JP2004170574A - Illuminator for magnified observation - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物の拡大された画像を得る際に対象物を照明する拡大観察用照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、対象物を照明しつつその対象物を撮像して拡大された画像を得るために顕微鏡等の拡大観察装置が用いられている。拡大観察装置では、対象物の拡大された画像が画面上に表示される。
【0003】
拡大観察装置において、試料(対象物)からの散乱光を観察する場合には、試料に斜め方向から光を照射する暗視野照明が用いられ、試料からの直接反射光を観察する場合には、試料に垂直方向から光を照射する明視野照明が用いられる。
【0004】
また、試料からの反射光を観察する場合には、落射照明が用いられ、試料からの透過光を観察する場合には、透過照明が用いられる。
【0005】
さらに、立体感のある画像を得る場合には、試料に対して一方向からの照明が用いられ、陰影のない平面的な画像を得る場合には、試料に対して全周方向からの照明が用いられる。
【0006】
明視野照明と暗視野照明との切り替えを行う方法として、暗視野照明時には導光路中の光の中心部を遮り、明視野照明時には光の外周部を遮る方法や、1つの光源の光を2つの光学系で伝達し、それらの光学系にそれぞれシャッタを設けて光路を開閉する方法や、2つの光源を用いて一方の光源をオンにする方法が用いられている(例えば、特許文献1、2および3参照)。
【0007】
落射照明と透過照明との切り替えを行う方法として、1つの光源の光を2つの光学系で伝達し、それらの光学系にそれぞれシャッタを設けて光路を開閉する方法や、1つの光源の光を2分岐ファイバで受け、2本のファイバで光を伝達し、個別にシャッタを設けて光路を開閉する方法が用いられている(例えば、特許文献3および4参照)。また、2つの光源を用いて一方の光源をオンにすることにより落射照明と透過照明との切り替えを行う方法も用いられている(例えば、特許文献4参照)。
【0008】
さらに、一方向からの照明と全周方向からの照明とを切り替える方法として、照明切り替え筒体を回転可能に設けるとともに、その照明切り替え筒体に環状ミラー部および中陰部のハーフミラー部を設ける方法が用いられる(例えば、特許文献5参照)。
【0009】
【特許文献1】
特開昭53−62387号公報
【特許文献2】
特開昭58−105208号公報
【特許文献3】
特開平4−86614号公報
【特許文献4】
特開平5−341200号公報
【特許文献5】
特開平8−211327号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
暗視野照明時には導光路中の光の中心部を遮り、明視野照明時には光の外周部を遮ることにより明視野照明と暗視野照明との切り替えを行う方法では、環状のレンズが必要となり切り替え機構が複雑となるため、小型化が困難であるとともにコストが高くなる。また、1つの光源の光を2つの光学系で伝達し、それらの光学系にそれぞれシャッタを設けて光路を開閉することにより明視野照明と暗視野照明との切り替えを行う方法では、2つのシャッタおよびそれらを駆動するための機構が必要となるため、小型化が困難であり、コストが高くなる。さらに、2つの光源を用いて一方の光源をオンにすることにより明視野照明と暗視野照明との切り替えを行う方法では、2つの光源が必要となるため、小型化が困難であり、コストが高くなる。
【0011】
また、1つの光源の光を2つの光学系で伝達し、それらの光学系にそれぞれシャッタを設けて光路を開閉することにより落射照明と透過照明とを切り替える方法や、1つの光源の光を2分岐ファイバで受け、2本のファイバで光を伝達し、個別にシャッタを設けて光路を開閉することにより落射照明と透過照明とを切り替える方法では、2つのシャッタおよびそれらを駆動するための機構が必要となるため、小型化が困難であり、コストが高くなる。2つの光源を用いて一方の光源をオンにすることにより落射照明と透過照明との切り替えを行う方法では、2つの光源が必要となるため、小型化が困難であり、コストが高くなる。
【0012】
上記の照明切り替え筒体を回転可能に設けることにより一方向からの照明と全周方向からの照明とを切り替える方法では、照明切り替え筒体の構造が複雑であるため、小型化が困難であり、コストが高くなる。
【0013】
本発明の目的は、共通の光源、共通の切り替え機構および共通の光学系を用いて簡単な構造で明視野照明と暗視野照明とを容易に切り替えることが可能で低コスト化が可能な拡大観察用照明装置を提供することである。
【0014】
本発明の他の目的は、共通の光源および共通の切り替え機構を用いて簡単な構造で落射照明と透過照明とを容易に切り替えることが可能で低コスト化が可能な拡大観察用照明装置を提供することである。
【0015】
本発明のさらに他の目的は、共通の光源、共通の切り替え機構および共通の光学系を用いて簡単な構造で一方向の照明と全周方向の照明とを容易に切り替えることが可能で低コスト化が可能な拡大観察用照明装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第1の発明に係る拡大観察用照明装置は、対象物を撮像して対象物の拡大された画像を得る際に対象物を照明する拡大観察用照明装置であって、光を発生する光源と、対象物を照明するための照明部と、光源により発生された光を照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束と、導光用光ファイバ束により照明部に導かれた光を収束させて対象物に照射する光学系とを備え、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、導光用光ファイバ束の他方の端面は照明部に配置されるとともに中央部の第3の領域と第3の領域を取り囲む第4の領域とに区分され、第1の領域の光ファイバが第3の領域に導かれ、第2の領域の光ファイバが第4の領域に導かれ、光源により発生された光を導光用光ファイバ束の少なくとも第1の領域に入射させる状態と光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第2の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたものである。
【0017】
本発明に係る拡大観察用照明装置においては、光源により発生された光が複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束により照明部に導かれ、照明部により対象物が照明される。この場合、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、導光用光ファイバ束の他方の端面は照明部に配置されるとともに中央部の第3の領域と第3の領域を取り囲む第4の領域とに区分されている。
【0018】
明視野照明時には、光源により発生された光が導光用光ファイバ束の少なくとも第1の領域に入射する状態に切り替えられる。それにより、少なくとも第1の領域に入射された光が導光用光ファイバ束の照明部側の端面の少なくとも第3の領域から出射され、光学系により収束されて対象物にほぼ垂直に光が照射され、明視野照明が行われる。
【0019】
暗視野照明時には、光源により発生された光が導光用光ファイバ束の第2の領域に入射する状態に切り替えられる。それにより、第2の領域に入射された光が導光用光ファイバ束の照明部側の端面の第4の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に全周方向から斜めに光が照射され、暗視野照明が行われる。
【0020】
このように、共通の光源、共通の切り替え手段および共通の光学系を用いて簡単な構造で明視野照明と暗視野照明とを容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能となる。
【0021】
第2の発明に係る拡大観察用照明装置は、第1の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、第3の領域は端面の中央部の略円形の領域であり、第4の領域は第3の領域を取り囲む略環状の領域であることを特徴とする。
【0022】
明視野照明時には、光が導光用光ファイバ束の端面の少なくとも略円形の領域から出射され、光学系により収束されて対象物にほぼ垂直に光が照射される。暗視野照明時には、光が導光用光ファイバ束の端面の略環状の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に全周方向から斜めに光が照射される。
【0023】
第3の発明に係る拡大観察用照明装置は、第1または第2の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、切り替え手段は、光源と導光用光ファイバ束の一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、光源から少なくとも第1の領域に入射する光を通過させる位置と光源から第1の領域に入射する光を遮りかつ光源から第2の領域に入射する光を通過させる位置とに遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むものである。
【0024】
明視野照明時には、遮光体が光源から少なくとも第1の領域に入射する光を通過させる位置に移動する。それにより、少なくとも第1の領域に入射した光が少なくとも第3の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0025】
暗視野照明時には、遮光体が光源から第1の領域に入射する光を遮りかつ光源から第2の領域に入射する光を通過させる位置に移動する。それにより、第2の領域に入射した光が第4の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0026】
第4の発明に係る拡大観察用照明装置は、第1または第2の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、切り替え手段は、光源と導光用光ファイバ束の一方の端面との間に設けられたレンズと、光源からの光を第1の領域および第2の領域に収束させる位置と光源からの光を第2の領域に収束させる位置とにレンズを移動させるレンズ駆動手段とを含むものである。
【0027】
明視野照明時には、光源からの光を第1および第2の領域に収束させる位置にレンズが移動する。それにより、第1および第2の領域に入射した光が第3および第4の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0028】
暗視野照明時には、光源からの光を第2の領域に収束させる位置にレンズが移動する。それにより、第2の領域に入射した光が第4の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0029】
第5の発明に係る拡大観察用照明装置は、対象物を撮像して対象物の拡大された画像を得る際に対象物を照明する拡大観察用照明装置であって、光を発生する光源と、対象物を照明するための照明部と、光源により発生された光を照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束と、導光用光ファイバ束により照明部に導かれた光を収束させて対象物に照射する光学系とを備え、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、導光用光ファイバ束の他方の端面は照明部に配置されるとともに対象物に一方向から光を照射可能な第3の領域と第3の領域を除く第4の領域とに区分され、第1の領域の光ファイバが第3の領域に導かれ、第2の領域の光ファイバが第4の領域に導かれ、光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第1の領域および第2の領域に入射させる状態と光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第1の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたものである。
【0030】
本発明に係る拡大観察用照明装置においては、光源により発生された光が複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束により照明部に導かれ、照明部により対象物が照明される。この場合、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、導光用光ファイバ束の他方の端面は照明部に配置されるとともに対象物に一方向から光を照射可能な第3の領域と第3の領域を除く第4の領域とに区分されている。
【0031】
全方向からの照明時には、光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第1の領域および第2の領域に入射させる状態に切り替えられる。それにより、第1の領域および第2の領域に入射された光が導光用光ファイバ束の照明部側の端面の第3の領域および第4の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に全周方向から光が照射され、全周方向からの照明が行われる。
【0032】
一方向からの照明時には、光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第1の領域に入射させる状態に切り替えられる。それにより、第1の領域に入射された光が導光用光ファイバ束の照明部側の端面の第3の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に一方向から光が照射され、一方向からの照明が行われる。
【0033】
このように、共通の光源、共通の切り替え手段および共通の光学系を用いて簡単な構造で一方向からの照明と全周方向からの照明とを容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能となる。
【0034】
