(57)【要約】      （修正有）【課題】倍率の異なる複数の対物レンズを切り替えて使用する場合にも、効率良く、標本を一様に照明できる実体顕微鏡を提供する。【解決手段】対物レンズ２３と、一対のズームレンズ（変倍光学系）２４ａ，２４ｂと、左右の像２８ａ，２８ｂを形成する一対の結像レンズ２５ａ，２５ｂと、標本２１を照明する照明装置を有する実体顕微鏡であって、前記照明装置は１次元方向に周期的な構造を持ち、照明用光源からの照明光束をズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸を含む平面と平行な方向に分散して標本２１を照明する光束分散部材１７を有し、以下の条件式を満足する。ｄ／｛２（ｆlow）｝≦（ｎ−１）・δave≦ｄ／｛２（ｆhigh）｝但し、ｄ：ズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸間距離、ｆlow、ｆhigh：最低倍、最高倍の対物レンズ２３の焦点距離、δave：光束分散部材１７の各構造への入射角δの平均値、ｎ：光束分散部材１７の屈折率。【選択図】図２
2012168302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上に載置された標本からの光を略平行光束に変換する対物レンズと、
前記対物レンズからの光束を受けて平行光束を射出する左眼用と右眼用の一対の変倍光学系と、
前記一対の変倍光学系からの光束を受けて左右の像を形成する左眼用と右眼用の一対の結像レンズと、
前記対物レンズと対向する方向から前記標本を照明する照明装置とを有する実体顕微鏡であって、
前記照明装置は、１次元方向に周期的な構造を持ち、照明用光源からの照明光束を前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面と略平行な面内を異なる方向に延びる光束に分散して前記標本を照明する光束分散部材を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする実体顕微鏡。
ｄ／｛２（ｆlow）｝≦（ｎ−１）・δave≦ｄ／｛２（ｆhigh）｝
但し、
ｄ：一対の変倍光学系の光軸間距離、
ｆlow：最低倍の前記対物レンズの焦点距離、
ｆhigh：最高倍の前記対物レンズの焦点距離、
δave：前記光束分散部材の各構造への入射光が入射面の法線となす角δの平均値、
ｎ：前記光束分散部材の屈折率。
【請求項２】
前記照明装置は、偏斜照明用の機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項３】
前記偏斜照明用の機構は、前記コレクタレンズと前記光束分散部材との間に配置され、前記コレクタレンズからの光束の一部を遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項２に記載の実体顕微鏡。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、前記対物レンズの瞳共役位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の実体顕微鏡。
【請求項５】
前記偏斜照明用の機構は、前記コレクタレンズと前記光束分散部材との間に配置され、前記コレクタレンズからの光束を前記標本に向けて偏向する偏向ミラーを有し、
前記偏向ミラーは、回転可能であり、反射後の照明光束の方向を調整し得るものであり、
前記光束分散部材は、前記偏向ミラーにより角度が調整された照明光束を、前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面と略平行な面内を異なる方向に延びる光束に分散して前記標本を直接照明することを特徴とする請求項２に記載の実体顕微鏡。
【請求項６】
前記光束分散部材は、断面が山形をなす複数の細長プリズムを平行に並べて構成された表面と、平坦なシート裏面とを備えたプリズムシートであり、
前記プリズムシートは、前記照明光束が前記プリズムの形成された表面から入射して前記シート裏面から射出し、且つ、前記各プリズムの稜線が前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面に対して垂直な方向に延びるように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の実体顕微鏡。
【請求項７】
前記光束分散部材は、複数の細長シリンドリカルレンズを平行に並べて構成された表面と、平坦なシート裏面とを備えたレンチキュラーシートであり、
前記レンチキュラーシートは、前記照明光束が前記シリンドリカルレンズの形成された表面から入射して前記シート裏面から射出し、且つ、前記各シリンドリカルレンズの長手
