(57)【要約】【課題】簡単な構成で安価に製造でき、高い反射率でむらなく照明できる顕微鏡の暗視野照明装置を提供する。【解決手段】光軸Ｏ上に配置した光源１と、該光源１からの光を光軸を含む入射平面内では正反射し且つ該光軸と垂直な平面内では拡散反射させる、光軸に平行な軸方向の円筒状曲面部（２ａ１）を周方向に沿って複数配列した内側反射面２ａを有する反射部材２とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本を観察する対物レンズと、上記標本を照明する光源と、上記対物レンズの光軸上に同心的に、上記光源と上記標本との間に配置された遮光円盤と、上記対物レンズの光軸上に同心的に、上記遮光円盤の外側に配置された反射部材とを備え、上記光源からの光で上記標本を斜め方向から照明する顕微鏡の暗視野照明装置において、
上記標本を載置する試料載置ガラスと、
上記反射部材を保持する筐体と、
上記反射部材が上記遮光円盤を保持し、上記遮光円盤に保持された円錐型反射部材と、
上記反射部材の下方に配置され、上記対物レンズの光軸を偏向する偏向部材と
をさらに備え、
上記対物レンズの光軸が偏向された方向に上記光源を配置し、
上記光源からの光を上記対物レンズの光軸を含む入射面内では正反射し、且つ、上記対物レンズの光軸と垂直な平面内では拡散反射させる、内側反射面を有する樹脂成型された環状反射部材であり、上記内側反射面が金属薄膜にて被覆された鏡面を備えた
ことを特徴とする顕微鏡の暗視野照明装置。
【請求項２】
上記内側反射面は、
上記対物レンズの光軸に平行な軸方向の円筒状曲面部を周方向に沿って複数配列した内側反射面、
上記対物レンズの光軸に平行な軸方向の多角筒状の側面部を周方向に沿って複数配列した内側反射面、
上記対物レンズの光軸に平行な軸方向の楕球状曲面部を周方向に沿って複数配列した内側反射面、
または、上記対物レンズの光軸に平行な円筒状凹曲面部と円筒状凸曲面部を周方向に沿って交互に複数配列した内側反射面
のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡の暗視野照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実体顕微鏡等で使用される顕微鏡の暗視野照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透光性を有する、純物質や光学的異方性物質を含む被検体を実体顕微鏡等の観察光学系を用いて観察する際に、照明光が直接観察光学系に入らないようにして照明光のうち被検体で拡散した光だけを観察できるように、被検体周辺に暗い背景部を作るようにした暗視野照明装置が一般に使用されている。
【０００３】
この種の従来の暗視野照明装置としては、光源の周りに光軸に平行な無数のヘアラインを内面に刻設した環状の反射部材を配置したもの（例えば、特許文献１）、あるいは光源とバレル形トロイド鏡との間に光拡散構造体を配置したもの（例えば、特許文献２）等により、視野をむらなく暗視野で照明できることが開示されている。
【特許文献１】特公平０５−０１６５６７号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０２６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された技術では、反射部材の内側反射面に設けられている細溝（ヘアライン）を実際にはかなり細かくしなければ、むらのない照明を得ることは難しい。しかしながら、その製造方法として、非常に細かな細溝を成形で得ることを考えると、型の耐久性が低くなり、また反射面となる部分の型を磨くことができないため、あまり高い反射率は望めず、結果として型での成形は現実的ではない。
【０００５】
したがって、ヘアラインを生成する方法としては、反射面を金属で引っ掻いて細溝を加工するということになるが、この方法ではせいぜい５０％程度とあまり高い反射率を望むことはできず、また反射率や反射光の散乱の度合いにばらつきが大きく、これらを一定となるように管理するのは困難であり、性能が安定しないという不具合があった。
【０００６】
一方、上記突起を文献２に記載された技術では、構成が複雑となるばかりではなく、照明範囲に比して全体の構造が大きくなってしまうという不具合があった。
