(57)【要約】【課題】  顕微鏡において、試料への照射光を速やか、かつ、適切に調整する。【解決手段】  楕円筒面の一部の形状を有する反射面を含む反射手段と、楕円筒面の第１の焦点位置において光を分割する分割手段とを備える。上記反射手段は、分割手段によって分割された光を、楕円筒面の前記第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置に向けて反射する。【選択図】  図２
2016109731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円筒面の一部の形状を有する反射面を含む反射手段と、
前記楕円筒面の第１の焦点位置において光を分割する分割手段と、を備え、
前記反射手段は、前記分割手段によって分割された光を、前記楕円筒面の前記第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置に向けて反射することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記反射手段は、前記第２の焦点位置が顕微鏡の物体面と光学的に共役な位置となるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
前記分割手段は、光を反射および透過する分割面を有し、
前記分割面は、前記第１の焦点位置を含む前記楕円筒面の焦点軸を中心に回転可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記分割手段に対する光源からの光の入射角度が所定の角度を維持するように、前記分割手段の前記分割面を回転させる回転制御手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記分割手段に対する光源からの光の入射角度が所定の角度を維持するように、前記光源を駆動する光源駆動機構を更に有することを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記分割手段は、光源からの光の光路内に挿脱可能であることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項７】
前記第２の焦点位置を通った光を顕微鏡の物体面と光学的に共役な位置に照射する光学部材を更に有することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記第２の焦点位置を通った光の前記共役な位置に対する入射角度を、前記光学部材を駆動することで調整する入射角調整手段を更に有することを特徴とする請求項７に記載の照明光学系。
【請求項９】
光源からの光は、偏光方向が前記第１の焦点位置を含む前記楕円筒面の焦点軸と平行な直線偏光であることを特徴とする請求項１から８のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項１０】
請求項１から９のうちいずれか１項に記載の照明光学系と、
顕微鏡の物体面と光学的に共役な位置に光源が位置するように配置された光源ユニットと、を有することを特徴とする照明光学装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちいずれか１項に記載の照明光学系と、
前記照明光学系により照射された物体面に配置された試料を観察する対物光学系と、を有す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、照明光学系、照明光学装置、及びこれを用いた顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、非対称格子照明方式（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｌａｔｔｉｃｅ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ：ＡＬＩ）の３次元顕微鏡（デジタル顕微鏡）を提案している。この顕微鏡は二種類の照明モードで試料の全視野を照明し、照明モード毎に取得した画像データを演算処理することにより、所望の合焦平面付近に位置する試料が発した蛍光情報のみを抽出する。３次元的な立体像を得るには、顕微鏡のステージを昇降させて対物レンズの合焦位置を変更する。
【０００３】