方向が前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面に対して垂直な方向に延びるように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の実体顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実体顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
実体顕微鏡は、標本からの光を平行光束に変換する対物レンズと、対物レンズからの光束を受けて平行光束を射出する左眼用と右眼用の一対の変倍光学系と、これら一対の変倍光学系からの光束を受けて左右の像を形成する左眼用と右眼用の一対の結像レンズと、これら一対の結像レンズにより形成された像を観察するための左眼用と右眼用の一対の接眼レンズとを有し、立体的な標本像を観察できるように構成されている。
【０００３】
近年、実体顕微鏡において、変倍光学系の軸間距離を広げ、開口数を大きくすることが要求されている。この場合、対物レンズの入射瞳位置はより標本面に近くなり、標本面の左右での主光線の角度の差が大きくなる。したがって、照明光の角度が不足すると、左右方向に非対称な照明むらが生じてしまう。また、角度の大きな光で標本を照明するためには、照明装置そのものが大型化してしまう。
【０００４】
そこで、照明装置の最も標本側に配置されたレンズの近傍にプリズムシートを配置し、面光源からプリズムシートまでの距離と面光源の有効径との関係を最適にすることにより、左右方向により大きな面光源を形成し、より大きな開口角で標本を照明することができるようにしたものが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５１３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置では、左右方向により大きな面光源を形成するための条件は考慮されているが、対物レンズと変倍光学系と結像レンズとからなる結像光学系に必要とされる光線を供給するための条件は考慮されていない。例えば、瞳位置が比較的標本面から遠い低倍の対物レンズでは主光線の角度は小さいため、面光源を拡大しすぎると効率が悪化し、明るさが低下してしまう。一方、瞳位置が標本面に近い高倍の対物レンズでは主光線の角度が大きいため、面光源の拡大が不十分だと左右方向のシェーディングが生じてしまう。特に、軸間距離が大きな実体顕微鏡においては、低倍の対物レンズの瞳位置と高倍の対物レンズの瞳位置との差が大きくなり、主光線の角度の違いが大きくなるため、結像光学系に合わせて最適な条件で照明することが必要とされる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、倍率の異なる複数の対物レンズを切り替えて使用する場合にも、効率良く、標本を一様に照明することが可能な実体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】
【０００８】
このような目的を達成するため、本発明は、ステージ上に載置された標本からの光を略平行光束に変換する対物レンズと、前記対物レンズからの光束を受けて平行光束を射出する左眼用と右眼用の一対の変倍光学系と、前記一対の変倍光学系からの光束を受けて左右の像を形成する左眼用と右眼用の一対の結像レンズと、前記対物レンズと対向する方向から前記標本を照明する照明装置とを有する実体顕微鏡であって、前記照明装置は、１次元
方向に周期的な構造を持ち、照明用光源からの照明光束を前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面と略平行な面内を異なる方向に延びる光束に分散して前記標本を照明する光束分散部材を有し、以下の条件式を満足する。
ｄ／｛２（ｆlow）｝≦（ｎ−１）・δave≦ｄ／｛２（ｆhigh）｝
但し、ｄ：一対の変倍光学系の光軸間距離、ｆlow：最低倍の前記対物レンズの焦点距離、ｆhigh：最高倍の前記対物レンズの焦点距離、δave：前記光束分散部材の各構造への入射光が入射面の法線となす角δの平均値、ｎ：前記光束分散部材の屈折率。
【０００９】
