CN109960026A - 照明装置、显微镜装置以及盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及照明装置、显微镜装置以及盒。提供一种能够施加适合于观察的阴影的照明装置。一种照明装置，其特征在于，该照明装置包括：面光源(1)，其用于射出照明光；以及微百叶薄膜(2)，其用于限制照明光的发散中的与面光源(1)的发光平面平行的方向上的分量，在将微百叶薄膜(2)限制照明光的发散的方向上的穿过微百叶薄膜(2)的照明光的最大的扩散角设为A时，满足条件式20°≤A≤60°。

Description

照明装置、显微镜装置以及盒

技术领域

涉及使用面光源进行透射照明的照明装置、显微镜装置以及盒。

背景技术

关于通过使用面光源对试样照明来进行观察的显微镜装置，已知如下这样的技术：不较大地增加照明装置的厚度，通过限制照明光的入射角度，从而即使是比较透明的试样也能够施加阴影地进行观察。

在专利文献1中记载了一种具备在至少1个方向上限制照明光的发散的光指向构件的显微镜用透射照明装置。特别是公开了如下这样的技术：相对于由面光源的最短的边和试样载置板之间的距离的关系决定的照明光的最大角度，使用光指向性构件限制照明光的入射角度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-316163号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，试样的视觉状态不依赖于面光源的大小，而较大程度地依赖于照明光的角度，因此在面光源的大小极端大的情况、极端小的情况下，存在仅满足专利文献1所示的条件并不足够的情况。

即，若照明光向试样入射的照明光的最大角度过大，则无法得到足够的阴影，对观察产生障碍，而若照明光的最大角度过小，则阴影过强，难以观察。

本发明基于专利文献1所列举的技术，对限制照明光的最大角度从而能够施加适合于观察的阴影的技术进行了研究。鉴于以上的实际情况，在本发明中，目的在于提供一种能够施加适合于观察的阴影的照明装置。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的照明装置包括：面光源，其用于射出照明光；以及微百叶薄膜，其用于限制所述照明光的发散中的与所述面光源的发光平面平行的方向上的分量。所述微百叶薄膜满足下述条件式(1)。其中，A是所述微百叶薄膜限制所述照明光的发散的方向上的、穿过所述微百叶薄膜的所述照明光的最大的扩散角。

20°≤A≤60° (1)

本发明的另一技术方案的照明装置包括：面光源；用于设置试样的透明的设置台；盒，其包括光学构件和机械构造，所述光学构件对从所述面光源射出的照明光的至少一部分进行遮光，所述机械构造使所述光学构件运动而变更所述盒内的所述光学构件的位置或者姿态；支承台，其在所述面光源与所述设置台之间以装拆自如的方式支承所述盒；以及用于向使用者告知所述光学构件的位置或者姿态的部件。

本发明的另一技术方案的盒安装于照明装置，其中，该盒包括：光学构件，其用于对从所述照明装置的面光源射出的照明光的至少一部分进行遮光；机械构造，其使所述光学构件运动而变更所述盒内的所述光学构件的位置或者姿态；以及显示部，其包含刻度和指针，该显示部用于显示关于所述光学构件的位置或者姿态的信息，所述刻度和所述指针中的一者与所述机械构造联动，而相对于所述刻度和所述指针中的另一者移动。

发明的效果

根据本发明的照明装置，能够施加适于观察的阴影。

附图说明

图1是表示第1实施方式的显微镜装置的结构的图。

图2是用于说明在Y方向上限制光束的微百叶薄膜的结构的图。

图3是表示将微百叶薄膜所具有的多个遮光板的一部分放大后的情形的图。

图4的(a)表示不具有微百叶薄膜的以往的照明装置的一部分光线的轨迹，图4的(b)表示第1实施方式的照明装置的一部分光线的轨迹。

图5是表示第1实施方式的显微镜装置的结构的另一图。

图6是表示第2实施方式的照明装置的结构的图。

图7是表示微百叶薄膜倾斜的情形的图。

图8是表示遮光板相对于微百叶薄膜的表面倾斜配置的情形的图。

图9是表示第3实施方式的照明装置的结构的图。

图10是用于说明在X方向上限制光束的微百叶薄膜的结构的图。

图11表示变形例的照明装置的结构。

图12表示从变形例的照明装置的Z方向俯瞰而得到的剖视图。

图13的(a)～(d)是表示利用不同的微百叶薄膜的组合、改变阴影的施加方式而拍摄得到的、在琼脂培养基上爬行的线虫(C.elegans)的图像的图。线虫是使用本发明的显微镜装置观察的试样的一例。