一つの照明モードでは一様な強度分布をもつ励起光で蛍光試料を照明し、もう一つの照明モードでは干渉縞などの周期的な強度分布を持つ励起光で試料を照明する。ＡＬＩでは、励起光の強度分布が、光軸方向に沿って一様ではなく、光軸方向に対しても有限の周期を持ち、これによって光軸方向の分解能を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４４２５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二光束干渉においてできる強度分布が光軸方向に有限の周期を持つためには２つの平行光の波数ベクトルの光軸方向成分の値が相異なればよい。光軸方向の分解能を向上させるのに好適な２つの平行光の波数ベクトルは、対物レンズやデジタルカメラなどの撮像光学系の仕様に加えて、試料によっても異なる。従って、２つの平行光の波数ベクトルを自由かつ速やかに調整することのできる簡単な照明光学系の構成が望まれている。また、照明光学系は一様な強度分布を持つ励起光で蛍光試料を照明するモードとの切り替えもスムーズに行えるものである必要がある。
【０００６】
マッハ＝ツェンダー干渉系のミラーおよびハーフミラーを調整すれば２つの平行光の波数ベクトルを好適なものに設定できる。しかし、その調整の際、２つの平面波の重なり合う位置が顕微鏡に照射すべき光の軸（開口絞りから顕微鏡本体までの光軸）に対して垂直方向にずれ、顕微鏡のカメラポートから外れてしまうことがあった。
【０００７】
また、マッハ＝ツェンダー干渉系では、ハーフミラーによって最後の合波を行う際に全光量の半分を損失する。さらに、一様な強度分布を持つ励起光で蛍光試料を照明するモードを、マッハ＝ツェンダー干渉系の片方の光路を遮光することによって実現することとすれば、励起光量が半分になってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、試料への照射光を速やか、かつ、適切に調整することのできる照明光学系、照明装置、及びこれを用いた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】
【０００９】
本発明の一つの側面としての照明光学系は、楕円筒面の一部の形状を有する反射面を含む反射手段と、楕円筒面の第１の焦点位置において光を分割する分割手段とを備える。反射手段は、上記分割手段によって分割された光を、楕円筒面の前記第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置に向けて反射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、試料への照射光を速やか、かつ、適切に調整することのできる照明光学系、照明装置、及びこれを用いた顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】対物レンズ瞳共役面における光源配置を示す図である。
【図２】本実施形態における照明光学系の概略図である。
【図３】実施例１における照明光学系の光路図である。
【図４】実施例２における照明光学系の光路図である。
【図５】実施例３における照明光学系の光路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
本発明は、デジタルスライドスキャナーなどを用いて蛍光染色された厚みのある試料を顕微鏡で３次元的に観察する用途などに適用することができる。デジタルスライドスキャナーとは、生物学や病理学的検査等で使用するプレパラートを高速でスキャンし、高解像度なデジタルデータに変換する装置である。本発明は、非対称格子照明方式（ＡＬＩ）に適用することができる。
【００１４】
ＡＬＩは、蛍光染色された試料を互いにコヒーレントな２つの平行光が作る干渉パターンによって照明する照明モードを含む。２つの平行光の直線偏光の向き（偏光方向）を揃えて干渉パターンのコントラストを高くするため、２つの平行光がs波もしくはＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）波に設定される。そうすると必然的に、これらの平行光を表す２つの波数ベクトルは対物レンズ（対物光学系）の瞳共役面上において、直径上の２点として表わされる（図１）。ここで、図１は、対物レンズの瞳面またはそれと光学的に共役な面（以下、単に瞳面と称する場合もある）における光源位置を示す図である。
【００１５】
図１において、２つの黒い点（光源）１，２は互いにコヒーレントな２つの平行光を表す２つの波数ベクトルと対応する。水平軸と垂直軸の取り方は任意であり、円で表わされる瞳の半径を１とする。励起光の波数ベクトルの大きさを励起光の波長λを用いてｋ＝２π／λとし、対物レンズの開口数をＮＡと表記すると、瞳の半径はｋＮＡに対応する。
【００１６】