なお、本発明において、前記照明装置は、偏斜照明用の機構を備えていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、前記偏斜照明用の機構は、前記コレクタレンズと前記光束分散部材との間に配置され、前記コレクタレンズからの光束の一部を遮蔽する遮蔽部材を有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明において、前記遮蔽部材は、前記対物レンズの瞳共役位置に配置されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明において、前記偏斜照明用の機構は、前記コレクタレンズと前記光束分散部材との間に配置され、前記コレクタレンズからの光束を前記標本に向けて偏向する偏向ミラーを有し、前記偏向ミラーは、回転可能であり、反射後の照明光束の方向を調整し得るものであり、前記光束分散部材は、前記偏向ミラーにより角度が調整された照明光束を、前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面と略平行な面内を異なる方向に延びる光束に分散して前記標本を直接照明することが好ましい。
【００１３】
また、本発明において、前記光束分散部材は、断面が山形をなす複数の細長プリズムを平行に並べて構成された表面と、平坦なシート裏面とを備えたプリズムシートであり、前記プリズムシートは、前記照明光束が前記プリズムの形成された表面から入射して前記シート裏面から射出し、且つ、前記各プリズムの稜線が前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面に対して垂直な方向に延びるように配置されていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明において、前記光束分散部材は、複数の細長シリンドリカルレンズを平行に並べて構成された表面と、平坦なシート裏面とを備えたレンチキュラーシートであり、
前記レンチキュラーシートは、前記照明光束が前記シリンドリカルレンズの形成された表面から入射して前記シート裏面から射出し、且つ、前記各シリンドリカルレンズの長手方向が前記一対の変倍光学系の光軸を含む平面に対して垂直な方向に延びるように配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、倍率の異なる複数の対物レンズを切り替えて使用する場合にも、効率良く、標本を一様に照明することが可能な実体顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る照明装置の構成概略図であり、（ａ）はＹＺ断面図を、（ｂ）はＸＺ断面図をそれぞれ示す。
【図２】本実施形態に係る照明装置を有する実体顕微鏡の構成概略図である。
【図３】本実施形態に係る照明装置を構成するプリズムシートを示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る照明装置を構成するプリズムシートの作用を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る照明装置における遮蔽板の作用を説明する図であり、（ａ）は遮蔽板が光路中に挿入されていない場合を、（ｂ）は遮蔽板が光路中に挿入された場合をそれぞれ示す。
【図６】本実施形態に係る照明装置が複数のコンデンサレンズを有する場合の構成概略図であり、（ａ）はＹＺ断面図を、（ｂ）はＸＺ断面図をそれぞれ示す。
【図７】本実施形態に係る照明装置が複数のコンデンサレンズと複数のプリズムシートとを有する場合の構成概略図であり、（ａ）はＹＺ断面図を、（ｂ）はＸＺ断面図をそれぞれ示す。
【図８】本実施形態に係る照明装置がコンデンサレンズとプリズムシートとからなる複数のユニットを有する場合の構成概略図であり、（ａ）はＹＺ断面図を、（ｂ）はＸＺ断面図をそれぞれ示す。
【図９】本実施形態に係る実体顕微鏡の標本面からズームレンズに至るまでの光学系の概略構成図とこのときの対物レンズの開口数について説明する図であり、（ａ）は最低倍の対物レンズを利用した場合を、（ｂ）は最高倍の対物レンズを利用した場合をそれぞれ示す。
【図１０】本実施形態に係る照明装置を構成するレンチキュラーシートの説明図であり、（ａ）はレンチキュラーシートの作用を示す断面図を、（ｂ）はレンチキュラーシートの一部を拡大した図を、（ｃ）はレンチキュラーシート表面に形成されたシリンドリカルレンズにおける光線の入射位置ｘと入射角度δとの関係を示す図をそれぞれ示す。
【図１１】他の実施形態に係る照明装置の構成概略図であり、（ａ）はＹＺ断面図を、（ｂ）はＸＺ断面図をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて説明する。本実施形態に係る照明装置は、図１に示すように、照明用光源１１と、コレクタレンズ１２と、リレーレンズ１３と、遮蔽板１４と、固定の偏向ミラー１５と、コンデンサレンズ１６と、光束分散部材１７とを有する。
【００１８】