图14是对在获取图13的(a)～(d)所示的图像时设于照明装置内的微百叶薄膜的一例进行说明的图。

图15是对在获取图13的(a)～(d)所示的图像时设于照明装置内的微百叶薄膜的一例进行说明的图。

图16是对在获取图13的(a)～(d)所示的图像时设于照明装置内的微百叶薄膜的一例进行说明的图。

图17是表示第4实施方式的照明装置的结构的图。

图18是图17所示的照明装置的剖视图。

图19是例示盒的结构的图。

图20是表示旋转构件的结构的图。

图21是表示与图20所示的旋转构件卡合的支承构件的结构的图。

图22A是例示旋转构件与支承构件的位置关系的图。

图22B是例示图22A所示的状态下的光学构件的图。

图23A是表示旋转构件与支承构件的位置关系的另一例的图。

图23B是例示图23A所示的状态下的光学构件的图。

图24是表示盒的结构的另一例的图。

图25A是表示在图24所示的盒内遮光幕移动的情形的图。

图25B是表示在图24所示的盒内遮光幕移动的情形的另一图。

图26是表示图24所示的盒的变形例的图。

附图标记说明

100、200、300：显微镜装置；1、402：面光源；2、22、31、521、522：微百叶薄膜；2a、22a、31a：微遮板(遮光板)；3：试样设置板；4：物镜；5：照明架台；6：调焦装置；7：调焦手柄；8：变焦手柄；10、20、30、400：照明装置；101：框；102：轴；103：轴承；104：捏持部；105：螺钉；106：槽；107：孔；108：滚珠；109、416：弹簧；110：小螺钉；401：壳体；403：设置台；404：转台；405、415：操作部；406：连结部；417：平板；500、501、502：盒；510：显示部；511：指针；512：刻度；523：扩散板；530：机械构造；531、541：旋转构件；531a：偏心销；532：支承构件；532a：横槽；540：旋转支承轴；550：齿轮系；551：蜗轮蜗杆；552：驱动轴；553：从动轴；554、555：带；556：盘簧；560：遮光幕。

具体实施方式

以下，说明本发明的第1实施方式的照明装置10和显微镜装置100。图1示出显微镜装置100的结构。另外，在图1中，将面光源1的发光平面的法线方向设为Z方向，将在发光平面内观察者与显微镜装置100相对的朝向设为Y方向，将在发光平面内与Y方向正交的朝向限定为X方向。另外，发光平面是指面光源1射出照明光的表面部分。

显微镜装置100具备照明装置10、试样设置板3、照明架台5、调焦装置6、调焦手柄7、变焦手柄8以及检测光学系统12。

照明装置10包括面光源1、微百叶薄膜(日文：マイクロルーバーフィルム)2以及电源11。面光源1包括LED、有机EL、荧光管和导光板的组合等，射出用于对试样S进行照明的照明光。电源11与未图示的商用电源相连接，向面光源1供给电力。微百叶薄膜2设于面光源1的后级的光路上。试样S是透光的比较透明的试样。另外，照明架台5具备照明装置10和试样设置板3。

图2是用于说明微百叶薄膜2的结构的图。微百叶薄膜2的多个遮光板2a彼此隔开相等的间隔地配置于具有透光性的平行平板状的透明树脂中。在图1和图2的例子中，遮光板2a配置为与面光源1的发光平面正交。另外，将遮光板2a所配置的间隔设为节距P，将遮光板2a的Z方向的长度设为宽度t。

向遮光板2a入射的照明光被吸收等而不向后级传播。因而，不向遮光板2a入射而穿过了多个遮光板2a之间的照明光到达微百叶薄膜2的后级的试样设置板3。也就是说，微百叶薄膜2作为针对Y方向限制向试样S照射的照明光的发散的微百叶薄膜发挥功能。另外，某一对象的后级指示的是比某一对象靠照明光的行进方向侧。

图3是将微百叶薄膜2所具有的多个遮光板2a的一部分放大而得到的图。在图3中，将在微百叶薄膜2限制照明光的发散的方向上未被遮光板2a遮光而穿过的光束的最大的扩散角设为扩散角A。也就是说，根据图3所示的例子，微百叶薄膜2将从面光源1射出的照明光光束的发散的角度(最大的扩散角)限制到扩散角A。照明光光束的最大的扩散角能够通过变更微百叶薄膜2的遮光板2a之间的节距和遮光板2a的Z方向上的宽度t来适当变更。

试样设置板3是配置于比微百叶薄膜2靠后级的位置即以使微百叶薄膜2位于试样设置板3与面光源1之间的方式配置的、用于设置试样S的设置板。试样设置板3具有透光性。经由微百叶薄膜2的照明光向所设置的试样S照射。

另外，照明装置10具备能够对经由物镜能够观察到的范围的整个区域进行照明的大小。

调焦装置6包括支柱部6a和可动部6b，能够通过使可动部6b相对于支柱部6a在Z方向上移动来进行调焦作业。调焦装置6根据例如作业人员对调焦手柄7进行的操作而使未图示的驱动机构工作，而相对于支柱部6a驱动可动部6b。

检测光学系统12包括物镜4和目镜9，构成双目实体显微镜的检测光学系统。检测光学系统12配置于比试样设置板3靠后级的位置即从试样设置板3观察与面光源1相反的一侧，经由物镜4取得透过试样S的光。物镜4所取得的光经由目镜9引导向观察者的眼睛。检测光学系统12根据作业人员对变焦手柄8的操作而变更观察倍率。

在通常使用面光源、不设置光指向性构件的结构(参照图4的(a))中，照射原本在物镜不能被取得程度的最大的扩散角较大的照明光光束，光分布在较大的角度范围内。因此，在透明的试样S的轮廓部折射的光也大多到达物镜4。因而，在试样S的像中，阴影变弱，其结果，产生观察对象的试样看不清楚这样的问题。

另一方面，根据包含照明装置10的显微镜装置100的结构，到达试样设置板3上的试样S的设置面的照明光限定为由微百叶薄膜2的遮光板2a的配置决定的、扩散角A内的光束。根据这样的结构，在轮廓部等中也能够形成在该轮廓部等折射的光不到达物镜4的部分(参照图4的(b))。因此，通过限定对试样S进行照明的照明光光束的最大的扩散角A，相比于没有微百叶薄膜2的情况，能够易于产生阴影。因而，能够清楚地观察试样S。

正如上述，对试样S进行照明的结构越是限制向试样S照射的照明光光束的发散，即越是使扩散角A变窄，越易于产生阴影，根据发散的限制的程度(扩散角A的大小)，既有可能成为适合于观察的条件，也有可能成为不适于观察的条件。