【０００７】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で安価に製造することが可能な、高い反射率でむらなく照明できる顕微鏡の暗視野照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の一態様は、標本を観察する対物レンズと、上記標本を照明する光源と、上記対物レンズの光軸上に同心的に、上記光源と上記標本との間に配置された遮光円盤と、上記対物レンズの光軸上に同心的に、上記遮光円盤の外側に配置された反射部材とを備え、上記光源からの光で上記標本を斜め方向から照明する顕微鏡の暗視野照明装置において、上記標本を載置する試料載置ガラスと、上記反射部材を保持する筐体と、上記反射部材が上記遮光円盤を保持し、上記遮光円盤に保持された円錐型反射部材と、上記反射部材の下方に配置され、上記対物レンズの光軸を偏向する偏向部材とをさらに備え、上記対物レンズの光軸が偏向された方向に上記光源を配置し、上記光源からの光を上記対物レンズの光軸を含む入射面内では正反射し、且つ、上記対物レンズの光軸と垂直な平面内では拡散反射させる、内側反射面を有する樹脂成型された環状反射部材であり、上記内側反射面が金属薄膜にて被覆された鏡面を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な構成で安価に製造することが可能な、高い反射率でむらなく照明できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下本発明の第１の実施の形態に係る暗視野照明装置について図１乃至図３を用いて説明する。
【００１１】
図１及び図２はその基本構成を示すもので、１は光源であり、この光源１の図上方、光軸Ｏに沿って、順次反射部材２と遮光円盤４、標本３と絞り６、及び対物レンズ５が配置設定されるものとする。
【００１２】
反射部材２は、遮光円盤４と共に光軸Ｏに対して同心的に配置され、光軸Ｏを含む入射平面内では光源１からの光を正反射するような内側反射面２ａを有する。
【００１３】
同時にこの内側反射面２ａは、図２（１）及び図２（２）−ａに示すように該光軸Ｏと垂直な平面内では、光軸に平行な軸方向の内側に凸となる円筒状曲面部２ａ１，２ａ１，‥‥を周方向に沿って複数配列し、光源１からの光を拡散反射させるようにするものである。
【００１４】
反射部材２は、例えば上記内側反射面２ａを構成する円筒状曲面部２ａ１，２ａ１，‥‥が研磨された型を用いて、樹脂等の成形で作成された後、その成形品にアルミ蒸着やメッキ等の処理が施されることにより鏡面が形成される。上述したように光軸Ｏからの光を光軸を含む入射平面内では正反射し且つ該光軸Ｏと垂直な平面内では適度に拡散反射して標本３を照明するようになっている。
【００１５】
しかるに、図１に示す如く反射部材２の内側反射面２ａのさらに内側には遮光円盤４が、また反射部材２の上方には絞り６がそれぞれ光軸Ｏに同心的に配置されることで、光源１から反射部材２の内側反射面２ａで反射した光が直接対物レンズ５に入射されることのないようにその光路範囲を規制している。
【００１６】
上記のような構成にあって、光源１が発した光のうち、反射部材２の内側反射面２ａに入射した光は、光軸Ｏを含む入射平面内では正反射し、且つ光軸Ｏと垂直な平面内では適度に拡散反射して標本３をその斜め方向から照明するようになる。
【００１７】
その一方、光源１から環状の反射部材２の中央を通って直接標本３及び対物レンズ５を照射しようとする光は、遮光円盤４によって確実に遮断され、対物レンズ５に入射することはない。
【００１８】
したがって、標本３が全くない状態あるいは標本３があっても１００％の透光性を有する物体であれば、標本３の該当部分を斜めに光が通過するのみであり、対物レンズ５に入射する光はないが、標本３が透光性を有する、純物質や光学的異方性物質を含むものであった場合には、この標本３によって拡散した光の一部が対物レンズ５に入射されることとなり、暗視野観察が可能となるものである。
【００１９】
上記反射部材２の内側反射面２ａは、ヘアラインのように光を散乱させるのではなく鏡面により反射させているため、通常の鏡面の反射率である８０〜９０％程度の反射率を見込むことができ、むらがなく、効率よく明るい照明を得ることができると共に、設計時の計算が簡単、正確で、反射性能のばらつきがきわめて少なく、大量及び長期に渡って生産する場合でも安定した性能を維持しながら生産を続行することができる。
【００２０】