第6の発明に係る拡大観察用照明装置は、第5の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、切り替え手段は、光源と導光用光ファイバ束の一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、光源から第1の領域および第2の領域に入射する光を通過させる位置と光源から第1の領域に入射する光を通過させかつ第2の領域に入射する光を遮る位置とに遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むものである。
【0035】
全周方向からの照明時には、遮光体が光源から第1の領域および第2の領域に入射する光を通過させる位置に移動する。それにより、第1の領域および第2の領域に入射した光が第3の領域および第4の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0036】
一方向からの照明時には、遮光体が光源から第1の領域に入射する光を通過させかつ第2の領域に入射する光を遮る位置に移動する。それにより、第1の領域に入射した光が第3の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0037】
第7の発明に係る拡大観察用照明装置は、第5の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、切り替え手段は、光源と導光用光ファイバ束の一方の端面との間に設けられたレンズと、光源からの光を第1の領域および第2の領域に収束させる位置と光源からの光を第1の領域に収束させる位置とにレンズを移動させるレンズ駆動手段とを含むものである。
【0038】
全周方向からの照明時には、光源からの光を第1の領域および第2の領域に収束させる位置にレンズが移動する。それにより、第1および第2の領域に入射した光が第3および第4の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0039】
一方向からの照明時には、光源からの光を第1の領域に収束させる位置にレンズが移動する。それにより、第1の領域に入射した光が第3の領域から出射され、光学系により収束されて対象物に照射される。
【0040】
第8の発明に係る拡大観察用照明装置は、対象物を撮像して対象物の拡大された画像を得る際に対象物を照明する拡大観察用照明装置であって、光を発生する光源と、対象物を撮像側から照明するための第1の照明部と、対象物を撮像側とは反対側から照明するための第2の照明部と、光源により発生された光を第1および第2の照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束とを備え、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、導光用光ファイバ束の他方側は第1の光ファイバ束と第2の光ファイバ束とに分岐し、第1の光ファイバ束の端面は第1の照明部に配置され、第2の光ファイバ束の端面は第2の照明部に配置され、第1の領域の光ファイバが第1の光ファイバ束の端面に導かれ、第2の領域の光ファイバが第2の光ファイバ束の端面に導かれ、光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第1の領域に入射させる状態と光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第2の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたものである。
【0041】
本発明に係る拡大観察用照明装置においては、光源により発生された光が複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束により第1または第2の照明部に導かれ、第1または第2の照明部により対象物が照明される。この場合、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、導光用光ファイバ束の他方側は第1の光ファイバ束と第2の光ファイバ束とに分岐し、第1の光ファイバ束の端面は第1の照明部に配置され、第2の光ファイバ束の端面は第2の照明部に配置されている。
【0042】
落射照明時には、光源により発生された光が導光用光ファイバ束の第1の領域に入射させる状態に切り替えられる。それにより、第1の領域に入射された光が第1の光ファイバ束の第1の照明部側の端面から出射され、撮像側から対象物に光が照射され、落射照明が行われる。
【0043】
透過照明時には、光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第2の領域に入射させる状態に切り替えられる。それにより、第2の領域に入射された光が第2の光ファイバ束の第2の照明部側の端面から出射され、撮像側とは反対側から対象物に光が照射され、透過照明が行われる。
【0044】
このように、共通の光源および共通の切り替え手段を用いて簡単な構造で落射照明と透過照明とを容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能となる。
【0045】
第9の発明に係る拡大観察用照明装置は、第8の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、切り替え手段は、光源と導光用光ファイバ束の一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、光源から第1の領域に入射する光を通過させかつ第2の領域に入射する光を遮る位置と光源から第1の領域に入射する光を遮りかつ光源から第2の領域に入射する光を通過させる位置とに遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むものである。
【0046】
落射照明時には、遮光体が光源から第1の領域に入射する光を通過させかつ第2の領域に入射する光を遮る位置に移動する。それにより、第1の領域に入射した光が第1の光ファイバ束の端面から出射され、撮像側から対象物に照射される。
【0047】
透過照明時には、遮光体が光源から第1の領域に入射する光を遮りかつ光源から第2の領域に入射する光を通過させる位置に移動する。それにより、第2の領域に入射した光が第2の光ファイバ束の端面から出射され、撮像側とは反対側から対象物に照射される。
【0048】
第10の発明に係る拡大観察用照明装置は、対象物を撮像して対象物の拡大された画像を得る際に対象物を照明する拡大観察用照明装置であって、光を発生する光源と、対象物を撮像側から照明するための第1の照明部と、対象物を撮像側とは反対側から照明するための第2の照明部と、光源により発生された光を照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束と、第1の光ファイバ束により第1の照明部に導かれた光を収束させて対象物に照射する光学系とを備え、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域、第2の領域および第3の領域に区分され、導光用光ファイバ束の他方側は第1の光ファイバ束と第2の光ファイバ束とに分岐し、第1の光ファイバ束の端面は第1の照明部に配置されるとともに中央部の第4の領域と第4の領域を取り囲む第5の領域とに区分され、第2の光ファイバ束の端面は第2の照明部に配置され、第1の領域の光ファイバが第1の光ファイバ束の端面の第4の領域に導かれ、第2の領域の光ファイバが第1の光ファイバ束の端面の第5の領域に導かれ、第3の領域の光ファイバが第2の光ファイバ束の端面に導かれ、光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第1の領域に入射させる状態と光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第2の領域に入射させる状態と光源により発生された光を導光用光ファイバ束の第3の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたものである。
【0049】
本発明に係る拡大観察用照明装置においては、光源により発生された光が複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束により第1または第2の照明部に導かれ、第1または第2の照明部により対象物が照明される。この場合、導光用光ファイバ束の一方の端面は光源側に配置されるとともに第1の領域、第2の領域および第3の領域に区分され、導光用光ファイバ束の他方側は第1の光ファイバ束と第2の光ファイバ束とに分岐し、第1の光ファイバ束の端面は第1の照明部に配置されるとともに中央部の第4の領域と第4の領域を取り囲む第5の領域とに区分され、第2の光ファイバ束の端面は第2の照明部に配置されている。
【0050】
落射照明の明視野照明時には、光源により発生された光が導光用光ファイバ束の第1の領域に入射する状態に切り替えられる。それにより、第1の領域に入射された光が第1の光ファイバ束の第1の照明部側の端面の第4の領域から出射され、光学系により収束されて撮像側から対象物にほぼ垂直に光が照射され、明視野照明が行われる。
【0051】
落射照明の暗視野照明時には、光源により発生された光が導光用光ファイバ束の第2の領域に入射する状態に切り替えられる。それにより、第2の領域に入射された光が第1の光ファイバ束の第1の照明部側の端面の第5の領域から出射され、光学系により収束されて撮像側から対象物に全周方向から斜めに光が照射され、暗視野照明が行われる。
【0052】
透過照明時には、光源により発生された光が導光用光ファイバ束の第3の領域に入射する状態に切り替えられる。それにより、第3の領域に入試やされた光が第2の光ファイバ束の第2の照明部側の端面から出射され、撮像側とは反対側から対象物に照射される。
【0053】
このように、共通の光源、共通の切り替え手段および共通の光学系を用いて落射照明の明視野照明と落射照明の暗視野照明とを簡単な構造で容易に切り替えることが可能になりかつ共通の光源および共通の切り替え手段を用いて落射照明と透過照明とを簡単な構造で容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能になる。
【0054】
第11の発明に係る拡大観察用照明装置は、第10の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、第4の領域は端面の中央部の略円形の領域であり、第5の領域は第4の領域を取り囲む略環状の領域であることを特徴とする。
【0055】
落射照明の明視野照明時には、光が第1の光ファイバ束の端面の略円形の領域から出射され、光学系により収束されて撮像側から対象物にほぼ垂直に光が照射される。落射照明の暗視野照明時には、光が第1の光ファイバ束の端面の略環状の領域から出射され、光学系により収束されて撮像側から対象物に全周方向から斜めに光が照射される。
【0056】
第12の発明に係る拡大観察用照明装置は、第10または第11の発明に係る拡大観察用照明装置の構成において、切り替え手段は、光源と導光用光ファイバ束の一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、光源から第1の領域に入射する光を通過させかつ2および第3の領域に入射する光を遮る位置と光源から第2の領域に入射する光を通過させかつ1および第3の領域に入射する光を遮る位置と光源から第3の領域に入射する光を通過させかつ1および第2の領域に入射する光を遮る位置とに遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むものである。
【0057】
明視野照明時には、遮光体が光源から第1の領域に入射する光を通過させかつ2および第3の領域に入射する光を遮る位置に移動する。それにより、第1の領域に入射した光が第1の光ファイバ束の第4の領域から出射され、光学系により収束されて撮像側から対象物に照射される。
【0058】
暗視野照明時には、遮光体が光源から第2の領域に入射する光を通過させかつ1および第3の領域に入射する光を遮る位置に移動する。それにより、第2の領域に入射した光が第1の光ファイバ束の第5の領域から出射され、光学系により収束されて撮像側から対象物に照射される。
【0059】
透過照明時には、遮光体が光源から第3の領域に入射する光を通過させかつ1および第2の領域に入射する光を遮る位置に移動する。それにより、第3の領域に入射した光が第2の光ファイバ束の端面から出射され、撮像側とは反対側から対象物に照射される。
【0060】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施の形態に係る拡大観察用照明装置を用いた拡大観察装置のヘッド部の構成を示す模式図、図2は本発明の一実施の形態に係る拡大観察用照明装置を用いた拡大観察装置のコントローラ部の構成を示す模式図である。
【0061】
図1および図2に示すように、拡大観察装置は、コントローラ部1、ヘッド2およびケーブル3により構成される。
【0062】
図1に示すように、ヘッド部2は、撮像部21、ミラー23、ハーフミラー24、対物レンズ25、ミラー26、落射照明用保持部35および透過照明用保持部36を備える。ケーブル3は、複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束31および画像信号伝送線32を含む。導光用光ファイバ束31の先端部は、落射照明時には落射照明用保持部35に保持され、透過照明時には透過照明用保持部36に保持される。本例では、導光用光ファイバ束31の先端部は落射照明用保持部35に保持されている。図2に示すように、コントローラ部1は、光源部11、電源回路12、信号処理部13およびマスク体14を含む。信号処理部13にはディスプレイ15が接続されている。
【0063】
電源回路12は、光源部11および信号処理部13に電力を供給する。光源部11と導光用光ファイバ束31の端部との間にマスク体14が配置されている。光源部11により発生された光はマスク体14の開口を通して導光用光ファイバ束31に入射する。導光用光ファイバ束31は光源部11からの光を図1のヘッド部2に伝送する。
【0064】
導光用光ファイバ束31によりヘッド部2に伝送された光は、導光用光ファイバ束31の先端部から出射される。導光用光ファイバ束31から出射された光は、ミラー23により反射され、ハーフミラー24により反射され、対物レンズ25を通して試料(対象物)に照射される。撮像部21は、ハーフミラー24および対物レンズ25を通して試料100を撮像し、得られた画像を画像信号として画像信号伝送線32を通して図2のコントローラ部1の信号処理部13に伝送する。信号処理部13はヘッド部2から伝送された画像信号に基づいて試料の画像をディスプレイ15の画面上に表示する。