因此，在本发明中，研究了在观察时更合适的扩散角A的条件。研究的结果表明，将至少1个方向的扩散角A设为以下的条件式的范围内，能进行良好的观察。

20°≤A≤60°···(1)

若扩散角A超过60度，则在轮廓部折射的光一定程度上经由物镜4取得，成为阴影较弱的视觉状态。特别是试样S引起的折射越小，阴影越弱，而变得难以辨别。

若扩散角A小于20度，则不会入射来自更大的角度的光，因此在轮廓部折射的光大多未到达物镜4，成为阴影较强的视觉状态。若阴影过强，则看起来发黑的区域增加，因此难以观察试样S的样子等。

因而，通过在条件式(1)的范围内利用照明装置10进行照明，能够伴随适当的阴影观察试样S。

另外，作为更合适地进行观察的条件，微百叶薄膜2进一步期望满足条件式(1’)。

30°≤A≤50°···(1’)

另外，作为用于进行视野内的亮度均匀的照明的条件，显微镜装置100的结构期望满足下述条件式(2)。P表示多个遮光板2a的间隔即节距，L表示试样设置板3所具有的试样S的设置面与微百叶薄膜2的靠试样设置板3侧的面之间的距离，NA表示检测光学系统12的数值孔径。另外NA指示的是在显微镜装置100中使用的最低倍率的检测光学系统12的数值孔径，即在使用显微镜装置100的基础上检测光学系统12的最小的数值孔径。

P<NA×L···(2)

图5是表示与图1同样的显微镜装置100的结构的图，图示出上述的L、P。如图5所示，在物镜4取得的光束来自包含多个遮光板2a的区域时(即满足条件式(2)时)，根据视野的场所的不同，被遮光板2a遮光的比例不会产生较大的差异。因此，显微镜装置100能够获得视野内的场所之间的亮度的差异较小的、均匀的像。

相反，在不满足条件式(2)的情况下，根据视野的场所的不同，被遮光板2a遮光的比例产生较大的差异。更详细地说，根据视野的场所，照明光束相当于穿过了不存在遮光板2a的区域(遮光板2a的面积大致为零)的光束和穿过了存在遮光板2a的区域(存在一个遮光板2a的面积)的光束中的任一者。因此，视野内的场所之间的亮度的差异较大。这样的亮度的差异产生明暗反复的图案，形成亮度不均匀的像。

根据以上，通过满足条件式(2)，能够减少向试样设置板3所具有的试样S的设置面照射的照明光光束之间的不均匀，形成均匀的强度分布。

另外，显微镜装置100在如本结构这样是双目实体显微镜的情况下，期望的是，针对与包含右眼用的观察光学系统的光轴和左眼用的观察光学系统的光轴的面垂直的方向、也就是说Y方向(自观察者观察，像成为上下的方向)，更多地限制照明光的发散。在双目实体显微镜中，若针对试样S的X方向更多地限制照明光的发散，则在左眼用的观察光学系统中产生的像和在右眼用的观察光学系统中产生的像在不同的方向上具有较强的阴影。其结果，特别是在长时间进行的观察下，根据观察者的不同而导致不易看清。因此，对于在双目实体显微镜中进行长时间观察的用途，优选的是，在像的左右方向(X方向)上不产生较强的阴影。也就是说，作为双目实体显微镜的显微镜装置100期望的是针对Y方向更多地限制照明光的发散的上述已说明的结构。另一方面，对于不进行涉及长时间观察的观察且以伴有较强的阴影的像在短时间内进行判断等的用途，优选的是，针对X方向也较多地限制照明光的发散，在像的左右方向(X方向)上也产生较强的阴影。

另外，不限于双目实体显微镜，总的来说，期望的是，在显微镜装置包含具有沿X方向排列的内向角的两根光轴的情况下，针对与包含两根光轴的面垂直的方向、也就是说Y方向，更多地限制照明光的发散。

以下，说明本发明的第2实施方式的照明装置20和显微镜装置200。图6示出照明装置20的结构。关于照明装置20，对与照明装置10同样的结构标注相同的附图标记。照明装置20在还具有用于保持微百叶薄膜2的结构的方面与照明装置10不同。另外，显微镜装置200是代替含有照明装置10而含有照明装置20的结构。

框101用于保持微百叶薄膜2。轴102在一端部固定于框101，并且，在另一端部设有捏持部104。另外，轴102被轴承103保持为能够转动。

另外，轴102包括螺钉105。螺钉105通过嵌合在设于轴承103的槽106，实现转动量的限制和防脱的作用。

在轴承103设有孔107，在孔107中插入有滚珠108、弹簧109以及小螺钉110。滚珠108被弹簧109的力按压于轴102，将轴102的转动限制为任意的角度。

在通过操作捏持部104而以与面光源的发光平面平行的轴线即X轴为中心轴线地将微百叶薄膜2倾斜时，能够相对于试样S倾斜地照射照明光，实现偏斜的照明。图7示出微百叶薄膜2倾斜的情形。在图7所示的例子中，在以与面光源的发光平面平行的状态(X、Y平面)为基准时(实线)，操作捏持部104而以X轴为旋转轴线地倾斜(虚线)，从而实现相对于Y方向偏斜的照明。

另外，也可以使用图8那样的遮光板22a相对于膜的面不正交而在Y轴方向上倾斜的微百叶薄膜22。并且，通过将图7所示的微百叶薄膜2置换为具有倾斜角度的微百叶薄膜22，不用较大地增加照明装置的厚度，就能够使偏射照明的角度更大，或者设为使角度抵消而不偏射的照明。