その上、一体成形した反射部材２を上述した如く内側反射面２ａの円筒状曲面部２ａ１，２ａ１，‥‥の型研磨及び鏡面生成により容易に作成することができ、反射部材と拡散部材等、別体の部材に分ける必要もないので、構成が簡単で安価に実現することができる。
【００２１】
なお、上記内側反射面２ａは、上述したように円滑な曲面である円筒状曲面部２ａ１のみに限定するものではなく、図２（２）−ｂに示すように多角筒状の側面部２ａ２を配列して形成するものとしても、同等の効果を得ることができる。
【００２２】
また、図３に示すように反射部材２の内側反射面２ａの断面形状を内側に向けて凸となるような曲面の内側反射面２ｂとして形成すれば、光軸Ｏからの光を光軸Ｏを含む入射平面内でも拡散反射するようになるので、装置全体の大きさを変えることなく、より大きな照明範囲を得ることができるようになる。
【００２３】
この場合、内側反射面２ｂは円筒状曲面部２ａ１ではなく、光軸Ｏに平行な軸方向を有する楕球状曲面部を複数配列して形成されることとなる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
以下本発明の第２の実施の形態に係る暗視野照明装置について図４乃至図８を用いて説明する。
【００２５】
図４及び図５はその基本構成を示すもので、上記図１及び図２で説明したものとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略するものとする。
【００２６】
しかして、上記反射部材２と同様の構成で内径の異なる反射部材２１と反射部材２２とを同軸的に一体に構成し、小径の反射部材２１を光源１側、大径の反射部材２２を標本３側となるように光源１及び光軸Ｏに対して配置設定するもので、これら反射部材２１，２２は光軸Ｏに沿って移動可能であるものとする。
【００２７】
図４は、反射部材２１が遮光円盤４に対応する位置となるように反射部材２１及び反射部材２２を移動配置させることで、光源１からの光のうち、反射部材２１の内側反射面２１ａにて反射したもので標本３を照明するようにした状態を示す。
【００２８】
これに対し、図５は反射部材２２が遮光円盤４に対応する位置となるように反射部材２１及び反射部材２２を移動配置させることで、光源１からの光のうち、反射部材２２の内側反射面２２ａにて反射したもので標本３を照明するようにした状態を示すもので、上記図４で示した状態に比して、より大きな照明範囲を得ることができるものである。
【００２９】
このように、照明範囲を標本３の大きさや対物レンズ５の倍率、必要とする照明の明るさ等に応じて選択的に設定することができる。そのため、例えば観察する倍率範囲の大きい実体顕微鏡などでも、広い視野を照明する低倍率時、狭い視野を高密度に照明する高倍率時いずれの観察にも簡単な操作で対応することができ、効率的な照明を実現することができる。
【００３０】
なお、上記図４及び図５では、光軸方向に沿って内径が変化する環状の照明部材として、一体に構成した反射部材２１と反射部材２２の位置を光軸Ｏに沿って移動させるものとしたが、これに限らず、図６に示すように複数、例えば３個のそれぞれ上記反射部材２と同様の構成で内径及び光軸Ｏ方向の深さの異なる反射部材２３〜２５及び遮光円盤４ａ〜４ｃを光軸Ｏとは直交する平面上に並列配置し、これらのうちの１つを選択的に光源１及び光軸Ｏに対応する配置となるように設定することができるものとしてもよい。
【００３１】
さらに、上記第１の実施の形態では、円筒状曲面部２ａ１，２ａ１，‥‥または多角筒状側面部２ａ２，２ａ２，‥‥を有する内側反射面２ａ、あるいは楕球状曲面部を有する内側反射面２ｂを環状の反射部材２の内壁面に形成するものとして説明し、第２の実施の形態では反射部材２１〜２５がいずれも反射部材２と同様の構成であるものとして説明したが、反射部材２に代えて、図７及び図８に示すように光軸Ｏ方向の深さの充分大きい反射部材２６を用いるものとしてもよい。
【００３２】
この反射部材２６の内側反射面２６ａは、図示する如く中央及び光源１側が上述した円筒状曲面部、標本３及び対物レンズ５に近い端部が上記円筒状曲面部から連続した楕球状曲面部となるもので、光軸Ｏに沿って反射部材２６ａを移動させることにより、図７に示すように中央及び光源１側で反射した光が標本３に照射されるようにすることにより狭い照明範囲を、図８に示すように標本３及び対物レンズ５に近い端部側で反射した光が標本３に照射されるようにすることにより広い照明範囲を、というように、光軸方向に沿って内径が変化する環状の照明部材を用いて、無段階で連続的に照明範囲を可変設定することができるものである。
【００３３】