【0065】
図3は図1のヘッド部2による落射照明を示す模式図である。図4に示すように、導光用光ファイバ束31の先端部から出射された光は対物レンズ25により収束されて試料100に照射される。対物レンズ25により収束された光のうち試料100への入射角が小さい中央部の光は明視野照明成分となり、試料100への入射角が大きい外周部の光は暗視野照明成分となる。図3においては、明視野照明成分が実線で示され、暗視野照明成分が破線で示されている。通常、暗視野照明成分に比較して明視野照明成分が強く支配的であるため、暗視野照明成分と明視野照明成分とが混在した場合には明視野照明が行われる。
【0066】
図4は図1のヘッド部による落射照明時の光学系を示す概略図である。
図4に示すように、撮像部21はCCD(電荷結合素子)22を含む。落射照明時には、導光用光ファイバ束31から出射された光がミラー23で反射され、さらにハーフミラー24で反射され、対物レンズ25により収束されて試料100に照射される。CCD22は、試料を撮像し、得られた画像を画像信号として出力する。
【0067】
図5(a)は図2のコントローラ部1における光源部11の構成の一例および導光用光ファイバ束31の端面に入射する光量の分布を示す図、図5(b)は図2のコントローラ部1における光源部11の構成の他の例および導光用光ファイバ束31の端面に入射する光量の分布を示す図である。
【0068】
図5(a)の例では、光源部11は光源110およびレンズ111を含む。光源110からの光がレンズ111により収束されて導光用光ファイバ束31の端面に入射する。導光用光ファイバ束31の端面に入射する光の強度は、中央部が最も高く、外側に行くにしたがって低くなる。
【0069】
図5(b)の例では、光源部11は光源110および凹面状のミラー112を含む。光源110からの光がミラー112により反射されるとともに収束されて導光用光ファイバ束31の端面に入射する。導光用光ファイバ束31の端面に入射する光の強度は、中央部が最も高く、外側に行くにしたがって低くなる。
【0070】
図6は明視野照明と暗視野照明との切り替えが可能な導光用光ファイバ束31の一例を示す図であり、(a)は光源部11側の端面を示し、図6(b)は出射側の端面を示す。
【0071】
図6(a)に示すように、光源部11側では、導光用光ファイバ束31の端面が中央部の円形のブロック31Aとその周囲の円環状のブロック31Bとに分割されている。図6(b)に示すように、出射側では、導光用光ファイバ束31の端面が中央部の円形のブロック31aとその周囲の円環状のブロック31bとに分割されている。光源部11側のブロック31A内の光ファイバが出射側のブロック31a内に導かれ、光源部11側のブロック31B内の光ファイバが出射側のブロック31b内に導かれている。それにより、光源部11側のブロック31Aに入射した光は出射側のブロック31aから出射され、光源部11側のブロック31Bに入射した光は出射側のブロック31bから出射される。
【0072】
図7は図6の導光用光ファイバ束31に用いられるマスク体14の平面図である。また、図8は図7のマスク体14を移動させるための駆動装置の模式図である。
【0073】
図7に示すようにマスク体14は、中央部に円形の遮光部14Bを有し、外周部と遮光部14Bとの間に円環状の開口部14Aを有する。遮光部14Bは複数の支持部14Cを介して外周部に支持されている。遮光部14Bは、図6(a)に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aとほぼ同じ面積を有する。
【0074】
図8に示すように、マスク体14は、導光用光ファイバ束31の端面と光源部11内の光源110との間に配置される。直動型ソレノイド16は、マスク体14を導光用光ファイバ束31の端面と光源110との間を横切る矢印Zの方向に移動させる。
【0075】
マスク体14が導光用光ファイバ束31の端面と光源110との間から外れたときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31A,31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31a,31bから出射され、明視野照明が行われる。
【0076】
マスク体14の遮光部14Bが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに対向したときに光源110からの光が円環状の開口14Aを通して導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31bから出射され、暗視野照明が行われる。
【0077】
図9は明視野照明と暗視野照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束31の他の例を示す図であり、(a)は光源部11側の端面を示し、(b)は出射側の端面を示す。
【0078】
図9(a)に示すように、光源部11側の導光用光ファイバ束31の端面は半円形のブロック31Aと残りの半円形のブロック31Bとに分割されている。図9(b)に示すように、出射側の導光用光ファイバ束31の端面は中央部の円形のブロック31aとその周囲の円環状のブロック31bとに分割されている。
【0079】
光源部11側のブロック31A内の光ファイバが出射側のブロック31a内に導かれ、光源部11側のブロック31B内の光ファイバが出射側のブロック31b内に導かれている。それにより、光源部11側のブロック31Aに入射した光は出射側のブロック31aから出射され、光源部11側のブロック31Bに入射した光は出射側のブロック31bから出射される。
【0080】
図10は図9の導光用光ファイバ束31に用いられるマスク体14および駆動装置の一例を示す模式図である。
【0081】
図10に示すように、マスク体14は半円形の開口14Aを有する。開口14Aは、図9(a)に示した導光用光ファイバ束31の光源部11側のブロック31A,31Bとほぼ等しい面積を有する。マスク体14は、導光用光ファイバ束31の端面に対向するように配置される。マスク体14は、軸14Dを中心として回転可能に設けられている。モータ17aの回転軸に取り付けられた円形の回転部材17bがマスク体14の外周面に接触するように設けられている。モータ17aにより回転部材17bが回転することにより、マスク体14が矢印Qで示すように軸14Dを中心として回転する。
【0082】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに対向したときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31aから出射され、明視野照明が行われる。
【0083】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに対向したときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31bから出射され、暗視野照明が行われる。
【0084】
図11は明視野照明と暗視野照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束31のさらに他の例を示す図であり、(a)は光源部11側の端面を示し、(b)は出射側の端面を示す。
【0085】
図11(a)に示すように、光源部11側の導光用光ファイバ束31の端面は中央部の円形のブロック31Bとその周囲の円環状のブロック31Aとに分割されている。図11(b)に示すように、出射側の導光用光ファイバ束31の端面は中央部の円形のブロック31aとその周囲の円環状のブロック31bとに分割されている。
【0086】
光源部11側のブロック31A内の光ファイバが出射側のブロック31a内に導かれ、光源部11側のブロック31B内の光ファイバが出射側のブロック31b内に導かれている。それにより、光源部11側のブロック31Aに入射した光は出射側のブロック31aから出射され、光源部11側のブロック31Bに入射した光は出射側のブロック31bから出射される。
【0087】
図12は図11の導光用光ファイバ束31に用いられるマスク体14の一例を示す模式図である。
【0088】
図12に示すように、マスク体14は、中央部に円形の開口14Aを有する。開口14Aは、図11(a)に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bとほぼ同じ面積を有する。
【0089】
図12のマスク体14を移動させる駆動装置としては、図8に示した直動型ソレノイド16が用いられる。
【0090】
マスク体14が導光用光ファイバ束31の端面と光源110との間から外れたときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31A,31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31a,31bから出射され、明視野照明が行われる。
【0091】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに対向したときに光源110からの光が開口14Aを通して導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31bから出射され、暗視野照明が行われる。
【0092】
本実施の形態に係る拡大観察装置においては、共通の光源110、共通の駆動装置および共通の光学系を用いて簡単な構造で明視野照明と暗視野照明とを容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能となる。また、明視野照明と暗視野照明とを自動的にかつ高速に切り替えることができる。
【0093】
本実施の形態に係る拡大観察装置においては、導光用光ファイバ束31を交換することにより試料への全周からの照明と試料への一方向からの照明とを切り替えることができる。ここで、試料への全周からの照明とは、試料の中心に対して周囲360度の上方からの照明をいう。また、試料への一方向からの照明とは、試料の一側部の上方からの照明をいい、一側部は観察者から見て試料の奥側(向こう側)の側部である。この一側部は、画面上に表示された試料の画像において画面の上部に相当する。以下、試料への全周からの照明を全体照明と呼び、試料への一側部からの照明を一部照明と呼ぶ。
【0094】
図13は全体照明により画面上に表示された試料の画像を示す模式図である。図14は一部照明により画面上に表示された試料の画像を示す模式図である。
【0095】
ここで、試料100は凸部101を有するものとする。全体照明では、図13に示すように、画面上に表示された試料100の画像において全方向から光が照射されている。それにより、凸部101の周囲に陰影が形成されず、試料100を平面的に観察することが可能となる。また、試料100全体に渡りほぼ均一に光が照射されるので、画面上に表示される試料100の全体を観察しやすくなる。
【0096】
一部照明では、図14に示すように、画面上に表示された試料100の画像においては凸部101による陰影が形成され、立体感が強調される。また、人間の感覚は試料100の奥側(向こう側)からの照明に慣れているので、一部照明により凹部と凸部との見間違いが最も少なく、試料100を自然に観察することができる。
【0097】
図15は全体照明と一部照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束31の一例を示す図であり、(a)は光源部11側の端面を示し、(b)は出射側の端面を示す。
【0098】
図15(a)に示すように、光源部11側の導光用光ファイバ束31の端面は中央部の円形のブロック31Aとその周囲の円環状のブロック31Bとに分割されている。図15(b)に示すように、出射側の導光用光ファイバ束31の端面は半円形のブロック31aと残りの半円形のブロック31bとに分割されている。
【0099】
光源部11側のブロック31A内の光ファイバが出射側のブロック31a内に導かれ、光源部11のブロック31B内の光ファイバが出射側のブロック31b内に導かれている。それにより、光源部11側のブロック31Aに入射した光は出射側のブロック31aから出射され、光源部11側のブロック31Bに入射した光は出射側のブロック31bから出射される。
【0100】
図15の導光用光ファイバ束31には図12に示したマスク体14が用いられる。また、マスク体14を移動させる駆動装置としては図8に示した直動型ソレノイド16が用いられる。
【0101】
マスク体14が導光用光ファイバ束31の端面と光源110との間から外れたときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31A,31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31a,31bから出射され、全体照明が行われる。
【0102】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに対向したときに光源110からの光が開口14Aを通して導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側の端面のブロック31aから出射され、一部照明が行われる。
【0103】
本実施の形態に係る拡大観察装置においては、共通の光源110、共通の駆動装置および共通の光学系を用いて簡単な構造で全体照明と一部照明とを容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能となる。また、全体照明と一部照明とを自動的にかつ高速に切り替えることができる。
【0104】
さらに、本実施の形態に係る拡大観察装置においては、導光用光ファイバ束31を交換することにより落射照明と透過照明とを切り替えることができる。
【0105】
図16は落射照明と透過照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束31の一例を示す模式図である。
【0106】
図16に示すように、導光用光ファイバ束31の出射側の部分は落射照明用光ファイバ束311と透過照明光ファイバ束312とに分岐している。光源部11側では、導光用光ファイバ束31の端面が半円形のブロック31Aと残りの半円形のブロック31Bとに分割されている。光源部11側のブロック31A内の光ファイバが落射照明用光ファイバ束311の端面のブロック32aに導かれ、光源部11側のブロック31B内の光ファイバが透過照明用光ファイバ束312の端面のブロック32b内に導かれている。それにより、光源部11側のブロック31Aに入射した光は落射照明用光ファイバ束311の出射側の端面のブロック32aから出射され、光源部11側のブロック31Bに入射した光は透過照明用光ファイバ束312の端面のブロック32bから出射される。