図１において、点１で示される励起平行光を表す波数ベクトルを（ｋｓｉｎθ1，０，ｋｃｏｓθ1）とすると、点１の座標は（ｓｉｎθ１／ＮＡ，０）となる。同様にして、点２の座標は（ｓｉｎθ２／ＮＡ，０）となる。対物レンズの瞳共役面上にこのような２つの等強度の光源点が配置されたとき、蛍光染色された試料は数式１で表わされる強度分布Ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）で照明される。
【００１７】
【数１】
2016109731.tif 000003
【００１８】
数式（１）において、水平方向の座標をｘ、光軸方向の座標をｚとした。Ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）は垂直方向の座標ｙには依存しない。ＡＬＩは励起光の強度分布が、光軸方向に沿って一様ではなく、光軸方向に対しても有限の周期をもつが、そのためにはθ１の絶対値とθ２の絶対値が異なる必要がある。このとき、図１において、点１と点２は垂直軸に関して非対称に配置されることになり、垂直軸の方向が二つの平行光の共通した電場振動方向となる。ＡＬＩの実施に好適なθの値の組は、主たる要因である光学系の仕様のほか、試料やその他実験条件によっても異なる。いずれにしても、顕微鏡の対物レンズの瞳と光学的に共役な面に図１で示されるような非対称な光源配置を作る必要がある。
【００１９】
次に、本実施形態における照明光学装置１００の構成を説明する。
【００２０】
図２は本実施形態における照明光学装置１００の概略図であり、点線は励起光ビームの光路を示す。光源ユニット４００は、コヒーレント光源本体４０１、コリメーションレンズ４０２、ビームエキスパンダ４０３を有している。コヒーレント光源本体４０１は、例えば励起波長の光を発する種々のレーザであり、紙面垂直方向の直線偏光を発する。コリメーションレンズ４０２は、フォーカス位置を変化させることで、絞り４０８の位置に平行光が形成されるように調節できる。ビームエキスパンダ４０３は倍率を変化させることで、コヒーレント光源本体４０１から発せられた励起光ビームが楕円筒ミラー４０４の内部の面（楕円筒面）で反射する際に収差を最小限にするようビーム径を細く保つことができる。コリメーションレンズ４０２およびビームエキスパンダ４０３は、制御部４１０からの指示に応じて光源調節機構４１３により電気的に制御される。
【００２１】
楕円筒ミラー４０４は、励起光ビームの直線偏光と同様に紙面垂直方向に延びる楕円筒形状を有している。従って、楕円筒ミラー４０４は紙面垂直方向に連続する焦点からなる焦点軸（焦点群）を有することとなる。楕円には焦点が２つ存在するため、楕円筒ミラー４０４の焦点軸も２つである。
【００２２】
ハーフミラー４０５（光分割手段）は、光路内で挿脱可能なように楕円筒ミラー４０８の第１の焦点軸に配置されており、反射面（分割面）の第１の焦点軸（第１の焦点位置）を中心に回転可能である。また、光源ユニット４００は、第１の焦点軸を中心とする円弧状のレールを有しており、このレールに沿って光源ユニット４００と共にコヒーレント光源本体４０１を駆動することが可能となっている。本実施形態において、コヒーレント光源本体４０１からの励起光ビームのハーフミラー４０５に対する入射角が常に４５度（所定の角度）になるように、制御部４１０からの指示に応じてハーフミラー４０５又は光源ユニット４００を電気的に駆動させる。ハーフミラー４０５は制御部４１０からの指示に応じてミラードライバ４１２（回転制御手段）によって駆動され、光源ユニット４００は制御部４１０からの指示に応じて光源調節機構４１３（光源駆動機構）によって駆動される。これによって、励起光ビームの第１の焦点軸における分岐比を一対一に保つことができる。なお、分岐された励起光ビームが試料を照射する際に均等な強度となっていればよく、励起光ビームの第１の焦点軸における分岐比を一定に保つことができればこれらの構成に限定されない。また、制御部４１０は、ハーフミラー４０５の回転位置や光源ユニット４００の位置の情報をフィードバックすることにより、ミラードライバ４１２と光源調節機構４１３を連動させて制御することとしてもよい。
【００２３】
ハーフミラー４０５によって、分岐（分割）された励起光ビームは楕円筒ミラー４０４の内部で反射され、楕円筒ミラー４０４の第２の焦点で交差する。このとき、分岐された２つの励起光ビーム（平行光）の２つの波数ベクトルは、第１の焦点と第２の焦点を結ぶ直線に対して非対称になる。第２の焦点を通った２本のビームは、レンズ４０６（光学部材）および倍率可変ビームエキスパンダ４０７を介して絞り４０８の開口部に導かれる。レンズ４０６は、第１の焦点と第２の焦点を結ぶ直線上で動かすことができ、それによって２つの励起光ビーム（平行光）が絞り４０８の開口部で交差する角度を変更することができる。倍率可変ビームエキスパンダ４０７は、観察対象の試料の視野全体を干渉パターンが覆うように適切なビーム径に調整する。倍率可変ビームエキスパンダ４０７とレンズ４０６は、制御部４１０からの指示に応じてレンズドライバ４１１（入射角調整手段）により電気的に駆動される。なお、レンズ４０６と倍率可変ビームエキスパンダ４０７の位置を手動で調節することとしてもよい。