実体顕微鏡は、図２に示すように、前記照明装置と、標本２１を保持するステージガラス２２と、一対の観察光学系とを有する。前記一対の観察光学系は、開き角βで設定された光軸２７ａ，２７ｂ上にそれぞれ配置された、標本２１からの光を平行光束に変換する対物レンズ２３と、対物レンズ２３からの光束を受けて平行光束を射出する左眼用と右眼用の一対のズームレンズ２４ａ，２４ｂと、これら一対のズームレンズ２４ａ，２４ｂからの光束を受けて左右の像を形成する左眼用と右眼用の一対の結像レンズ２５ａ，２５ｂと、これら一対の結像レンズ２５ａ，２５ｂにより形成された像を観察するための左眼用と右眼用の一対の接眼レンズ２６ａ，２６ｂとを有する。また、光軸２７ａ，２７ｂは、照明装置の光軸１８の延長線である対称軸２７を中心として対称に位置している。
【００１９】
前記照明装置を構成する光束分散部材１７は、図３に示すように、断面が山形をなす複数の細長プリズム１７ｐを平行に並べて構成された表面と、平坦なシート裏面とを備えたプリズムシートである。各細長プリズム１７ｐは、一対の傾斜面１７ａ，１７ｂから構成され、これらの傾斜面１７ａ，１７ｂの交線は細長プリズム１７ｐの稜線１７ｃである。このプリズムシート１７は、照明光束が複数の細長プリズム１７ｐが形成された表面から入射してシート裏面から射出し、且つ、各細長プリズム１７ｐの稜線１７ｃが一対の観察光学系の光軸２７ａ，２７ｂ（図２参照）を含む平面に対して垂直な方向に延びるように、ステージガラス２２と照明装置のコンデンサレンズ１６との間に配置される。また、図４に示すように、前記プリズムシート１７に平行光束が入射すると、射出光束は偏向角αだけ偏向される。
【００２０】
なお、各プリズム１７ｐの頂角θは、観察光学系の光軸２７ａと２７ｂとの開き角βと前記偏向角αとの関係がα＝β／２となるように、前記開き角βや、材料の屈折率等を考
慮して設定する。
【００２１】
前記照明装置を構成する遮蔽板１４は、実体顕微鏡の対物レンズ２３の瞳位置に対して略共役な位置に配置され、（対物レンズ２３の瞳の共役像に対して）上下に移動させることによって、対物レンズ２３の瞳を部分的に遮蔽し、偏斜照明を行う。
【００２２】
ここで、遮蔽板１４を使った偏斜照明について、図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図１に示す照明装置において遮蔽板１４付近に形成される光源像からステージ２２に至る光学系をＸ方向から見た図であり、図中の一点鎖線は光源像の中心Ａから、二点鎖線は光源像の周辺Ｂから、点線は光源像の周辺Ｃから射出した光線をそれぞれ示す。
【００２３】
図５（ａ）に示すように、遮蔽板１４が光路に挿入されていない場合は、光源像の中心Ａ、周辺Ｂ、周辺Ｃからの光線はそれぞれ偏向ミラー１５で反射された後、コンデンサレンズ１６によって、それぞれ異なる角度を持った略平行光束となり、プリズムシート１７を通過する。このときプリズムシート１７は、ＹＺ面内における光線の角度を変えない。したがって、それぞれの平行光束は、その角度を保ったまま、ステージガラス２２上に載置された標本２１を照明する。
【００２４】
一方、図５（ｂ）に示すように、遮光板１４が光路に挿入され、光源像の中心Ａ、周辺Ｂからの光線がそれぞれ遮光された場合、周辺Ｃから射出した光線のみが偏向ミラー１５で反射された後、コンデンサレンズ１６によってある特定の角度を持った略平行光束となり、プリズムシート１７を通過する。このとき上記と同様に、プリズムシート１７は、ＹＺ面内における光線の角度を変えない。したがって、周辺Ｃから射出した光線は、特定の角度を持つ平行光束となって標本２１を斜めから照明するので、偏斜照明が可能となる。
【００２５】
続いて、実体顕微鏡の動作を説明する。図１に示すように、照明用光源１１からの照明光束は、コレクタレンズ１２により略平行光束に変換され、リレーレンズ１３、遮蔽板１４を順に通過して、固定の偏向ミラー１５により反射偏向され、コンデンサレンズ１６を介して、プリズムシート１７へと導かれて一対の観察光学系の光軸２７ａ，２７ｂを含む平面と略平行な面内を異なる方向に延びる光束に分散され、ステージガラス２２を通して標本２１を直接（偏斜）照明する。
【００２６】
標本２１を透過した光は、対物レンズ２３に入射した後、ズームレンズ２４ａ，２４ｂを介して、結像レンズ２５ａ，２５ｂにより結像される。結像レンズ２５ａ，２５ｂにより結像された標本像２８ａ，２８ｂは、観察者３０により接眼レンズ２６ａ，２６ｂを介して観察される。
【００２７】
また、上記のように、遮蔽板１４を上下方向に移動させてその位置を変えることで標本２１への照明光束の入射状態を変更し、対物レンズ２３の瞳の一部を遮光することによって偏斜照明を行い、標本２１にコントラストを付けて観察することができる。
【００２８】