【0107】
図17は図16の導光用光ファイバ束31に用いられるマスク体14および駆動装置の一例を示す模式図である。
【0108】
図17に示すように、マスク体14は半円形の開口14Aを有する。開口14Aは、図16(a)に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31A,31Bとほぼ等しい面積を有する。マスク体14は導光用光ファイバ束31の端面に対向するように配置される。マスク体14は軸14Dを中心として回転可能に設けられている。モータ17aの回転軸に取り付けられた円形の回転部材17bがマスク体14の外周面に接触するように設けられている。モータ17aにより回転部材17bが回転することにより、マスク体14が矢印Qで示すように軸14Dを中心として回転する。
【0109】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに対向したときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は透過照明用光ファイバ束311中を通って出射側の端面のブロック32aから出射される。
【0110】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに対向したときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は透過照明用光ファイバ束312中を通って出射側の端面のブロック32bから出射される。
【0111】
図18は図16の導光用光ファイバ束31を用いて落射照明と透過照明とを切り替える場合の光学系を示す概略図である。
【0112】
図18に示すように、導光用光ファイバ束31の落射照明用光ファイバ束311の端部が落射照明用保持部35に挿入され、導光用光ファイバ束31の透過照明用光ファイバ束312の端部が透過照明用保持部36に挿入される。
【0113】
落射照明用光ファイバ束311の出射側の端面32aから出射された光は、ミラー23により反射され、さらにハーフミラー24により反射され、対物レンズ25により収束されて試料100に上方から照射される。それにより、落射照明が行われる。CCD22には試料100からの反射光が入射する。
【0114】
透過照明用光ファイバ束312の出射側の端面32bから出射された光は、ミラー26により反射され、下方から試料100に照射される。それにより、透過照明が行われる。CCD22には試料100からの透過光が入射する。
【0115】
本実施の形態に係る拡大観察装置においては、共通の光源110および共通の駆動装置を用いて落射照明と透過照明とを簡単な構造で容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能となる。また、落射照明と透過照明とを自動的にかつ高速に切り替えることができる。
【0116】
また、本実施の形態に係る拡大観察装置においては、導光用光ファイバ束31を交換することにより落射照明の明視野照明、落射照明の暗視野照明および透過照明を切り替えることができる。
【0117】
図19は落射照明の明視野照明と落射照明の暗視野照明と透過照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束31の一例を示す模式図である。
【0118】
図19に示すように、導光用光ファイバ束31の出射側は落射照明用光ファイバ束311および透過照明用光ファイバ束312に分岐されている。光源部11側では、導光用光ファイバ束31の端面が扇形のブロック31A,31B,31Cに分割されている。また、出射側では、落射照明用光ファイバ束311の端面が中央部の円形のブロック31aとその周囲の円環状のブロック31bとに分割されている。また、透過照明用光ファイバ束312の端面の全体がブロック31cとなっている。光源部11側のブロック31A内の光ファイバが落射照明用光ファイバ束311の端面のブロック31aに導かれ、光源部11側のブロック31B内の光ファイバが落射照明用光ファイバ束311の端面のブロック31b内に導かれ、光源部11側のブロック31C内の光ファイバが透過照明用光ファイバ束312の端面のブロック31c内に導かれている。それにより、光源部11側のブロック31Aに入射した光は落射照明用光ファイバ束311の端面のブロック31aから出射され、光源部11側のブロック31Bに入射した光は落射照明用光ファイバ束311の端面のブロック31bから出射され、光源部11側のブロック31Cに入射した光は透過照明用光ファイバ束312の端面のブロック31cから出射される。
【0119】
図20は図19の導光用光ファイバ束31に用いられるマスク体14の一例を示す図である。また、図21は図20のマスク体14の駆動装置の一例を示す模式図である。
【0120】
図20に示すように、マスク体14は、扇形の開口14Aを有する。開口14Aは導光用光ファイバ束31の光源部11側のブロック31A,31B,31Cとほぼ等しい面積を有する。
【0121】
マスク体14は、導光用光ファイバ束31の端面に対向するように配置される。マスク体14は軸14Dを中心として回転可能に設けられている。モータ17aの回転軸に取り付けられた円形の回転部材17bはマスク体14の外周面に接触するように設けられている。モータ17aにより回転部材17bが回転することによりマスク体14が矢印Qで示すように軸14Dを中心として回転する。
【0122】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに対向したときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は落射照明用光ファイバ束311の端面のブロック31aから出射され、落射照明の明視野照明が行われる。
【0123】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに対向したときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は落射照明用光ファイバ束311の端面のブロック31bから出射され、落射照明の暗視野照明が行われる。
【0124】
マスク体14の開口14Aが導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Cに対向したときに光源110からの光が導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Cに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は透過照明用光ファイバ束312の端面のブロック31cから出射され、透過照明が行われる。
【0125】
本実施の形態に係る拡大観察装置においては、共通の光源110、共通の駆動装置および共通の光学系を用いて落射照明の明視野照明と落射照明の暗視野照明とを簡単な構造で容易に切り替えることが可能になりかつ共通の光源110および共通の駆動装置を用いて落射照明と透過照明とを簡単な構造で容易に切り替えることが可能になるとともに低コスト化が可能になる。また、落射照明の明視野照明と落射照明の暗視野照明と透過照明とを自動的にかつ高速に切り替えることができる。
【0126】
図22は照明方法の切り替え機構の他の例を示す模式図である。図22の例では、マスク体が用いられる代わりに光源部11がレンズ113および駆動機構114を含む。
【0127】
レンズ113は、導光用光ファイバ束31の端面と光源110との間に配置される。駆動機構114は、レンズ113を導光用光ファイバ束31の光軸に沿った矢印Xの方向に移動させる。
【0128】
ここでは、図11の導光用光ファイバ束31を用いて明視野照明と暗視野照明とを切り替える場合について説明する。
【0129】
図22(a)に示すように、レンズ113が光源110から遠ざかった位置で光源110からの光がレンズ113により収束されて導光用光ファイバ束31の端面のブロック31A,31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側のブロック31a,31bから出射され、明視野照明が行われる。
【0130】
図22(b)に示すように、レンズ113が光源110に近づいた位置で光源110からの光がレンズ113により収束されて導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bに入射する。それにより、導光用光ファイバ束31中を伝送される光は出射側のブロック31bから出射され、暗視野照明が行われる。
【0131】
本例においては、光源部11側のブロック31Bを光の強度が最も高い中央部に配置することにより暗視野照明時に高い光量が得られ、明視野照明時に均一な光量分布が得られる。なお、図22の切り替え機構および図15の導光用光ファイバ束31を用いて一部照明と全体照明とを切り替えることもできる。
【0132】
図23は図1の拡大観察装置におけるマスク体および駆動装置の他の例を示す模式図である。
【0133】
図23に示すマスク体140は、1対の扇形形状をからなり、回転軸141を中心に回動可能に支持されている。マスク体140の一方の扇形の外周近傍に6つの開口14a,14b,14c,14d,14e,14fが形成されている。開口14aは、図11(a)に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bとほぼ同じ面積を有し、開口14bは、図16に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aとほぼ同じ面積を有し、開口14cは、図16に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bとほぼ同じ面積を有する。開口14dは、図19に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Aとほぼ同じ面積を有し、開口14eは、図19に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Bとほぼ同じ面積を有し、開口14fは、図19に示した導光用光ファイバ束31の端面のブロック31Cとほぼ同じ面積を有する。マスク体140の他方の扇形の外周部にはギヤ142が設けられている。
【0134】
マスク体140は、導光用光ファイバ束31の端面と光源110との間に配置される。モータ19の回転軸17にマスク体140のギヤ142に噛み合うギヤ18が設けられている。それにより、モータ19の回転軸17が回転すると、マスク体140が矢印Rで示す方向に回動する。
【0135】
なお、図23のマスク体140および駆動装置を用いることにより、図12のマスク体14、図17のマスク体14および図20のマスク体14の機能を1つのマスク体140により実現することができる。したがって、導光用光ファイバ束31を交換することにより明視野照明と暗視野照明との切り替え、全体照明と一部照明との切り替え、落射照明と透過照明との切り替えおよび落射照明の明視野照明と落射照明の暗視野照明と透過照明との切り替えを簡単な構造で容易に行うことができる。
【0136】
本実施の形態では、ヘッド部2が照明部、第1の照明部および第2の照明部に相当する。特に、落射照明用保持部35が第1の照明部に相当し、透過照明用保持部36が第2の照明部に相当する。また、対物レンズ25が光学系に相当する。マスク体14および直動型ソレノイド16、レンズ113および駆動機構114、またはマスク体140およびモータ19が切り替え手段に相当する。また、マスク体14が遮光体に相当し、直動型ソレノイド16またはモータ19が遮光体駆動手段に相当し、駆動機構114がレンズ駆動手段に相当する。
【0137】
さらに、ブロック31Aが第1の領域に相当し、ブロック31Bが第2の領域に相当し、ブロック31aが第3の領域に相当し、ブロック31bが第4の領域に相当する。図19の導光用光ファイバ束31を用いた場合には、ブロック31Aが第1の領域に相当し、ブロック31Bが第2の領域に相当し、ブロック31Cが第3の領域に相当し、ブロック31aが第4の領域に相当し、ブロック31bが第5の領域に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る拡大観察用照明装置を用いた拡大観察装置のヘッド部の構成を示す模式図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る拡大観察用照明装置を用いた拡大観察装置のコントローラ部の構成を示す模式図である。
【図3】図1のヘッド部による落射照明を示す模式図である。
【図4】図1のヘッド部による落射照明時の光学系を示す概略図である。
【図5】図2のコントローラ部における光源部の構成の例および導光用光ファイバ束の端面に入射する光量の分布を示す図である。
【図6】明視野照明と暗視野照明との切り替えが可能な導光用光ファイバ束の一例を示す図である。
【図7】図6の導光用光ファイバ束に用いられるマスク体の平面図である。
【図8】図7のマスク体を移動させるための駆動装置の模式図である。
【図9】明視野照明と暗視野照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束の他の例を示す図である。
【図10】図9の導光用光ファイバ束に用いられるマスク体および駆動装置の一例を示す模式図である。
【図11】明視野照明と暗視野照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束のさらに他の例を示す図である。
【図12】図11の導光用光ファイバ束に用いられるマスク体の一例を示す模式図である。
【図13】全体照明により画面上に表示された試料の画像を示す模式図である。
【図14】一部照明により画面上に表示された試料の画像を示す模式図である。
【図15】全体照明と一部照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束の一例を示す図である。
【図16】落射照明と透過照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束の一例を示す模式図である。