如以上这样，根据照明装置20或者显微镜装置200，使微百叶薄膜2倾斜而能够更自由地调整照明光在Y方向上的倾斜。

另外，在例如上述的照明装置20中，也可以具有将微百叶薄膜2保持为能够相对于框101旋转、使微百叶薄膜2以该平面的法线为中心轴线旋转的旋转机构。能够通过旋转来变更微百叶薄膜2所限制的光的发散的方向。另外，使微百叶薄膜2倾斜的转动机构也可以设为在该旋转机构中利用步进马达等驱动马达等旋转的转动机构。

以下，说明本发明的第3实施方式的照明装置30和显微镜装置300。图9示出照明装置30的结构。另外，关于与显微镜装置100同样的结构，标注相同的附图标记。在比微百叶薄膜2靠试样设置板3侧的位置还具有微百叶薄膜31和扩散板32，在这一方面，照明装置30与照明装置10不同。

微百叶薄膜31具有与微百叶薄膜2同样的结构，但配置的方向不同。图10是用于说明微百叶薄膜31的结构的图。

微百叶薄膜31配置为具有带遮光性的面的多个遮光板31a(与遮光板2a同样)彼此隔开间隔。遮光板31a配置为带该遮光性的面与面光源1的发光平面交叉，在这一方面，遮光板31a也与遮光板2a是同样的。遮光板31a设置为带遮光性的面与Y方向平行。也就是说，第1实施方式的微百叶薄膜2在Y方向上限制了照明光的发散，但微百叶薄膜31在X方向上限制照明光的发散。

根据以上的结构，不仅在Y方向上，在X方向上也限制照明光的发散，从而在检测光学系统12的视野的上下方向、左右方向等任意方向上均能够带有适合于观察的阴影。

另外，扩散板32使照明光以实质上不会影响微百叶薄膜(2、31)对照明光的发散的限制的程度扩散。通过在试样设置板3与微百叶薄膜之间设置扩散板32，能够使由两张微百叶薄膜2、31的重叠而产生的莫尔条纹等不被看到。另外，即使在微百叶薄膜和试样S较近的情况下，能够使由微百叶薄膜内的遮光板在图像中形成的线不被看到。

另外，作为在上述的实施方式中说明的照明装置的更加合适的条件，期望的是满足下述的条件式(3)。

tan A/2<D/2L···(3)

A表示照明光光束的最大的扩散角，D表示面光源1的最短边的大小，L表示试样S所设置的面即试样设置板3的设置面与微百叶薄膜2的靠试样设置板3侧的面之间的距离。通过满足条件式(3)，面光源1相对于所使用的微百叶薄膜的大小成为足够的大小。在不满足条件式(3)的情况下，不会起到限制面光源1输出的光的发散的作用。

像这样，通过组合第2、3实施方式的结构，能够更自由地调整阴影的强度、偏射照明的倾斜。

以下，说明上述的实施方式的变形例。图11示出变形例的显微镜装置的局部。在变形例中，显微镜装置以能够切换的方式具备多个微百叶薄膜。具体而言，显微镜装置包含被轴42支承为能够相对于照明架台5旋转的转台41作为能够进行微百叶薄膜的切换的机构。在转台41与照明架台5之间设有用于限制转台41的旋转时的晃动的隔离件43。

转台41内置多个种类的光指向构件44A～44D(包含在上述的实施方式中说明的各种微百叶薄膜、其组合在内)。利用转台41的旋转，将所期望的光指向构件设置于面光源1的上部，从而切换作为照明装置的一部分发挥功能的光指向构件。图12示出从上部俯瞰转台41的情形。

在图11、图12示出的例子中，光指向构件44A包括一张微百叶薄膜，相对于试样设置板3平行地配置。光指向构件44C包括一张微百叶薄膜，相对于试样设置板3倾斜地配置。光指向构件44B、44D包括一张微百叶薄膜，并且，这些微百叶薄膜以与构成光指向构件44B的微百叶薄膜不同的角度相对于试样设置板3倾斜地配置。利用这样的结构，根据转台41的旋转将光指向构件44A、44B、44C、44D设置于面光源1的上部(即，光路上)，从而能够实现不同的偏斜照明，能够对试样S的像施加不同的强度的阴影地进行观察。

另外，内置于转台41的各光指向构件也可以设为除上述的光指向构件44A～44D之外，包含在第1～3实施方式中说明的微百叶薄膜及其组合的结构。通过这么做，能够切换使用具备各种各样的光学特性的微百叶薄膜，能够进行多彩的照明。

另外，图12所示的转台41能够在4个部位分别设置光指向构件，但也可以使用能够在4个以上的部位设置光指向构件的转台，设为能够从更多的光指向构件中确定设置于光路上的光指向构件的结构。

另外，也可以在转台41的能够设置光指向构件的区域中的任一区域不设置光指向构件地进行观察。通过这么做，也能够对利用微百叶薄膜施加阴影的观察和不施加阴影的观察进行切换。并且，也可以是，在转台41内置偏振板，在物镜4的靠试样S侧的顶端也安装偏振板来进行偏振光观察。另外，也能够仅对面光源402的发光面的中央部分遮光，进行暗视野照明。

图13的(a)～(d)是表示使用具备本发明的上述的结构(包含第1～3实施方式及其组合在内)的显微镜装置(照明装置)、利用不同的微百叶薄膜的组合改变阴影的施加方式而拍摄得到的、在琼脂培养基上爬行的线虫(C.elegans)的图像的图。

另外，在生物学的基础研究领域，具备透射照明的显微镜装置用于身体比较透明的模型生物的观察。作为这些模型生物之一，存在在琼脂培养基上饲养的线虫。在本发明中，作为一例，示出其视觉状态的差异。作为其他的模型生物，也有鱼类(鳉鱼、斑马鱼等)的胚胎、哺乳类(鼠等)的胚胎等在液体中饲养、培养的试样。另外，在观察这些试样的情况下，并非将试样S直接载置于试样设置板3，而是将放入有试样S的容器(塑料制的培养皿等)载置于试样设置板3进行观察。