（第３の実施の形態）
以下本発明の第３の実施の形態に係る暗視野照明装置について図９及び図１０を用いて説明する。
【００３４】
図９及び図１０はその基本構成を示すもので、３１は光源であり、この光源３１の図上方、光軸Ｏに沿って、順次反射部材３２と遮光円盤３４、標本３３と絞り３６、及び対物レンズ３５が配置設定されるものとする。
【００３５】
反射部材３２は、遮光円盤３４と共に光軸Ｏに対して同心的に配置され、光軸Ｏを含む入射平面内では光源３１からの光を正反射するような内側反射面３２ａを有する。
【００３６】
同時にこの内側反射面２ａは、図１０（１）及び図１０（２）に示すように該光軸Ｏと垂直な平面内では、光軸に平行な軸方向の内側に凸となる円筒状曲面部３２ａ１，３２ａ１，‥‥と、同じく凹となる円筒状曲面部３２ａ２，３２ａ２，‥‥とを周方向に沿って交互に連続するように複数配列し、光源１からの光を拡散反射させるようにするものである。
【００３７】
反射部材３２は、例えば上記内側反射面３２ａを構成する円筒状曲面部３２ａ１，３２ａ２，３２ａ１，３２ａ２，‥‥が研磨された型を用いて、樹脂等の成形で作成された後、その成形品にアルミ蒸着やメッキ等の表面処理が施されることにより鏡面が形成される。上述したように光軸Ｏからの光を光軸を含む入射平面内では正反射し且つ該光軸Ｏと垂直な平面内では適度に拡散反射して標本３３を照明するようになっている。
【００３８】
しかるに、図９に示す如く反射部材３２の内側反射面３２ａのさらに内側には遮光円盤３４が、また反射部材３２の上方には絞り３６がそれぞれ光軸Ｏに同心的に配置されることで、光源３１から反射部材３２の内側反射面３２ａで反射した光が直接対物レンズ３５に入射されることのないようにその光路範囲を規制している。
【００３９】
上記のような構成にあって、光源３１が発した光のうち、反射部材３２の内側反射面３２ａに入射した光は、光軸Ｏを含む入射平面内では正反射し、且つ光軸Ｏと垂直な平面内では適度に拡散反射して標本３３をその斜め方向から照明するようになる。
【００４０】
その一方、光源３１から環状の反射部材３２の中央を通って直接標本３３及び対物レンズ３５を照射しようとする光は、遮光円盤３４によって確実に遮断され、対物レンズ３５に入射することはない。
【００４１】
したがって、標本３３が全くない状態あるいは標本３３があっても１００％の透光性を有する物体であれば、標本３３の該当部分を斜めに光が通過するのみであり、対物レンズ３５に入射する光はないが、標本３３が透光性を有する、純物質や光学的異方性物質を含むものであった場合には、この標本３３によって拡散した光の一部が対物レンズ３５に入射されることとなり、暗視野観察が可能となるものである。
【００４２】
上記反射部材３２の内側反射面３２ａは、ヘアラインのように光を散乱させるのではなく鏡面により反射させているため、通常の鏡面の反射率である８０〜９０％程度の反射率を見込むことができ、むらがなく、効率よく明るい照明を得ることができると共に、設計時の計算が簡単、正確で、反射性能のばらつきがきわめて少なく、大量及び長期に渡って生産する場合でも安定した性能を維持しながら生産を続行することができる。
【００４３】
その上、一体成形した反射部材３２を上述した如く内側反射面３２ａの円筒状曲面部３２ａ１，３２ａ２，３２ａ１，３２ａ２，‥‥の型研磨及び鏡面生成により容易に作成することができ、反射部材と拡散部材等、別体の部材に分ける必要もないので、簡単で安価に実現することができる。
【００４４】
特に、内側反射面３２ａを凸状と凹状とが交互に連続した円筒状曲面部３２ａ１，３２ａ２，３２ａ１，３２ａ２，‥‥で形成したことにより、鋭角的な部分がなく、全面が滑らかな曲面で連続しているので、型作成においても面に歪み等を生じにくく、ほぼ理想どおりの形状を作成することができる。これにより、上記第１の実施の形態の場合に比して反射面を全周にわたって理想的に使用することができ、さらにむらがなく、高い効率でより明るい照明を得ることができる。
【００４５】
（第４の実施の形態）
以下本発明の第４の実施の形態として上記第３の実施の形態を顕微鏡用の暗視野照明装置に適用した場合について図１１を用いて説明する。
【００４６】