【図17】図16の導光用光ファイバ束に用いられるマスク体および駆動装置の一例を示す模式図である。
【図18】図16の導光用光ファイバ束を用いて落射照明と透過照明とを切り替える場合の光学系を示す概略図である。
【図19】落射照明の明視野照明と落射照明の暗視野照明と透過照明とを切り替え可能な導光用光ファイバ束の一例を示す模式図である。
【図20】図19の導光用光ファイバ束に用いられるマスク体の一例を示す図である。
【図21】図20のマスク体の駆動装置の一例を示す模式図である。
【図22】照明方法の切り替え機構の他の例を示す模式図である。
【図23】図1の拡大観察装置におけるマスク体および駆動装置の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
1 コントローラ部
2 ヘッド部
3 ケーブル
11 光源部
14,140 マスク体
14A,14a,14b,14c,14d,14e,14f 開口
14B 遮光部
16 直動型ソレノイド
17a,19 モータ
17b 回転部材
21 撮像部
22 CCD
23,26 ミラー
24 ハーフミラー
25 対物レンズ
31 導光用光ファイバ束
31A,31B,31C,31a,31b,31c ブロック
35 落射照明用保持部
36 透過照明用保持部
100 試料
113 レンズ
114 駆動機構
311 落射照明用光ファイバ束
312 透過照明用光ファイバ束[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an illumination device for magnifying observation that illuminates an object when obtaining an enlarged image of the object.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a magnifying observation device such as a microscope has been used to capture an image of an object while illuminating the object to obtain an enlarged image. In the magnifying observation apparatus, an enlarged image of the object is displayed on a screen.
[0003]
In the magnifying observation apparatus, when observing scattered light from a sample (object), dark-field illumination for irradiating the sample with light in an oblique direction is used. When observing directly reflected light from the sample, Bright field illumination that irradiates the sample with light from a vertical direction is used.
[0004]
When observing the reflected light from the sample, epi-illumination is used, and when observing the transmitted light from the sample, transmitted illumination is used.
[0005]
Furthermore, when obtaining an image with a three-dimensional effect, illumination from one direction is used for the sample, and when obtaining a flat image without shading, illumination from all directions is applied to the sample. Used.
[0006]
As a method of switching between bright-field illumination and dark-field illumination, a method of blocking a central portion of light in a light guide path at the time of dark-field illumination, and a method of shielding an outer peripheral portion of light at the time of bright-field illumination, or a method of controlling light from one light source to 2 A method of transmitting light by two optical systems and providing a shutter to each of the optical systems to open and close an optical path, and a method of turning on one light source using two light sources are used (for example,
[0007]
As a method of switching between epi-illumination and transmitted illumination, the light of one light source is transmitted by two optical systems, and a shutter is provided in each of these optical systems to open and close the optical path. A method of receiving light with a two-branch fiber, transmitting light with two fibers, and separately providing shutters to open and close an optical path has been used (for example, see
[0008]
Furthermore, as a method of switching between illumination from one direction and illumination from all directions, a method in which an illumination switching cylinder is rotatably provided, and the illumination switching cylinder is provided with an annular mirror portion and a half-mirror portion of a shade portion. (For example, see Patent Document 5).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-53-62387
[Patent Document 2]
JP-A-58-105208
[Patent Document 3]
JP-A-4-86614
[Patent Document 4]
JP-A-5-341200
[Patent Document 5]
JP-A-8-213327
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The method of switching between bright-field illumination and dark-field illumination by blocking the central part of light in the light guide path during dark-field illumination and blocking the outer periphery of light during bright-field illumination requires a ring-shaped lens and a switching mechanism. Is complicated, making it difficult to reduce the size and increasing the cost. In a method in which light from one light source is transmitted by two optical systems and a shutter is provided in each of the optical systems to open and close an optical path to switch between bright-field illumination and dark-field illumination, two shutters are used. In addition, since a mechanism for driving them is required, miniaturization is difficult, and the cost increases. Further, in a method of switching between bright-field illumination and dark-field illumination by turning on one of the light sources using two light sources, two light sources are required, so that miniaturization is difficult and cost is reduced. Get higher.
[0011]
Further, a method of transmitting light of one light source by two optical systems, providing a shutter in each of these optical systems, and opening and closing an optical path to switch between epi-illumination and transmitted illumination, and transmitting light of one light source to two light systems. In the method of receiving light with a branch fiber, transmitting light with two fibers, separately providing shutters and opening and closing the optical path to switch between epi-illumination and transmitted illumination, two shutters and a mechanism for driving them are used. Since it is necessary, miniaturization is difficult and the cost increases. In a method of switching between epi-illumination and transmitted-light illumination by turning on one light source using two light sources, two light sources are required, which makes it difficult to reduce the size and increases the cost.
[0012]
In the method of switching between illumination from one direction and illumination from all directions by rotatably providing the illumination switching cylinder, the structure of the illumination switching cylinder is complicated, so it is difficult to reduce the size. The cost increases.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnified observation that can easily switch between bright-field illumination and dark-field illumination with a simple structure using a common light source, a common switching mechanism, and a common optical system, and can reduce the cost. It is to provide a lighting device for lighting.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a magnifying observation illuminating device that can easily switch between epi-illumination and transmitted illumination with a simple structure using a common light source and a common switching mechanism and that can be reduced in cost. It is to be.