【００２４】
本実施形態の照明光学系によれば、図２の絞り４０８の位置において互いにコヒーレントな２つの平行光の２つの波数ベクトルがそれぞれ好適な一定の角度をなす状態を形成できる。
【００２５】
本実施形態では、顕微鏡における試料（物体面）と光学的に共役な面（例えば、図３の絞り２１１、図４の撮像素子２０９、図５の絞り３０６の位置）と絞り４０８の位置が一致するように、一般的な蛍光顕微鏡の構成の一部を図２の照明光学装置１００に置換する。
【００２６】
これまでのマッハ＝ツェンダー干渉系を用いる方式では、ミラーやハーフミラーの角度を変更すると、２つの平行光の交差位置が顕微鏡に照射すべき光の軸（絞り４０８から顕微鏡本体までの光軸）に対して垂直方向にもずれる。そのため、２つ平行光が絞りの開口部に導かれるようにミラー等を調整するのは困難であった。一方、本実施形態における照明光学系を用いれば、２つ平行光はハーフミラー４０５の傾きによらず上述の顕微鏡に照射すべき光の軸上で交差するので、絞り４０８の開口部に交差位置を調整するのが大幅に簡単になる。また、マッハ＝ツェンダー干渉系では、２つの励起光ビームの強度がハーフミラーを介することで不均等になったり、光量の大半をハーフミラーにより損失したりするなどの問題点があった。一方、本実施形態の照明光学系ではハーフミラーの使用を最小限に抑え、励起光ビームの第１の焦点軸における分岐比を一定に保つことで、これらの問題点を克服している。
【００２７】
また、ＡＬＩにおいては干渉パターンを用いる照明モードのほか、一様な強度分布を持つ照明モードも必要となる。蛍光染色された試料は、自発光物体であるため照明の入射角は問題にならないことを踏まえれば、単に２つに分けられた励起光ビームの一方を遮光すればよい。しかし、これでは干渉パターンを用いる照明モードの半分の光量になってしまい、像が暗くなってしまう。像が暗いとショットノイズの発生によりデジタル画像の画質が悪化してしまう。そこで、ハーフミラー４０５を紙面垂直に上下させて光路内から引きぬける構造にしておけば、一様な強度分布を持つ照明モードにおいても光源からの光量を有効に利用することができる。なお、ミラードライバ４１２によってハーフミラー４０５を光路内に挿脱する構成としてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態による照明光学系はＡＬＩの要求を満たし、かつ、調整が容易なものであるので、通常の蛍光顕微鏡の照明光学系として用いれば、ＡＬＩの画質と動作速度を大幅に向上させることができる。
【００２９】
以下、本実施形態における照明光学系を一般的な蛍光顕微鏡に適用する場合の具体例について、実施例１から３を用いて説明する。
【実施例１】
【００３０】
以下、落射型蛍光顕微鏡に対して上述の照明光学装置１００を適用する具体的な構成を、図３を用いて詳細に説明する。実施例１では、落射型蛍光顕微鏡における一般的な照明光学装置を図２で示した照明光学装置１００に置換した構成を示す。なお、図３において、制御部４１０、レンズドライバ４１１、ミラードライバ４１２、及び光源調節機構４１３は省略されている。
【００３１】
蛍光顕微鏡には励起光の進入口となり得る箇所が２つあることが多い。試料２０２は試料本体のほか固定液、カバーガラスなど（物体面）を含み、スライドガラス２０１上に配置されている。絞り２１１が試料２０２（物体面）と光学的に共役な面となるので、この位置に互いにコヒーレントな２つの励起光ビームを所望の角度で交差して入射させる。倍率可変ビームエキスパンダ４０７によって光束径を決められた励起光ビームはレンズ２１０で曲げられた後、フィルタキューブ２０７を通過する。フィルタキューブ２０７は励起波長の光のみを選び出し、反射させる。フィルタキューブ２０７で反射された励起光ビームは、進行方向を９０度変えた後、対物レンズ２０３（対物光学系）によって平行光として試料２０２に照射される。対物レンズ２０３は、生物学的観察における典型的な仕様であるＮＡ０．９５，倍率４０倍に設定されている。
【００３２】