なお、プリズムシート１７における分散は、観察光学系の光軸２７ａと２７ｂとを含む平面（紙面）およびこの紙面に平行な面内において分散されるのであって、光軸２７ａを含み前記紙面と直交する垂直平面内、または光軸２７ｂを含み前記紙面と直交する垂直平面内においては、分散されない。したがって、プリズムシート１７を用いた前記照明装置は、コンデンサレンズ１６からの光束のほぼ全光束を光軸２７ａ，２７ｂに対して略平行な方向にのみ偏向するため、極めて照明効率が良く、偏向された照明光束は光軸２７ａ，２７ｂにほぼ沿った照明光束となるので照明ムラもない。また、実体顕微鏡の全体構成を考えた場合に、標本２１の下方にプリズムシート１７を配置するだけの簡単な構成で済む
ため、従来のものと比べて装置が大型化する心配もない。
【００２９】
本実施形態において、前記照明装置は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、倍率の異なる複数の対物レンズ２３（不図示）と、ターレット状の金物１９Ａに収められ、前記対物レンズ２３に応じた焦点距離の異なる複数のコンデンサレンズ１６、１６´とを有し、対物レンズ２３が交換された場合には、ターレット１９Ａを回転させて前記対物レンズ２３に応じたコンデンサレンズ１６（１６´）に交換できるように構成することも可能である。このような構成によれば、対物レンズ２３を交換しても、瞳共役位置を常に遮蔽板１４の近傍に設定することができる。
【００３０】
また、本実施形態において、前記照明装置は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、倍率の異なる複数の対物レンズ２３（不図示）と、ターレット状の金物１９Ｂに収められ、焦点距離の異なる複数のコンデンサレンズ１６、１６´と、ターレット状の金物１９Ｃに収められ、表面に形成された細長プリズム（不図示）の頂角が異なる複数のプリズムシート１７、１７´とを有し、対物レンズ２３が交換された場合には、前記ターレット１９Ｂ、１９Ｃをそれぞれ回転させて、前記対物レンズ２３に応じたコンデンサレンズおよびプリズムシートに交換できるように構成することも可能である。このような構成によれば、対物レンズ２３を交換しても、瞳共役位置を、常に遮蔽板１４の近傍に設定することができる。また、照明光束の偏向角の調整が可能であるため、照明ムラを良好に抑えることができる。
【００３１】
また、本実施形態において、前記照明装置は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、倍率の異なる複数の対物レンズ２３（不図示）と、ターレット状の金物１９Ｄに収められ、前記対物レンズに応じてコンデンサレンズ１６（１６´）とプリズムシート１７（１７´）とが組み合わされた複数のユニットとを有し、対物レンズ２３が交換された場合にはそれに応じたユニットに交換できるように構成することも可能である。このような構成によれば、対物レンズ２３を交換しても、瞳共役位置を、常に遮蔽板１４の近傍に設定することが可能となる。また、コンデンサレンズ１６とプリズムシート１７とがユニット化されているため、これらの交換作業を容易に行うことができる。
【００３２】
なお、上記のように、倍率の異なる複数の対物レンズ２３（不図示）を有する場合、一対のズームレンズ２４ａ，２４ｂの軸間距離をｄとし、最低倍の対物レンズ２３（２３Ｌ）の焦点距離をｆlowとし、最高倍の対物レンズ２３（２３Ｈ）の焦点距離をｆhighとし、プリズムシート１７の表面に形成された細長プリズム１７ｐの頂角をθとし、プリズムシート１７の屈折率をｎとしたとき、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
【００３３】
ｄ／｛２（ｆlow）｝≦（ｎ−１）・（π−θ）／２≦ｄ／｛２（ｆhigh）｝…（１）
【００３４】
各細長プリズム１７Ｐへの入射光が入射面の法線となす角をδとし、その平均値をδaveとすると、（π−θ）／２＝δなので、以下の条件式（１´）となる。
【００３５】
ｄ／｛２（ｆlow）｝≦（ｎ−１）・δave≦ｄ／｛２（ｆhigh）｝…（１´）
【００３６】
上記条件式（１）は、プリズムシート１７の頂角θと、対物レンズ２３の開口数とに関する条件式である。この条件式（１）の効果について、図４および図９（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００３７】
図４に示すように、プリズムシート１７の各細長プリズム１７ｐの頂角をθとし、プリズムシート１７の屈折率をｎとしたとき、該プリズムシート１７への入射光と射出光とのなす角度α（偏向角）は、sinθ≒θと近似すると、以下の式（２）で表される。
【００３８】
α＝（ｎ−１）・（π−θ）／２  …（２）