[0015]
Still another object of the present invention is to provide a simple structure using a common light source, a common switching mechanism, and a common optical system to easily switch between one-directional illumination and all-circumferential illumination, thereby reducing cost. It is an object of the present invention to provide a magnifying observation illuminating device which can be realized.
[0016]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The illumination device for magnifying observation according to the first invention is an illumination device for magnifying observation that illuminates the target object when capturing an image of the target object to obtain an enlarged image of the target object. A lighting unit for illuminating the object, a light guiding optical fiber bundle including a plurality of optical fibers for guiding light generated by the light source to the lighting unit, and guided to the lighting unit by the light guiding optical fiber bundle. An optical system for converging light and irradiating the object with light; one end surface of the light-guiding optical fiber bundle is arranged on the light source side and is divided into a first region and a second region; The other end face of the optical fiber bundle for use is arranged in the illumination unit and is divided into a third region at the center and a fourth region surrounding the third region, and the optical fiber in the first region is the third region. The optical fiber in the second area is guided to the area, and the optical fiber in the second area is guided to the fourth area and emitted by the light source. Switching to selectively switch between a state in which the emitted light is made incident on at least the first region of the light guide optical fiber bundle and a state in which light generated by the light source is made incident on the second region of the light guide optical fiber bundle. Means are provided.
[0017]
In the illumination device for magnifying observation according to the present invention, the light generated by the light source is guided to the illumination unit by the light guide optical fiber bundle including a plurality of optical fibers, and the illumination unit illuminates the object. In this case, one end face of the light guide optical fiber bundle is arranged on the light source side and is divided into a first area and a second area, and the other end face of the light guide optical fiber bundle is arranged on the illumination unit. And is divided into a third region at the center and a fourth region surrounding the third region.
[0018]
At the time of bright field illumination, the light generated by the light source is switched to a state of being incident on at least the first region of the light guide optical fiber bundle. Thereby, at least the light incident on the first region is emitted from at least the third region on the end face of the light guide optical fiber bundle on the illumination unit side, and is converged by the optical system to be substantially perpendicular to the object. It is illuminated and brightfield illumination is performed.
[0019]
At the time of dark field illumination, the light generated by the light source is switched to a state of being incident on the second region of the light guide optical fiber bundle. As a result, the light incident on the second region is emitted from the fourth region on the end face of the light guide optical fiber bundle on the illumination unit side, converged by the optical system, and obliquely reflected on the object from all directions. , And dark field illumination is performed.
[0020]
As described above, it is possible to easily switch between bright-field illumination and dark-field illumination with a simple structure using a common light source, a common switching unit, and a common optical system, and to reduce the cost.
[0021]
The illuminating device for magnifying observation according to the second invention is the illuminating device for magnifying observation according to the first invention, wherein the third region is a substantially circular region at the center of the end face, and the fourth region is It is a substantially annular area surrounding the third area.
[0022]
At the time of bright field illumination, light is emitted from at least a substantially circular region on the end face of the light-guiding optical fiber bundle, is converged by the optical system, and is irradiated substantially perpendicularly to the object. At the time of dark field illumination, light is emitted from a substantially annular region on the end face of the light guide optical fiber bundle, is converged by the optical system, and the object is irradiated obliquely from the entire circumferential direction.
[0023]
A lighting device for magnifying observation according to a third invention is the lighting device for magnifying observation according to the first or second invention, wherein the switching means is provided between the light source and one end face of the light guide optical fiber bundle. A light-shielding body provided so as to be insertable into and removable from the light source, a position through which at least light incident on the first region from the light source passes, and light incident on the first region from the light source and incident on the second region from the light source. Light-shielding body driving means for moving the light-shielding body to a position through which light passes.
[0024]
At the time of bright field illumination, the light shield moves to a position where light from the light source enters at least the first region. Thereby, the light incident on at least the first region is emitted from at least the third region, is converged by the optical system, and is irradiated on the target.
[0025]
At the time of dark field illumination, the light shield moves to a position where it blocks light incident on the first region from the light source and passes light incident on the second region from the light source. Accordingly, the light that has entered the second region is emitted from the fourth region, is converged by the optical system, and is irradiated on the target.
[0026]
The illumination device for magnifying observation according to the fourth invention is the illumination device for magnifying observation according to the first or second invention, wherein the switching means is provided between the light source and one end face of the light guiding optical fiber bundle. And lens driving means for moving the lens to a position where light from the light source converges to the first and second regions and a position where light from the light source converges to the second region. Including.
[0027]
During bright field illumination, the lens moves to a position where light from the light source converges on the first and second regions. Thereby, the light that has entered the first and second regions is emitted from the third and fourth regions, converged by the optical system, and irradiated onto the target.
[0028]
During dark field illumination, the lens moves to a position where light from the light source converges on the second area. Accordingly, the light that has entered the second region is emitted from the fourth region, is converged by the optical system, and is irradiated on the target.
[0029]
A lighting device for magnifying observation according to a fifth aspect of the present invention is a lighting device for magnifying observation that illuminates an object when capturing an image of the object and obtaining an enlarged image of the object, comprising: a light source that generates light; A lighting unit for illuminating the object, a light guiding optical fiber bundle including a plurality of optical fibers for guiding light generated by the light source to the lighting unit, and guided to the lighting unit by the light guiding optical fiber bundle. An optical system for converging light and irradiating the object with light; one end surface of the light-guiding optical fiber bundle is arranged on the light source side and is divided into a first region and a second region; The other end face of the optical fiber bundle for use is arranged in the illumination unit and is divided into a third area where the object can be irradiated with light from one direction and a fourth area excluding the third area. The optical fiber in the area is guided to the third area, and the optical fiber in the second area is guided to the fourth area. The state in which the light generated by the light source is made incident on the first and second regions of the light guide optical fiber bundle, and the light generated by the light source is made incident on the first region of the light guide optical fiber bundle Switching means for selectively switching the state to be set.
[0030]
In the illumination device for magnifying observation according to the present invention, the light generated by the light source is guided to the illumination unit by the light guide optical fiber bundle including a plurality of optical fibers, and the illumination unit illuminates the object. In this case, one end face of the light guide optical fiber bundle is arranged on the light source side and is divided into a first area and a second area, and the other end face of the light guide optical fiber bundle is arranged on the illumination unit. At the same time, the target object is divided into a third region in which light can be irradiated from one direction and a fourth region excluding the third region.
[0031]
At the time of illumination from all directions, the state is switched to a state in which the light generated by the light source is made incident on the first region and the second region of the light-guiding optical fiber bundle. Thereby, the light incident on the first area and the second area is emitted from the third area and the fourth area on the end face of the light guide optical fiber bundle on the illumination unit side, and is converged by the optical system. The object is irradiated with light from all directions, and illumination is performed from all directions.
[0032]
At the time of illumination from one direction, the state is switched to a state in which light generated by the light source is made incident on the first region of the light-guiding optical fiber bundle. Thereby, the light incident on the first region is emitted from the third region on the end face of the light guide optical fiber bundle on the illumination unit side, converged by the optical system, and the object is irradiated with light from one direction. , Illumination from one direction is performed.
[0033]
As described above, it is possible to easily switch between illumination from one direction and illumination from all directions with a simple structure using a common light source, a common switching unit, and a common optical system, and to reduce the cost. Becomes possible.
[0034]
The illumination device for magnifying observation according to the sixth invention is the illumination device for magnifying observation according to the fifth invention, wherein the switching means is inserted and removed between the light source and one end face of the light guide optical fiber bundle. A light-shielding member provided so as to allow light incident on the first region and the second region from the light source to pass therethrough and light incident on the first region from the light source and incident on the second region Light-shielding body driving means for moving the light-shielding body to a position where light is shielded.
[0035]
During illumination from all directions, the light shield moves to a position where light from the light source passes through the first region and the second region. Accordingly, light incident on the first region and the second region is emitted from the third region and the fourth region, is converged by the optical system, and is irradiated on the object.
[0036]
At the time of illumination from one direction, the light-shielding body moves to a position that allows light incident on the first region from the light source to pass therethrough and blocks light incident on the second region. Thereby, the light that has entered the first region is emitted from the third region, is converged by the optical system, and is irradiated on the target.
[0037]
The illumination device for magnifying observation according to a seventh invention is the illumination device for magnifying observation according to the fifth invention, wherein the switching means is provided between the light source and one end surface of the light guide optical fiber bundle. And a lens driving means for moving the lens to a position where light from the light source converges on the first and second regions and a position where light from the light source converges on the first region.
[0038]
During illumination from all directions, the lens moves to a position where light from the light source converges on the first region and the second region. Thereby, the light that has entered the first and second regions is emitted from the third and fourth regions, converged by the optical system, and irradiated onto the target.
[0039]
During illumination from one direction, the lens moves to a position where light from the light source converges on the first area. Thereby, the light that has entered the first region is emitted from the third region, is converged by the optical system, and is irradiated on the target.
