：対物レンズ、８１：暗視野筒、８２：先端枠、８３，８４：ネジ部、８６：先端枠、８７，８８：ネジ部、８９：ミラー面、９１：先端枠、９２，９３：ネジ部、１００：対物レンズ、１０１：暗視野筒、１０２：先端枠、１０３，１０４：ネジ部、１０５：ミラー面、１０７：先端枠、１０８，１０９：ネジ部、１１０：ミラー面、１１２：先端枠、１１３，１１４：ネジ部、１２０：拡大径枠、１２１：ネジ部、１２２，１２３：ミラー面。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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