【００３９】
図９（ａ）に示すように、最低倍の対物レンズ２３Ｌの焦点距離をｆlowとし、軸間距離、すなわち一対のズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸２７ａ，２７ｂ間の距離をｄとしたとき、ズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸２７ａ，２７ｂを通る光線の標本２１からの射出角ＮＡlowは、以下の式（３）で表される。
【００４０】
ＮＡlow＝ｄ／｛２（ｆlow）｝  …（３）
【００４１】
また、図９（ｂ）に示すように、最高倍の対物レンズ２３Ｈの焦点距離をｆhighとし、軸間距離、すなわち２本のズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸２７ａ，２７ｂ間の距離をｄとしたとき、ズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸２７ａ，２７ｂを通る光線の標本２１からの射出角ＮＡhighは、以下の式（４）で表される。
【００４２】
ＮＡhigh＝ｄ／｛２（ｆhigh）｝  …（４）
【００４３】
このような複数の対物レンズに対して同一のプリズムシート１７を用いる場合は、照明光束の角度αが、最低倍の対物レンズ２３Ｌでの開口数と最高倍の対物レンズ２３Ｈでの開口数との間となるように設定すること、すなわち以下の式（５）を満たすことが最適となる。
【００４４】
ＮＡlow  ≦  α  ≦  ＮＡhigh  …（５）
【００４５】
式（５）に、式（２）〜式（４）を代入すれば、上記の条件式（１）が得られる。したがって、プリズムシート１７は、条件式（１）を満たすことで、射出する照明光束の角度を最適とすることが可能となる。
【００４６】
例えば、軸間距離が２６mm、最低倍の対物レンズ２３Ｌの焦点距離が１６０mm、最高倍の対物レンズ２３Ｈの焦点距離が４０mmの実体顕微鏡においては、屈折率が１．５、頂角が１０５〜１６０度のプリズムシートを用いればよい。
【００４７】
また、図７や図８に示すように、対物レンズ２３の倍率に応じて複数のプリズムシート１７を切り換えて用いる場合、使用する対物レンズ２３の焦点距離をｆとし、これに対応するプリズムシート１７の表面に形成された各プリズム１７ｐの頂角θとしたとき、下記の条件式（６）を満たすことが望ましい。
【００４８】
０．８ｄ／２ｆ＜（ｎ−１）・（π−θ）／２＜１．２ｄ／２ｆ  …  （６）
【００４９】
上記の条件式（６）を満たすようなプリズムシート１７を用いることで、各対物レンズ２３の開口数に合わせた最適な角度の照明光束を得ることが可能となる。
【００５０】
例えば、軸間距離が２６mmの実体顕微鏡において、焦点距離が８０mmの対物レンズ２３を用いる場合には、屈折率が１．５、頂角が１３５〜１５０度のプリズムシート１７を用いればよい。また、焦点距離が４０mmの対物レンズ２３を用いる場合には、屈折率が１．５、頂角が９０〜１２０度のプリズムシートを用いればよい。
【００５１】
本実施形態では、光束分散部材１７として、プリズムシートに換えて、レンチキュラーシートを用いることも可能である。
【００５２】
図１０（ａ）に示すように、レンチキュラーシート３７は、複数の細長シリンドリカルレンズ３７ａを平行に並べて構成された表面と、平坦なシート裏面とを備えて構成されたものであり、照明光束が複数の細長シリンドリカルレンズ３７ａが形成された表面から入射してシート裏面から射出し、且つ、各細長シリンドリカルレンズ３７ａの長手方向が一対の観察光学系の光軸２７ａ，２７ｂ（図２参照）を含む平面に対して垂直な方向に延びるように、ステージガラス２２と照明装置のコンデンサレンズ１６との間に配置される。また、このレンチキュラーシート３７に平行光束が入射すると、射出光束はその入射位置にしたがって偏向角αだけ偏向される。すなわち、レンチキュラーシート３７は、上記のプリズムシートと同様に、コンデンサレンズ１６からの光束のほぼ全光束を光軸２７ａ，２７ｂに対して略平行な方向にのみ偏向角αだけ偏向するため、極めて照明効率が良く、偏向された照明光束は光軸２７ａ，２７ｂにほぼ沿った照明光束となるので照明ムラもない。
【００５３】
前記レンチキュラーシート３７を光束分散部材として採用した照明装置において、倍率の異なる複数の対物レンズ２３（不図示）を有する場合、一対のズームレンズ２４ａ，２４ｂの軸間距離をｄとし、最低倍の対物レンズ２３（２３Ｌ）の焦点距離をｆlowとし、最高倍の対物レンズ２３（２３Ｈ）の焦点距離をｆhighとし、各細長シリンドリカルレンズ３７ａへの入射光が入射面の法線となす角δの平均値をδaveとし、レンチキュラーシート３７の屈折率をｎとしたとき、下記の条件式（７）を満たすことが望ましい。