図１１はその基本構成を示すもので、図１１（１）は図１１（２）中のＩ−Ｉ線に沿った反射部材の構造を示すものである。同図で、筺体本体４１及び底板４２からなる筺体４３内に、例えばハロゲンランプでなる光源４４と、この光源４４の射出軸を上方に向けて偏向する、例えばミラーでなる偏向部材４５と、該偏向後の光線を外周方向に向けて反射するように設けられた、上方に開いた円錐型の第１の反射部４６ａ、及びこの第１の反射部４６ａの反射光線をさらに内側に向けて反射し、筺体４１の開口部４１ａに配設されている試料載置ガラス４７上の標本４９に光源４４からの光を照射させる、上記図９及び図１０で示した反射部材３２と同一構成の第２の反射部４６ｂを有する反射部材４６とが配置されている。
【００４７】
上記第１の反射部４６ａ及び第２の反射部４６ｂは、１本乃至複数本の連結部４６ｃにより連結されることで一体に構成されるもので、例えば樹脂で成形され、それぞれの反射面にはアルミ蒸着あるいはメッキ等で高効率反射用の表面処理がなされている。
【００４８】
しかして、上記第１の反射部４６ａの上方には遮光円盤４８が取付けられ、該偏向部材４５と反射部材４６は保持部材４８により筺体本体４１に固定されている。
【００４９】
該光源４４と偏向部材４５との間には、光源４４からの光を集めるコレクタレンズ５０と、このコレクタレンズ５０を通過した光を偏向部材４５を通して、反射部材４６の第１の反射部４５ａ付近に集光させる凸レンズ５１が配置されている。また、コレクタレンズ５０と凸レンズ５１の間には、例えばフィルタ５２などを挿脱自在に配置するスペースを有している。
【００５０】
上記のような構成にあって、光源４４から出射した光はコレクタレンズ５０により集められ、凸レンズ５１によって集光された後に、偏向部材４５によって反射されて上方に偏向される。その後、第１の反射部４６ａで外周方向に偏向された光は、さらに第２の反射部４６ｂで内方上方向に偏向されることで輪帯照明となるもので、試料載置ガラス４７を通って試料４９を暗視野照明する。
【００５１】
上述したように上記反射部材４６の第２の反射部４６ｂは、上記第３の実施の形態における反射部材３２の内側反射面３２ａと同様の効果を有するのに加えて、コレクタレンズ５０で取込んだ光を無駄なくすべて活用することができるため、さらに効率よく明るい照明を実現することができる。
【００５２】
なお、あえて図示はしないが、上記第１及び第２で説明した光源を反射部材４６の円錐形の第１の反射部４６ａに置換してその頂点位置近傍に配置することで、この第４の実施の形態に適用することも可能となる。
【００５３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基本構成を示す図。
【図２】同実施の形態に係る基本構成を示す図。
【図３】同実施の形態に係る反射部材の他の構成を例示する図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る基本構成を示す図。
【図５】同実施の形態に係る基本構成を示す図。
【図６】同実施の形態に係る反射部材の他の構成を例示する図。
【図７】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る反射部材の他の構成を例示する図。
【図８】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る反射部材の他の構成を例示する図。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る基本構成を示す図。
【図１０】同実施の形態に係る基本構成を示す図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る基本構成を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１…光源、２…反射部材、２ａ…内側反射面、２ａ１…円筒状曲面部、２ａ２…多角筒状側面部、２ｂ…内側反射面、３…標本、４…遮光円盤、５…対物レンズ、６…絞り、２１〜２６…反射部材、３１…光源、３２…反射部材、３２ａ…内側反射面、３２ａ１，３２ａ２…円筒状曲面部、３３…標本、３４…遮光円盤、３５…対物レンズ、３６…絞り、４１…筺体本体、４１ａ…開口部、４２…底板、４３…筺体、４４…光源、４５…偏向部材、４６…反射部材、４６ａ…第１の反射部、４６ｂ…第２の反射部、４７…試料載置ガラス、４８…遮光円盤、４９…標本、５０…コレクタレンズ、５１…凸レンズ、５２…フィルタ。
【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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