励起光ビームの照射を受けて試料２０２は蛍光（燐光を含む。以下同じ。）を発する。蛍光は対物レンズ２０３を通過後平行光束になる。ここで、試料２０２からの光の中には蛍光のみならず、カバーガラス等によって反射された励起光も含まれているが、これらの光はフィルタキューブ２０７により反射され、蛍光のみが直進する。反射された戻り励起光は、進行方向を９０度変え光源のほうに戻っていく。蛍光の平行光束は、ハーフミラー２００によって二手に分けられる。うち一方は、ミラー２０４によって進行方向を変えられたのち、結像レンズ２０５によって第一の撮像素子２０６上に結像される。撮像素子としては例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどを用いることができる。通常の蛍光顕微鏡ではこの場所が第１のカメラポートとされる。なお、結像レンズ２０５と撮像素子２０６の間にハーフミラーを入れて光路を９０度折り曲げたのち接眼レンズで平行光にすれば、いわゆる肉眼観察用の双眼鏡部分となる。ハーフミラー２００によって分岐された蛍光のうちのもう一方は、結像レンズ２０８によって第二の撮像素子２０９上に結像される。この場所が第２のカメラポートとなる。
【００３３】
上述のように対物レンズ２０３は、ＮＡ０．９５，倍率４０倍に設定されている。この開口数を用いる場合、ＡＬＩの理論的考察により、光軸方向の解像力が最大となる条件は、図１における点１の座標を（ｓｉｎθ１／ＮＡ，０）、点２の座標を（ｓｉｎθ２／ＮＡ，０）とすると、ｓｉｎθ１＝−０．１９、ｓｉｎθ２＝０．７６である。
【００３４】
顕微鏡の対物レンズは通常、収差を良好に補正するために数式(２)で示される正弦条件を満たすように設計されている。数式（２）においてＭは対物レンズの倍率であり、θiが光源側の最大入射角を、θoが物体側の最大入射角を表す。
【００３５】
【数２】
2016109731.tif 000004
【００３６】
つまり、物体面に対して角度θoをもって光線を入射させようとするとき、光源側では対物レンズの倍率分の１だけ浅い角度で入射させる必要がある。実施例１では４０分の１となり、先に示したｓｉｎθ１＝−０．１９、ｓｉｎθ２＝０．７６という条件は物体側での値であるから、光源側ではｓｉｎθ１＝−０．００４７５、ｓｉｎθ２＝０．０１９０という浅い入射角度を実現しなくてはならない。以下に、このような浅い角度を本発明の照明光学系が実用上支障なく実現できることを示す。
【００３７】
図３においてハーフミラー４０５が設置されている楕円筒ミラー４０４の第一の焦点と第二の焦点を結ぶ直線は、顕微鏡に照射すべき光の軸（絞り２１１から顕微鏡本体までの光軸）の方向と一致する。
【００３８】
実施例１において、第一の焦点を原点とし光軸上の正の距離を顕微鏡本体側に近づく方向と定義した場合に、楕円筒ミラー４０４の第一の焦点に近いほうの面頂点を−５ｍｍとする。光軸方向の距離変数をｚ、紙面内の光軸からの距離をｙとし、距離の単位をミリメートルとしたとき、この楕円筒ミラーを表す数式は例えば数式（３）のように表すことができる。
【００３９】
【数３】
2016109731.tif 000005
【００４０】
このとき、楕円の焦点間の距離は２００ｍｍとなる。楕円筒ミラー４０４は紙面垂直方向（ｘ方向とする）には一様なので、数式３に変数ｘは現れていない。楕円筒ミラー４０４は光源ユニット４００からの励起光ビームの入射及びレンズ４０６からの励起光ビームの射出を妨げないように構成する。
【００４１】
図３において、光源ユニット４００は蛍光染料に適した励起波長の光を発し、光軸に対する入射光のなす角が７０．４度である平行光をハーフミラー４０５に照射する。ハーフミラー４０５は光軸に対して２５．４度傾けられ、光源からの平行光はハーフミラー４０５に対して４５度のなす角で入射する。２つに分岐された励起光ビームは、楕円筒ミラー４０４の第２の焦点に集まる。
【００４２】
実施例１において、光源側でｓｉｎθ１＝−０．００４７５、ｓｉｎθ２＝０．０１９０という浅い入射角度を実現するため、角倍率を変換するための２枚のレンズを挿入する。例えば、楕円筒ミラー４０４の第２の焦点から３０ｍｍのところに焦点距離が３０ｍｍ、４３６．４ｍｍのところに焦点距離が４３６．４ｍｍのレンズを配置すればよい。
【００４３】
上記照明光学系によって、目標としていた干渉パターンを物体面に形成できる。角倍率変換には２枚のレンズの焦点距離の比のみが関係するが、実施例１においてはコリメータの役割も持たせるため上述の値を例示的に示した。この場合、楕円筒ミラー４０４の第１の焦点側の面頂点から絞り２１１までの距離は約１．２ｍとなるが、折り曲げミラーなどを光路に挿入することで、例えば共焦点顕微鏡の照明ユニットと同程度のスペースに収めることが十分可能となる。
【００４４】
実施例１においては光軸方向の解像度が最大になる場合の数値例のみを示したが、その他の値であっても各光学素子を調整することで容易に目的の照明光学系を提供することができる。
【実施例２】
【００４５】