【００５４】
ｄ／｛２（ｆlow）｝≦（ｎ−１）・δave≦ｄ／｛２（ｆhigh）｝  …（７）
【００５５】
上記条件式（７）は、レンチキュラーシート３７への入射光が入射面の法線となす角δと、対物レンズ２３の開口数とに関する条件式である。この条件式（７）の効果について、図１０（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００５６】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、レンチキュラーシート３７の各細長シリンドリカルレンズ３７ａへの入射光が入射面の法線となす角をδとし、該レンチキュラーシート３７の屈折率をｎとしたとき、各細長シリンドリカルレンズ３７ａへの入射光と射出光とのなす角α（偏向角）は、sinθ≒θと近似すると、以下の式（８）で表される。
【００５７】
α＝（ｎ−１）・δ  …（８）
【００５８】
レンチキュラーシート３７は、プリズムシートと異なり、光線の入射位置によって入射面に対する前記入射光線の角度が異なる。図１０（ｃ）に、光線の入射位置ｘ（細長シリンドリカルレンズ３７ａの円弧中心軸３７ｍからの距離）と入射角度δとの関係の一例を示すように、ｘ＝0（すなわち円弧中心軸３７ｍ）ではδ＝０となり、ｘが大きくなる（すなわち円弧中心軸３７ｍから離れる）につれてδも大きくなる。この図に示すレンチキュラーシート３７においては、入射角度δの平均値δaveは０．２２ｒａｄ（１２．６度）となる。このような性質を持つレンチキュラーシート３７に入射する照明光束の角度の平均値αaveは、以下の式（９）で表される。
【００５９】
αave＝（ｎ−１）・δave  …（９）
【００６０】
ここで、最低倍の対物レンズ２３Ｌの焦点距離をｆlowとし、軸間距離、すなわち一対のズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸間の距離をｄとしたとき、ズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸を通る光線の前記対物レンズ２３Ｌへの入射角ＮＡlowは、上記のプリズムシートの場合と同様に（図９（ａ）参照）、以下の式（３）´で表される。
【００６１】
ＮＡlow＝ｄ／｛２（ｆlow）｝  …（３）´
【００６２】
また、最高倍の対物レンズ２３Ｈの焦点距離をｆhighとし、軸間距離、すなわち２本のズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸間の距離をｄとしたとき、ズームレンズ２４ａ，２４ｂの光軸を通る光線の前記対物レンズ２３Ｈへの入射角ＮＡhighは、上記のプリズムシートの場合と同様に（図９（ｂ）参照）、以下の式（４）´で表される。
【００６３】
ＮＡhigh＝ｄ／｛２（ｆhigh）｝  …（４）´
【００６４】
このような複数の対物レンズに対して同一のレンチキュラーシート３７を用いる場合は、照明光束の角度αが、最低倍の対物レンズ２３Ｌでの開口数と最高倍の対物レンズ２３Ｈでの開口数との間となるように設定すること、すなわち以下の式（１０）を満たすことが最適となる。
【００６５】
ＮＡlow  ≦  αave  ≦  ＮＡhigh  …（１０）
【００６６】
式（１０）に、式（３）´、式（４）´および式（９）を代入すれば、上記の条件式（７）が得られる。したがって、レンチキュラーシート３７は、条件式（７）を満たすことで、射出する照明光束の角度を最適とすることが可能となる。
【００６７】
例えば、軸間距離が２６mm、最低倍の対物レンズ２３Ｌの焦点距離が１６０mm、最高倍の対物レンズ２３Ｈの焦点距離が４０mmの実体顕微鏡においては、屈折率が１．５、各シリンドリカルレンズ３７ｐへの入射光が入射面の法線となす角の平均値が９〜３７度のレンチキュラーシート３７を用いればよい。
【００６８】
また、前記レンチキュラーシート３７を光束分散部材として採用した照明装置において、対物レンズ２３の倍率に応じて複数のレンチキュラーシート３７を切り換えて用いる場合、使用する対物レンズ２３の焦点距離をｆとし、これに対応するレンチキュラーシート３７の表面に形成された各細長シリンドリカルレンズ３７ａへの入射光が入射面の法線となる角の平均値をδaveとしたとき、以下の条件式（１１）を満たすことが望ましい。
【００６９】
０．８ｄ／２ｆ≦（ｎ−１）δave≦１．２ｄ／２ｆ  …（１１）
【００７０】
上記の条件式（１１）を満たすようなレンチキュラーシート３７を用いることで、各対物レンズ２３の開口数に合わせた最適な角度の照明光束を得ることが可能となる。
【００７１】