图14是对在获取图13的(a)所示的图像和图13的(d)所示的图像时设于照明装置内的微百叶薄膜进行说明的图。如在第3实施方式中示出的那样，照明装置将微百叶薄膜2、31在Z方向上层叠，在X方向和Y方向控制照明光的发散。具体而言，图13的(a)所示的图像是将扩散角A在X方向设为60度、在Y方向上设为40度地对试样S摄像而得到的图像。作为图13的(a)所示的图像的特征，琼脂培养基表面的凹凸不显眼，以易于仅看到线虫的方式施加阴影。

图15是对在获取图13的(b)所示的图像时设于照明装置内的微百叶薄膜进行说明的图。照明装置使用两张微百叶薄膜(微百叶薄膜2、31)，各微百叶薄膜均构成为能够进行以Z方向的轴线为中心轴线的旋转移动。即，构成为，两张微百叶薄膜分别能够适当地调节限制光的发散的方向。

另外，也可以通过具备第2实施方式所示的、使微百叶薄膜以X轴为旋转轴线倾斜的转动机构，从而设为使微百叶薄膜2、31倾斜的结构。

具体而言，图13的(b)所示的图像是在XY平面上相对于X方向(Y方向)使1张微百叶薄膜向正方向倾斜45度左右，使另1张微百叶薄膜向负方向倾斜45度左右，在各微百叶薄膜限制照明光的方向上将扩散角A设为40度对试样S进行摄像而得到的图像。作为图13的(b)所示的图像的特征，以易于看到线虫的体内的构造的方式施加阴影。

图16是对在获取图13的(c)所示的图像时设于照明装置内的微百叶薄膜进行说明的图。照明装置具有在Y方向上限制光的发散的微百叶薄膜2。具体而言，图13的(c)所示的图像是将扩散角A在Y方向上设为60度对试样S进行摄像的图像。图13的(c)所示的图像的阴影与其他的图像相比较最弱，阴影接近于适于观察试样S的范围的较弱那侧的极限。在图13的(c)所示的图像中，难以检测尺寸较小的线虫，易于选择性地仅检测尺寸较大的线虫。

图13的(d)所示的图像是利用含有图14所示的微百叶薄膜的结构的照明装置摄像而得到的图像。具体而言，图13的(d)所示的图像是将扩散角A在X、Y方向上分别设为20度对试样S进行摄像的图像。图13的(d)所示的图像的阴影与其他的图像相比最强，阴影接近于适于观察试样S的范围的较强那侧的极限。在图13的(d)所示的图像中，线虫本身大部分发黑，难以看到其详细情况，但线虫在琼脂培养基上爬行的痕迹所产生的琼脂培养基表面的凹凸看得最清晰，适合于观察线虫的行动。

鉴于以上，说明条件式(1)。

20°≤A≤60°···(1)

若扩散角A超过上限值的60度，则在轮廓部折射的光一定程度上经由物镜4取得，与图13的(c)所示的图像相比，成为阴影较弱的状态。特别是试样S引起的折射越小，阴影越弱，而变得难以辨别。

若扩散角A小于下限值的20度，则不会入射来自更大的角度的光，因此在轮廓部折射的光大多未到达物镜4，与图13的(d)所示的图像相比，成为阴影较强的视觉状态。若阴影过强，则看起来发黑的区域增加，因此难以观察试样S(线虫)的样子等。

另外，图13的(a)～(d)所示的图像中的哪一个最恰当是根据研究等的目的等而不同，不能一概而论。其中，图13的(c)示出阴影接近于较弱那侧的极限的图像，图13的(d)示出阴影接近于较强那侧的极限的图像。因此，明确的是，通过进一步满足限定扩散角A的条件式(1’)，成为带有更恰当的阴影的图像。

因而，通过在条件式(1)的范围内利用照明装置10进行照明，如图13的(a)～(d)所示的图像所示，能够伴有适当的阴影地观察试样S。

像这样，通过在由条件式(1)限定的范围内选择扩散角A，能够进行适合于各自的目的的观察。

基于各自的试样、研究的目的，最佳的观察方式不同，因此作为照明装置最佳的照明光的最大的扩散角产生幅宽。因此，期望的是，照明光的最大的扩散角的组合能够根据各自的目的来选择。

图17是表示第4实施方式的照明装置400的结构的图，是从水平方向观察沿操作部405的旋转轴线垂直剖切的截面而得到的剖视图。图18是图17所示的照明装置400的剖视图，是从水平方向观察沿操作部405的旋转轴线垂直剖切的截面而得到的剖视图。照明装置400的在相对于转台404装拆自如的盒(盒500、盒501、盒502)收纳有光学构件的方面、能够从盒外调整盒内的光学构件的位置或者姿态的方面以及使用者能够识别盒内的光学构件的位置或者姿态的方面与图11所示的照明装置存在较大的不同。以下，参照图17和图18说明第4实施方式的照明装置400的结构。

照明装置400具备面光源402、设置台403、安装有盒(500～501)的转台404以及显示部510。照明装置400也可以还具备壳体401、操作部405以及连结部406。