[0040]
An illumination device for magnifying observation according to an eighth invention is an illumination device for magnifying observation that illuminates an object when capturing an image of the object and obtaining an enlarged image of the object, comprising: a light source that generates light; A first illuminating unit for illuminating the object from the imaging side, a second illuminating unit for illuminating the object from the side opposite to the imaging side, and first and second light sources for emitting light generated by the light source. A light guiding optical fiber bundle composed of a plurality of optical fibers for guiding to the second illumination unit, one end face of the light guiding optical fiber bundle being disposed on the light source side and having a first region and a second region. , The other side of the light guide optical fiber bundle is branched into a first optical fiber bundle and a second optical fiber bundle, the end face of the first optical fiber bundle is disposed in the first illumination unit, The end face of the second optical fiber bundle is disposed in the second illumination unit, and the optical fibers in the first region are connected to the first optical fiber. A state where the light is guided to the end face of the optical fiber bundle, the optical fiber in the second area is guided to the end face of the second optical fiber bundle, and light generated by the light source is incident on the first area of the optical fiber bundle for light guiding. Switching means for selectively switching between a state in which the light generated by the light source and the state in which the light generated by the light source is incident on the second region of the light-guiding optical fiber bundle.
[0041]
In the illumination device for magnifying observation according to the present invention, the light generated by the light source is guided to the first or second illumination unit by the light-guiding optical fiber bundle including a plurality of optical fibers, and the first or second illumination unit is provided. The object is illuminated by the illumination unit. In this case, one end face of the light guiding optical fiber bundle is disposed on the light source side and divided into a first region and a second region, and the other side of the light guiding optical fiber bundle is a first optical fiber. The optical fiber is branched into a bundle and a second optical fiber bundle, and an end surface of the first optical fiber bundle is arranged in the first illumination unit, and an end surface of the second optical fiber bundle is arranged in the second illumination unit. .
[0042]
At the time of epi-illumination, the state is switched to a state in which light generated by the light source is made incident on the first region of the light-guiding optical fiber bundle. Thereby, the light incident on the first region is emitted from the end face of the first optical fiber bundle on the first illumination unit side, and the object is irradiated with light from the imaging side to perform epi-illumination.
[0043]
At the time of transmissive illumination, the state is switched to a state in which the light generated by the light source is made incident on the second region of the light-guiding optical fiber bundle. Accordingly, the light incident on the second region is emitted from the end face of the second optical fiber bundle on the side of the second illumination unit, and the object is irradiated with light from the side opposite to the imaging side. Done.
[0044]
As described above, it is possible to easily switch between the epi-illumination and the transmitted illumination with a simple structure using the common light source and the common switching unit, and it is possible to reduce the cost.
[0045]
The illuminating device for magnifying observation according to a ninth invention is the illuminating device for magnifying observation according to the eighth invention, wherein the switching means is inserted and removed between the light source and one end face of the light guide optical fiber bundle. A light shield provided so as to allow light incident on the first region from the light source to pass therethrough, and a position for shielding light incident on the second region; A light-shielding body driving means for moving the light-shielding body to a position where light incident on the second region passes.
[0046]
At the time of epi-illumination, the light-shielding body moves to a position where it passes light incident on the first region from the light source and blocks light incident on the second region. Thereby, the light incident on the first region is emitted from the end face of the first optical fiber bundle, and is irradiated on the target from the imaging side.
[0047]
At the time of transmissive illumination, the light shield moves to a position where it blocks light incident on the first region from the light source and passes light incident on the second region from the light source. Thereby, the light incident on the second region is emitted from the end face of the second optical fiber bundle, and is irradiated on the object from the side opposite to the imaging side.
[0048]
A lighting device for magnifying observation according to a tenth aspect of the present invention is a lighting device for magnifying observation that illuminates an object when an image of the object is taken to obtain an enlarged image of the object, and a light source that generates light. A first illumination unit for illuminating the object from the imaging side, a second illumination unit for illuminating the object from the side opposite to the imaging side, and guiding the light generated by the light source to the illumination unit A light guiding optical fiber bundle comprising a plurality of optical fibers; and an optical system for converging light guided to the first illumination unit by the first optical fiber bundle and irradiating the object with the light. One end face of the fiber bundle is disposed on the light source side and is divided into a first area, a second area, and a third area, and the other side of the light guide optical fiber bundle has the first optical fiber bundle and the second area. And a second optical fiber bundle, and an end face of the first optical fiber bundle is disposed in the first illumination unit. And a fourth region in the center portion and a fifth region surrounding the fourth region, the end face of the second optical fiber bundle is disposed in the second illumination unit, and the optical fiber in the first region is The optical fiber in the second area is guided to the fourth area on the end face of the first optical fiber bundle, the optical fiber in the second area is guided to the fifth area on the end face of the first optical fiber bundle, and the optical fiber in the third area is A state in which the light generated by the light source is guided to the end face of the second optical fiber bundle and is incident on the first region of the light guiding optical fiber bundle, and the light generated by the light source is transmitted to the second region of the light guiding optical fiber bundle. A switching means for selectively switching between a state in which the light is incident on the second area and a state in which light generated by the light source is incident on the third area of the light-guiding optical fiber bundle is provided.
[0049]
In the illumination device for magnifying observation according to the present invention, the light generated by the light source is guided to the first or second illumination unit by the light-guiding optical fiber bundle including a plurality of optical fibers, and the first or second illumination unit is provided. The object is illuminated by the illumination unit. In this case, one end face of the light guiding optical fiber bundle is disposed on the light source side and is divided into a first area, a second area, and a third area, and the other side of the light guiding optical fiber bundle is a second area. The first optical fiber bundle is branched into a first optical fiber bundle and a second optical fiber bundle, and an end face of the first optical fiber bundle is disposed in the first illumination unit and surrounds a fourth region and a fourth region in the center. The optical fiber bundle is divided into a fifth region, and an end face of the second optical fiber bundle is disposed in the second illumination unit.
[0050]
At the time of the bright-field illumination of the epi-illumination, the light generated by the light source is switched to a state of being incident on the first region of the optical fiber bundle for guiding light. Thereby, the light incident on the first area is emitted from the fourth area on the end face of the first optical fiber bundle on the first illumination unit side, is converged by the optical system, and is substantially focused on the object from the imaging side. Light is emitted vertically, and bright-field illumination is performed.
[0051]
At the time of the dark-field illumination of the epi-illumination, the light generated by the light source is switched to a state of being incident on the second region of the optical fiber bundle for light guiding. As a result, the light incident on the second area is emitted from the fifth area on the end face of the first optical fiber bundle on the side of the first illumination unit, is converged by the optical system, and is entirely focused on the object from the imaging side. Light is applied obliquely from the circumferential direction, and dark-field illumination is performed.
[0052]
At the time of transmitted illumination, the state is switched to a state in which light generated by the light source is incident on the third region of the light-guiding optical fiber bundle. Thereby, the light entered into the third area is emitted from the end face of the second optical fiber bundle on the side of the second illumination unit, and is irradiated on the object from the side opposite to the imaging side.
[0053]
As described above, it is possible to easily switch the bright-field illumination of the epi-illumination and the dark-field illumination of the epi-illumination with a simple structure using the common light source, the common switching unit, and the common optical system. Using a light source and a common switching unit, it is possible to easily switch between epi-illumination and transmitted illumination with a simple structure and to reduce the cost.
[0054]
The illuminating device for magnifying observation according to an eleventh invention is the illuminating device for magnifying observation according to the tenth invention, wherein the fourth region is a substantially circular region at the center of the end face, and the fifth region is It is a substantially annular region surrounding the fourth region.
[0055]
At the time of bright-field illumination of epi-illumination, light is emitted from a substantially circular area on the end face of the first optical fiber bundle, is converged by the optical system, and is irradiated almost perpendicularly to the object from the imaging side. During dark-field illumination of epi-illumination, light is emitted from a substantially annular region of the end face of the first optical fiber bundle, converged by the optical system, and the object is illuminated obliquely from the imaging side to the object from the imaging side. .
[0056]
The illuminating device for magnifying observation according to the twelfth invention is the illuminating device for magnifying observation according to the tenth or eleventh invention, wherein the switching means is provided between the light source and one end face of the light guiding optical fiber bundle. A light-blocking member provided so as to be insertable into and removable from the light source, a position for passing light incident on the first region from the light source and blocking light incident on the second and third regions, and light incident on the second region from the light source And a light-shielding body at a position for blocking light incident on the first and third areas and a position for passing light incident on the third area from the light source and blocking light incident on the first and second areas. And a light-shielding body driving means to be moved.
[0057]
At the time of bright field illumination, the light shield moves to a position where it passes light incident on the first region from the light source and blocks light incident on the second and third regions. Thereby, the light incident on the first region is emitted from the fourth region of the first optical fiber bundle, converged by the optical system, and irradiated on the object from the imaging side.
[0058]
At the time of dark field illumination, the light shield moves to a position where light from the light source enters the second region and blocks light incident on the first and third regions. Thereby, the light incident on the second area is emitted from the fifth area of the first optical fiber bundle, is converged by the optical system, and is irradiated on the object from the imaging side.
[0059]
At the time of transmissive illumination, the light shield moves to a position where it passes light incident on the third region from the light source and blocks light incident on the first and second regions. Thereby, the light incident on the third region is emitted from the end face of the second optical fiber bundle, and is irradiated on the object from the side opposite to the imaging side.
[0060]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a head section of a magnifying observation device using a lighting device for magnifying observation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a lighting device for magnifying observation according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the controller part of the magnifying observation apparatus using.
[0061]
As shown in FIGS. 1 and 2, the magnifying observation apparatus includes a controller 1, a
[0062]
As shown in FIG. 1, the
[0063]
The power supply circuit 12 supplies power to the
[0064]
The light transmitted to the
[0065]
FIG. 3 is a schematic diagram showing epi-illumination by the
[0066]
FIG. 4 is a schematic diagram showing an optical system at the time of epi-illumination by the head unit of FIG.