例えば、軸間距離が２６mmの実体顕微鏡において、焦点距離が８０mmの対物レンズ２３を用いる場合には、屈折率が１．５、各シリンドリカルレンズ３７ａへの入射光が入射面の法線となす角の平均値が１５〜２２度のレンチキュラーシート３７を用いればよい。また、焦点距離が４０mmの対物レンズ２３を用いる場合には、屈折率が１．５、各シリンドリカルレンズ３７ａへの入射光が入射面の法線となす角の平均値が３０〜４５度のレンチキュラーシート３７を用いればよい。
【００７２】
また、本実施形態においては、プリズムシート１７（またはレンチキュラーシート３７）からステージ２２までの距離をＤとし、プリズムシート１７の表面に並設された各細長プリズム１７ｐ（レンチキュラーシート３７の場合は、その表面に並設された各シリンドリカルレンズ３７ａ）のピッチをｐとし、照明光束の主波長をλとしたとき、以下の条件式（１２）を満たすことが望ましい。
【００７３】
２ｐ2＜λＤ  …（１２）
【００７４】
上記条件式（１２）は、プリズムシート１７の各プリズム１７ｐ（またはレンチキュラーシート３７の各シリンドリカルレンズ３７ａ）のピッチとその配置位置に関する条件式である。
【００７５】
標本２１を観察する際にプリズムシート１７（またはレンチキュラーシート３７）の構造が見えないようにするためには、プリズムシート１７（またはレンチキュラーシート３７）から標本２１を載置しているステージ２２までの距離を対物レンズ２３の焦点深度より深くする必要がある。すなわち、プリズムシート１７（またはレンチキュラーシート３７）からステージ２２までの距離をＤとし、対物レンズ２３の開口数をＮＡとし、照明光束の主波長をλとしたとき、以下の式（１３）を満たす必要がある。
【００７６】
λ／｛２（ＮＡ）2｝＜Ｄ  …（１３）
【００７７】
また、プリズムシート１７の各プリズム１７ｐ（またはレンチキュラーシート３７の各シリンドリカルレンズ３７ａ）のピッチｐが、対物レンズ２３の分解能より小さければ、その構造が見えることはない。したがって、以下の式（１４）を満たせばよい。
【００７８】
p＜λ／｛２（ＮＡ）｝  …（１４）
【００７９】
式（１３），（１４）からそれぞれＮＡを消去すると、上記の条件式（１２）が得られる。この条件式（１２）を満たすように照明装置を構成すれば、対物レンズ２３の開口数ＮＡに関わらず、プリズムシート１７（またはレンチキュラーシート３７）の構造が見えることはない。
【００８０】
例えば、ピッチが３０μｍの場合は、プリズムシート１７（またはレンチキュラーシート３７）を３．３mm以上ステージ２２から離して配置することが望ましい。また、ピッチが５０μｍの場合は、プリズムシート１７（またはレンチキュラーシート３７）を９．１mm以上ステージ２２から離して配置することが望ましい。
【００８１】
なお、本実施形態においては、（上記のように遮蔽板１４を用いるのではなく）回転可能な偏向ミラー１５´を用いて、偏斜照明を行うように照明装置を構成することも可能である。図１１に示すように、照明用光源１１から光束分散部材１７までの間に、コレクタレンズ１２と、コレクタレンズ１２からの光束を標本に向けて偏向する偏向ミラー１５´とを配置する。この偏向ミラー１５´は、Ｘ軸周りに回転可能であり、反射後の照明光束の方向を調整し得るものである。この構成によれば、光源１１から射出された光は、コレクタレンズ１２によって略平行光束となった後、偏向ミラー１５´によって反射されて光束分散部材１７を通過し、ステージガラス２２の上に載置された標本２１を下方から照明する。そして、偏向ミラー１５´を回転させることで、標本２１への照明光束の入射角度を変え、偏斜照明を実施することが可能である。
【００８２】
また、本実施形態の照明装置は、照明用光源１１と、コレクタレンズ１２と、リレーレンズ１３と、遮蔽板１４と、固定の偏向ミラー１５と、コンデンサレンズ１６と、光束分散部材１７を有する例を用いて説明したが、照明用光源及び導光板からなる面光源部と、光束分散部材とを有する照明装置であってもよい。
【００８３】
これまで図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１１  照明用光源
１２  コレクタレンズ
１３  リレーレンズ
１４  遮蔽板
１５，１５´  偏向ミラー
１６  コンデンサレンズ
１７  プリズムシート（光束分散部材）
２１  標本
２２  ステージガラス
２３  対物レンズ
２４ａ，２４ｂ  ズームレンズ（変倍光学系）
２５ａ，２５ｂ  結像レンズ
２６ａ，２６ｂ  接眼レンズ
３７  レンチキュラーシート（光束分散部材）
【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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