照明装置400是透射照明装置，利用盒500内的光学构件对从面光源402射出的照明光进行调制，将调制后的照明光经由设置台403向试样S照射。

设置台403是用于设置试样的台，构成照明装置400的上表面的一部分。设置台403例如是玻璃板、丙烯酸类板等，是透明的平板。

转台404是在面光源402与设置台403之间支承盒的支承台的一例。转台404装拆自如地支承盒。另外，转台404能够安装多个盒，将从其中选择的1个盒配置于面光源402与设置台403之间。在该例中，盒500利用转台404配置于面光源402与设置台403之间。

盒(盒500、盒501、盒502)分别包含光学构件和机械构造。光学构件是对从面光源402射出的照明光的至少一部分进行遮光的构件。光学构件例如既可以是上述的微百叶薄膜，也可以是遮光幕。机械构造使光学构件运动而变更盒内的光学构件的位置或者姿态。机械构造例如也可以包含齿轮、弹簧等任意的机械要素。另外，后述关于各盒的详细情况。

显示部510是向使用者告知盒500内的光学构件的位置或者姿态的部件的一例，用于显示光学构件的位置或者姿态。显示部510设于盒500，包含指针511和刻度512。在显示部510中，刻度512根据光学构件的位置或者姿态相对于指针511移动。由此，指针511所指示的刻度的位置发生变化，因此使用者能够通过观察显示部510来识别光学构件的位置或者姿态。

在该例中，示出了刻度512移动的例子，但指针511和刻度512中的一者相对于另一者移动即可，例如，也可以指针511根据光学构件的位置或者姿态相对于刻度512移动。在该情况下也是，根据光学构件的位置或者姿态，指针511所指示的刻度的位置发生变化，因此使用者能够通过观察显示部510来识别光学构件的位置或者姿态。

期望的是，指针511和刻度512中的一者与机械构造联动，相对于另一者移动。特别是，通过在机械构造的表面的一部分设置指针511或者刻度512，能够简化构造。

操作部405是为了变更配置于面光源402与设置台403之间的盒500内的光学构件的位置或者姿态而供使用者操作的构件，例如，是表盘等。

连结部406是将施加于操作部405的力向盒内的机械构造传递的构件。连结部406通过将力从使用者所操作的操作部405向盒内部的机械构造传递，使机械构造根据使用者的操作变更光学构件的位置或者姿态。

在该例中，连结部406是连接于操作部405的、从操作部405延伸的棒构件。例如，如在图17中用虚线示出的那样，通过将连结部406朝向壳体401压入，从而连结部406与盒500内部的机械构造卡合。由此，通过旋转连结部406，转矩经由连结部406向机械构造传递，从而变更光学构件的位置或者姿态。另外，在未压入操作部405时，操作部405利用未图示的弹性机构维持在预定的位置。在该状态下，连结部406不与盒500接触，因此能够不与连结部406干涉地进行盒500的装拆和转台404的旋转等作业。

另外，在照明装置400中，操作部405和连结部406设于用于收纳转台404的壳体401，但操作部405和连结部406也可以设于转台404等支承台。

图19是例示盒500的结构的图。图20是表示旋转构件531的结构的图。图21是表示与旋转构件531卡合的支承构件532的结构的图。图22A是例示旋转构件531与支承构件532的位置关系的图。图22B是例示图22A所示的状态下的光学构件的图。图23A是例示旋转构件531与支承构件532的位置关系的另一例的图。图23B是例示图23A所示的状态下的光学构件的图。以下，参照图19～图23B，详细地说明安装于照明装置400的盒500的结构。

如图19所示，盒500在照明光穿过的光路上包含支承于支承构件532的两张微百叶薄膜(微百叶薄膜521、微百叶薄膜522)。支承构件532例如具有圆环形状且支承圆形的微百叶薄膜的外周部分。盒500还在照明光穿过的光路上且与两张微百叶薄膜分离的位置含有扩散板523。

两张微百叶薄膜分别是对从面光源402射出的照明光的至少一部分进行遮光的光学构件。两张微百叶薄膜的各微百叶薄膜在至少一个方向上限制从这些微百叶薄膜射出的照明光的光束的扩散角。例如如图9示出的微百叶薄膜2和微百叶薄膜31那样，两张微百叶薄膜以限制扩散角的方向彼此正交的方式层叠配置。两张微百叶薄膜利用机械构造530变更姿态。另外，期望的是，两张微百叶薄膜分别满足条件式(1)。

如图19所示，盒500还包含机械构造530和能够旋转地支承于支承构件532的旋转支承轴540。机械构造530使两张微百叶薄膜运动，变更盒500内的光学构件的姿态。具体而言，机械构造530包含与上述的连结部406卡合的旋转构件531和与旋转构件531卡合的支承构件532。

旋转构件531具有圆形的截面形状。如图20所示，旋转构件531在旋转构件531的轴向的一端的从旋转构件的旋转中心偏心的位置含有从旋转构件531的主端部分的端面突出的偏心销531a。

如图21所示，在支承构件532的与旋转构件531相对应的部分形成有横槽532a。旋转构件531的偏心销531a卡合于横槽532a。

旋转支承轴540以旋转自如的方式枢支支承构件532。另外，旋转支承轴540相对于机械构造530所包含的旋转构件531设于圆形的微百叶薄膜的周向上相差90度的位置。

如图19所示，盒500还包含指针511和刻度512。指针511和刻度512是用于显示关于光学构件的姿态的信息的显示部。

刻度512设于旋转构件531的表面的局部，从设于盒500的壳体的开口向外部暴露。另外，在设于盒500的壳体的开口附近设有指针511。指针511设于盒500的壳体表面。即，在盒500中，刻度512与旋转构件531的旋转联动，相对于指针511移动。