以下、落射型蛍光顕微鏡に対して上述の照明光学装置１００を適用する具体的な構成を図４を用いて詳細に説明する。実施例１と重複する構成については、説明を省略する。図４において、制御部４１０、レンズドライバ４１１、ミラードライバ４１２、及び光源調節機構４１３は省略されている。
【００４６】
実施例２では、落射型蛍光顕微鏡における一般的な照明光学装置を維持したままで、第２のカメラポートに配置されていた撮像ユニットを図２に示される照明光学装置１００に置換する構成を示す。なお、第２のカメラポートにおける撮像ユニットでなく他のカメラポートにおける撮像ユニットを照明光学装置１００に置換することとしてもよい。
【００４７】
図４では、一般的な照明光学装置として、励起光源２１５、励起光源２１５からの励起光を反射する凹面ミラー２１６、励起光を集光するコンデンサーレンズ２１４、照明側開口数ＮＡを調節する開口絞り２１３、励起光を平行光とするレンズ２１２を示している。
【００４８】
撮像素子２０９が配置されていた位置は物体面と光学的に共役なので、この位置に絞り４０８を設け互いにコヒーレントな２つの平行光を所望の角度で交差して入射させる。なお、照明光学装置１００が動作しているときは上述の一般的な照明光学装置は使用しないものとする。また、図４において、撮像素子３０９が示されているが、これは絞り４０８の配置を理解しやすくするために表しているに過ぎず、実際には取り払われている。
【００４９】
本発明の照明光学系からの励起光ビームはハーフミラー２００で反射され、試料２０２へと向かう。実施例２において、フィルタキューブ２０７を撤去しており、励起光ビームは直接試料２０２まで届く。一般に、フィルタキューブ２０７は蛍光を最大限透過するように最適化されているため、励起光ビームを試料側に最大限透過するとは限らないためである。
【００５０】
しかし、この場合、試料２０２からの光は、カバーガラス等によって反射されたものを取り除くことなく、撮像素子２０６に到達してしまう。そこで、励起波長の光をカットし、蛍光だけを透過させるバリアフィルタ６００を結像レンズ２０５と撮像素子２０６の間に挿入する。これにより、微弱蛍光のコントラストも再現できる。
【００５１】
実施例２によれば、顕微鏡本体が備えている照明光学装置を取り外さずにＡＬＩを実現できるので、ひとたびＡＬＩでなく通常の蛍光顕微鏡として使用したいときでも、実施例１に比べて原状復帰の手間が少なくなる。
【実施例３】
【００５２】
以下、透過型蛍光顕微鏡に対し上述の照明光学装置１００を適用する具体的な構成を図５を用いて詳細に説明する。実施例３では、透過型蛍光顕微鏡における一般的な照明光学装置を図２で示した照明光学装置１００に置換した構成を示す。実施例１および２と重複する構成については、説明を省略する。図５において、制御部４１０、レンズドライバ４１１、ミラードライバ４１２、及び光源調節機構４１３は省略されている。
【００５３】
試料３０５は試料本体のほか固定液、カバーガラスなど（物体面）を含み、スライドガラス３０４上に配置されている。絞り３０６が物体と光学的に共役な面となるので、この位置に互いにコヒーレントな２つの励起光ビームを所望の角度で交差して入射させる。絞り３０６を通過した励起光は試料３０５を照射する。励起光ビームの照射を受けた試料３０５は蛍光を発する。蛍光はスライドガラス３０４と対物レンズ３０３（対物光学系）を通過後平行光束になり、結像レンズ３０２によって撮像素子３０１に結像される。結像レンズ３０２と撮像素子３０１の間にはバリアフィルタ７００が挿入され、蛍光だけを透過させる。結像レンズ３０２とバリアフィルタ７００の間にハーフミラーを入れて光路を９０度折り曲げたのち接眼レンズで平行光にすれば、いわゆる肉眼観察用の双眼鏡部分となる。
【００５４】
実施例３によれば、対物レンズを通さずに直接試料３０５を照射すればよいので数式（２）の制約を受けない。従って、入射角を比較的大きく保つことができるので、レンズを削減しコンパクトな構成を実現できる。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の照明光学系は、蛍光顕微鏡またはデジタルスライドスキャナー等に好適に使用することが可能であり、生物学・病理学的観察の分野において非常に有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１００               照明光学装置
４０４               楕円筒ミラー
４０５               ハーフミラー
【図１】
2016109731.tif 000006
【図２】
2016109731.tif 000007
【図３】
2016109731.tif 000008
【図４】
2016109731.tif 000009
【図５】
2016109731.tif 000010