在如以上这样构成的盒500中，在压入操作部405的状态下，通过使操作部405旋转，卡合于连结部406的旋转构件531旋转。与此相伴，随着卡合于横槽532a的偏心销531a的移动，支承构件532的与旋转构件531相对的部分在上下方向上移动。更具体而言，偏心销531a一边沿着槽滑动一边沿上下方向按压支承构件532，从而使支承构件532的与旋转构件531相对的部分沿上下方向移动。

例如，如图22A所示，使偏心销531a旋转，移动至比旋转构件531的旋转轴高的位置。由此，如图22B所示，光学构件(微百叶薄膜521和微百叶薄膜522)绕旋转支承轴540旋转，以靠近光学构件的操作部405的部分变高、远离光学构件的操作部405的部分变低的方式变更光学构件的姿态。此时，根据旋转构件531的旋转量，设于旋转构件531的表面的刻度512相对于指针511移动。因此，指针511指示出刻度512的与旋转构件531的旋转量相应的位置，也就是刻度512的与光学构件的姿态相应的位置。

另外，例如，如图23A所示，使偏心销531a旋转，而移动至比旋转构件531的旋转轴低的位置。由此，如图23B所示，光学构件(微百叶薄膜521和微百叶薄膜522)绕旋转支承轴540旋转，以靠近光学构件的操作部405的部分变低、远离光学构件的操作部405的部分变高的方式变更光学构件的姿态。此时，根据旋转构件531的旋转量，设于旋转构件531的表面的刻度512相对于指针511移动。因此，指针511指示刻度512的与旋转构件531的旋转量相应的位置，也就是说，刻度512的与光学构件的姿态相应的位置。

像这样，利用照明装置400和盒500，通过操作设于盒500的外部的操作部405，能够变更盒500内的光学元件的姿态，进行偏射照明。并且，在显示部510显示关于盒500内的光学元件的姿态的信息，因此使用者能够容易地掌握调整后的光学构件的姿态。

盒500能够相对于照明装置400装拆，因此操作部405的状态(旋转角度)有时不会正确地表示盒500内的光学构件的姿态。这是因为，在卸下了盒500的状态下，针对操作部405的操作未反映于光学构件。然而，通过在盒500设置显示部510，能够将光学构件的姿态的变化以始终显示的方式反映。因而，利用照明装置400和盒500，使用者能够正确地掌握调整后的光学构件的姿态。由此，能够避免通过使用能够装拆的盒而可能显著地引起的、无法再现之前已观察的状态、无法指示伴随着光学构件的姿态的指定的观察步骤这样的情况。

另外，盒500通过使光学构件绕与照明光轴正交的方向上的旋转轴线旋转来变更光学构件的姿态，但也可以通过使光学构件绕照明光轴方向的旋转轴线旋转来变更光学构件的姿态。由此，能够变更限制扩散角的方向，因此能够调整阴影所产生的方向。

图24是例示盒501的结构的图。图25A和图25B是表示在图24所示的盒501内遮光幕移动的情形的图。以下，参照图24～图25B，详细地说明安装于照明装置400的盒501的结构。

如图24所示，盒501包含对照明光进行遮光的遮光幕560和变更遮光幕560的位置的机械构造。遮光幕560是对从面光源402射出的照明光的至少一部分进行遮光的光学构件的一例。

如图24、图25A以及图25B所示，盒501的机械构造包含齿轮系550、蜗轮蜗杆551、驱动轴552、从动轴553、带554以及带555。

连结部406卡合于齿轮系550。另外，在图24中，示出了连结部406代替连接于操作部405而连接于操作部415的例子。在连结部406卡合于齿轮系550的状态下，利用固定于平板417的弹簧416对操作部415施加恢复力。因此，若去除施加于操作部415的力，则在恢复力的作用下，操作部415连同连结部406被推回，连结部406和齿轮系550的卡合被解除。

在构成齿轮系550的齿轮的轴连接有蜗轮蜗杆551。通过在连结部406和齿轮系550卡合的状态下使操作部415旋转，从而齿轮系550旋转，经由蜗轮蜗杆551向驱动轴552传递转矩。由此，驱动轴552旋转，架设于驱动轴552和从动轴553的带554和带555移动。遮光幕560固定于带554和带555，因此如图25A和25B所示，与带554和带555的移动一起移动。

另外，盒501也与盒500同样地具有显示部。盒501的显示部例如也可以包含设于与齿轮系550联动的构件的表面的刻度和设于盒501的壳体的指针。由此，指针指示出刻度的与光学构件的位置相应的位置。

利用照明装置400和盒501，通过操作设于盒501的外部的操作部415，从而能够变更盒501内的光学元件的位置，进行偏射照明。并且，在未图示的显示部显示有关于盒501内的光学元件的位置的信息，因此使用者能够容易地掌握调整后的光学构件的位置。

另外，通过在盒501设置显示部，能够将光学构件的位置的变化以始终显示的方式反映。因而，利用照明装置400和盒501，使用者能够正确地掌握调整后的光学构件的位置。由此，能够避免通过使用能够装拆的盒而可能显著地引起的、无法再现观察条件、无法指示观察步骤这样的情况。

图26是表示图24所示的盒501的变形例的图。盒501具有蜗轮蜗杆551，因此在静止时，执行锁定，遮光幕560的位置不容易变化。因此，盒501既可以代替具有从动轴553而具有盘簧556，也可以在盘簧556固定遮光幕560的一端。在该情况下也是，与具有图25A和图25B所示的从动轴553的情况同样地，通过操作操作部415，能够变更盒501内的遮光幕560的位置。

上述的实施方式为了使发明容易理解而示出了具体例，本发明并不限定于这些实施方式。上述的照明装置、显微镜装置能够在不脱离权利要求书所记载的本发明的范围内进行各种各样的变形、变更。

例如，在第4实施方式中，示出了显示部510包含于盒500的例子，但也可以是显示部510的至少一部分包含于盒500。例如，也可以是，指针511包含于盒500，刻度512包含于转台404。另外，也可以是，刻度512包含于盒500，指针511包含于转台404。也就是说，也可以是，指针511和刻度512中的至少一者包含于盒500。

另外，在第4实施方式中，例示了包括指针511和刻度512的显示部，但显示部不限于包括指针511和刻度512的结构。另外，显示部只要显示关于由机械构造变更的光学构件的位置或者姿态的信息，例如就也可以是液晶器件等电子器件。在该情况下也是，期望在盒500含有显示部，但例如也可以在盒外设有显示部，在该情况下，盒和显示部电连接即可。

另外，在第4实施方式中，说明了显示关于光学构件的位置或者姿态的信息的显示部，但照明装置具有能够向使用者告知光学构件的位置或者姿态的部件即可，该告知方式不限于显示。例如，也可以利用通过操作操作部而获得的咔嗒感、声音等告知光学构件的位置或者姿态。

Claims (16)

1.一种照明装置，其特征在于，该照明装置包括：

面光源，其用于射出照明光；以及

微百叶薄膜，其用于限制所述照明光的发散中的与所述面光源的发光平面平行的方向上的分量，

满足以下的条件式：

20°≤A≤60° (1)

其中，A是所述微百叶薄膜限制所述照明光的发散的方向上的、穿过所述微百叶薄膜的所述照明光的最大的扩散角。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述微百叶薄膜包含互相隔开间隔地配置的多个遮光板，

所述多个遮光板分别具有带遮光性的面，

所述多个遮光板配置为带所述遮光性的面与所述面光源的所述发光平面交叉。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

该照明装置还包括使所述微百叶薄膜绕与所述面光源的所述发光平面平行的轴线倾斜的转动机构。

4.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

该照明装置还包括使所述微百叶薄膜绕所述面光源的所述发光平面的法线方向上的轴线旋转的旋转机构。

5.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

该照明装置包括多个所述微百叶薄膜。

6.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

该照明装置还包括：

用于设置试样的透明的设置台；

盒，其包括光学构件和机械构造，所述光学构件对从所述面光源射出的照明光的至少一部分进行遮光，所述机械构造使所述光学构件运动而变更所述盒内的所述光学构件的位置或者姿态；

支承台，其在所述面光源与所述设置台之间以装拆自如的方式支承所述盒；以及

显示部，其用于显示关于所述光学构件的位置或者姿态的信息，

所述光学构件包含所述微百叶薄膜。

7.一种显微镜装置，其具备权利要求1或2所述的照明装置。

8.一种显微镜装置，其特征在于，

该显微镜装置包括：

权利要求2所述的照明装置；

试样设置板，其是用于设置试样的具有透光性的试样设置板，设为所述微百叶薄膜位于所述试样设置板与所述面光源之间；以及

检测光学系统，其从所述试样设置板观察配置于与所述面光源相反的一侧，该检测光学系统用于取得来自所述试样的光，

配置所述面光源和所述微百叶薄膜，以使所述照明光经由所述微百叶薄膜向所述试样照射，

满足以下的条件式(2)：

P<NA×L (2)

其中，P是所述多个遮光板之间的所述间隔，NA是所述检测光学系统的数值孔径，L是所述试样设置板的所述试样的设置面与所述试样设置板侧的所述微百叶薄膜的端部之间的距离。

9.一种照明装置，其特征在于，

该照明装置包括：

面光源；

用于设置试样的透明的设置台；

盒，其包括光学构件和机械构造，所述光学构件用于对从所述面光源射出的照明光的至少一部分进行遮光，所述机械构造用于使所述光学构件运动而变更所述盒内的所述光学构件的位置或者姿态；

支承台，其在所述面光源与所述设置台之间以装拆自如的方式支承所述盒；以及

用于向使用者告知所述光学构件的位置或者姿态的部件。

10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，

所述部件包含显示关于所述光学构件的位置或者姿态的信息的显示部。

11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，

所述照明装置还包括：

操作部，其供所述使用者为了变更所述光学构件的位置或者姿态而进行操作；以及

连结部，其将施加于所述操作部的力向所述机械构造传递，

所述操作部和所述连结部设于所述支承台或者用于收纳所述支承台的壳体，

所述盒包括所述显示部的至少一部分。

12.根据权利要求11所述的照明装置，其特征在于，

所述显示部包含刻度和指针，

所述刻度和所述指针中的一者根据所述光学构件的位置或者姿态相对于所述刻度和所述指针中的另一者移动，

所述盒包括所述刻度和所述指针中的至少一者。

13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，

所述刻度和所述指针中的所述一者与所述机械构造联动，而相对于所述刻度和所述指针中的另一者移动。

14.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于，

所述光学构件包括在至少一个方向上限制从所述光学构件射出的所述照明光的光束的扩散角的微百叶薄膜，

所述机械构造至少变更所述微百叶薄膜的姿态。

15.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于，

所述光学构件包括用于对所述照明光进行遮光的遮光幕，

所述机械构造至少变更所述遮光幕的位置。

16.一种盒，其安装于照明装置，其特征在于，

该盒包括：

光学构件，其用于对从所述照明装置的面光源射出的照明光的至少一部分进行遮光；

机械构造，其使所述光学构件运动而变更所述盒内的所述光学构件的位置或者姿态；以及

显示部，其包含刻度和指针，该显示部用于显示关于所述光学构件的位置或者姿态的信息，所述刻度和所述指针中的一者与所述机械构造联动，而相对于所述刻度和所述指针中的另一者移动。