As shown in FIG. 4, the
[0067]
FIG. 5A is a diagram illustrating an example of the configuration of the
[0068]
In the example of FIG. 5A, the
[0069]
In the example of FIG. 5B, the
[0070]
6A and 6B are diagrams illustrating an example of a light guiding
[0071]
As shown in FIG. 6A, on the
[0072]
FIG. 7 is a plan view of the
[0073]
As shown in FIG. 7, the
[0074]
As shown in FIG. 8, the
[0075]
When the
[0076]
When the light blocking portion 14B of the
[0077]
9A and 9B are diagrams illustrating another example of the light guide
[0078]
As shown in FIG. 9A, the end surface of the light guide
[0079]
The optical fiber in the
[0080]
FIG. 10 is a schematic view showing an example of the
[0081]
As shown in FIG. 10, the
[0082]
When the
[0083]
When the
[0084]
11A and 11B show still another example of the light guide
[0085]
As shown in FIG. 11A, the end face of the light guiding
[0086]
The optical fiber in the
[0087]
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of the
[0088]
As shown in FIG. 12, the
[0089]
As a driving device for moving the
[0090]
When the
[0091]
When the
[0092]
In the magnifying observation apparatus according to the present embodiment, it is possible to easily switch between bright-field illumination and dark-field illumination with a simple structure using a common
[0093]
In the magnifying observation apparatus according to the present embodiment, by exchanging the light guide
[0094]
FIG. 13 is a schematic diagram showing an image of a sample displayed on a screen by overall illumination. FIG. 14 is a schematic diagram showing an image of a sample displayed on a screen by partial illumination.
[0095]
Here, the
[0096]
With partial illumination, as shown in FIG. 14, in the image of the
[0097]
FIGS. 15A and 15B are views showing an example of a light guide
[0098]
As shown in FIG. 15A, the end face of the light guiding
[0099]
The optical fiber in the
[0100]
The
[0101]
When the
[0102]
When the
[0103]
In the magnifying observation apparatus according to the present embodiment, it is possible to easily switch between the entire illumination and the partial illumination with a simple structure using the common
[0104]
Further, in the magnifying observation apparatus according to the present embodiment, it is possible to switch between epi-illumination and transmitted illumination by exchanging the light guide
[0105]
FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a light guide
[0106]
As shown in FIG. 16, the exit side portion of the light guide
[0107]
FIG. 17 is a schematic view showing an example of the
[0108]
As shown in FIG. 17, the
[0109]
When the
[0110]
When the
[0111]
FIG. 18 is a schematic diagram showing an optical system when switching between epi-illumination and transmitted illumination using the light guide
[0112]
As shown in FIG. 18, the end of the epi-illumination
[0113]
The light emitted from the
[0114]
The light emitted from the
[0115]
In the magnifying observation apparatus according to the present embodiment, it is possible to easily switch between epi-illumination and transmitted-light illumination with a simple structure using a common
[0116]
Further, in the magnifying observation apparatus according to the present embodiment, by exchanging the
[0117]
FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of a light guiding
[0118]
As shown in FIG. 19, the exit side of the light guide
[0119]
FIG. 20 is a diagram showing an example of the
[0120]
As shown in FIG. 20, the
[0121]
The
[0122]
When the
[0123]
When the
[0124]
When the
[0125]
In the magnifying observation apparatus according to the present embodiment, bright field illumination of epi-illumination and dark field illumination of epi-illumination can be easily performed with a simple structure using a common
[0126]
FIG. 22 is a schematic diagram showing another example of the switching mechanism of the lighting method. In the example of FIG. 22, the
[0127]
The
[0128]
Here, a case will be described in which the bright-field illumination and the dark-field illumination are switched using the
[0129]
As shown in FIG. 22A, the light from the
[0130]
As shown in FIG. 22B, at a position where the
[0131]
In this example, by arranging the
[0132]
FIG. 23 is a schematic view showing another example of the mask body and the driving device in the magnifying observation apparatus of FIG.
[0133]
The
[0134]
The
[0135]
The functions of the
[0136]
In the present embodiment, the
[0137]
Further, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a head section of a magnifying observation apparatus using an illumination device for magnifying observation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a controller section of the magnifying observation apparatus using the illumination device for magnifying observation according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing epi-illumination by a head unit in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram showing an optical system at the time of epi-illumination by the head unit of FIG.
5 is a diagram illustrating an example of a configuration of a light source unit in the controller unit of FIG. 2 and a distribution of a light amount incident on an end face of a light guiding optical fiber bundle.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a light guiding optical fiber bundle that can be switched between bright field illumination and dark field illumination.
FIG. 7 is a plan view of a mask body used for the light guide optical fiber bundle of FIG. 6;
FIG. 8 is a schematic diagram of a driving device for moving the mask body of FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a light-guiding optical fiber bundle that can switch between bright-field illumination and dark-field illumination.
FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a mask body and a driving device used for the light guide optical fiber bundle of FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram showing still another example of a light-guiding optical fiber bundle that can switch between bright-field illumination and dark-field illumination.
FIG. 12 is a schematic view showing an example of a mask body used for the light guide optical fiber bundle of FIG. 11;
FIG. 13 is a schematic diagram showing an image of a sample displayed on a screen by overall illumination.
FIG. 14 is a schematic diagram showing an image of a sample displayed on a screen by partial illumination.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a light guide optical fiber bundle that can switch between overall illumination and partial illumination.
FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a light guide optical fiber bundle that can switch between epi-illumination and transmitted illumination.
FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of a mask body and a driving device used for the light guide optical fiber bundle of FIG.
FIG. 18 is a schematic diagram showing an optical system when switching between epi-illumination and transmitted illumination using the light-guiding optical fiber bundle of FIG.
FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of a light-guiding optical fiber bundle that can switch between bright-field illumination of epi-illumination, dark-field illumination of epi-illumination, and transmitted illumination.
20 is a diagram illustrating an example of a mask body used for the light guide optical fiber bundle of FIG. 19;
21 is a schematic diagram illustrating an example of a driving device for the mask body in FIG. 20;
FIG. 22 is a schematic view showing another example of a switching mechanism of an illumination method.
FIG. 23 is a schematic view showing another example of the mask body and the driving device in the magnifying observation apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Controller
2 Head
3 cable
11 Light source
14,140 Mask body
14A, 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f aperture
14B Shading part
16 Direct acting solenoid
17a, 19 motor
17b Rotating member
21 Imaging unit
22 CCD
23,26 mirror
24 half mirror
25 Objective lens
31 Optical fiber bundle for light guide
31A, 31B, 31C, 31a, 31b, 31c blocks
35 Epi-illumination holder
36 Holder for transmitted illumination
100 samples
113 lenses
114 drive mechanism
311 Optical fiber bundle for epi-illumination
312 Optical fiber bundle for transmitted illumination
Claims (12)
光を発生する光源と、
対象物を照明するための照明部と、
前記光源により発生された光を前記照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束と、
前記導光用光ファイバ束により前記照明部に導かれた光を収束させて対象物に照射する光学系とを備え、
前記導光用光ファイバ束の一方の端面は前記光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、前記導光用光ファイバ束の他方の端面は前記照明部に配置されるとともに中央部の第3の領域と前記第3の領域を取り囲む第4の領域とに区分され、前記第1の領域の光ファイバが前記第3の領域に導かれ、前記第2の領域の光ファイバが前記第4の領域に導かれ、
前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の少なくとも前記第1の領域に入射させる状態と前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第2の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたことを特徴とする拡大観察用照明装置。An illumination device for magnifying observation that illuminates the object when capturing an image of the object to obtain an enlarged image of the object,
A light source for generating light,
An illumination unit for illuminating an object;
A light guiding optical fiber bundle including a plurality of optical fibers for guiding the light generated by the light source to the illumination unit,
An optical system that converges light guided to the illumination unit by the light guiding optical fiber bundle and irradiates the object with the light.
One end face of the light guide optical fiber bundle is disposed on the light source side and is divided into a first area and a second area, and the other end face of the light guide optical fiber bundle is connected to the illumination unit. The optical fiber of the first region is arranged and divided into a third region at the center and a fourth region surrounding the third region, and the optical fiber of the first region is guided to the third region, A region of optical fiber is directed to said fourth region,
A state in which light generated by the light source is incident on at least the first region of the optical fiber bundle for light guiding, and light generated by the light source is incident on the second region of the optical fiber bundle for light guiding. A lighting device for magnifying observation, comprising a switching means for selectively switching between a state to be turned on and a state to be turned on.
前記光源と前記導光用光ファイバ束の前記一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、
前記光源から少なくとも前記第1の領域に入射する光を通過させる位置と前記光源から前記第1の領域に入射する光を遮りかつ前記光源から前記第2の領域に入射する光を通過させる位置とに前記遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の拡大観察用照明装置。The switching means,
A light-shielding body provided so as to be insertable and removable between the light source and the one end face of the light guide optical fiber bundle,
A position where light from the light source enters at least the first region and a position where light that enters the first region from the light source is blocked and light that enters the second region from the light source passes; 3. The illumination device for magnifying observation according to claim 1, further comprising: a light-shielding body driving means for moving the light-shielding body.
前記光源と前記導光用光ファイバ束の前記一方の端面との間に設けられたレンズと、
前記光源からの光を前記第1の領域および前記第2の領域に収束させる位置と前記光源からの光を前記第2の領域に収束させる位置とに前記レンズを移動させるレンズ駆動手段とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の拡大観察用照明装置。The switching means,
A lens provided between the light source and the one end face of the light guide optical fiber bundle,
Lens driving means for moving the lens to a position where light from the light source converges on the first and second regions and a position where light from the light source converges on the second region; The illumination device for magnifying observation according to claim 1 or 2, wherein:
光を発生する光源と、
対象物を照明するための照明部と、
前記光源により発生された光を前記照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束と、
前記導光用光ファイバ束により前記照明部に導かれた光を収束させて対象物に照射する光学系とを備え、
前記導光用光ファイバ束の一方の端面は前記光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、前記導光用光ファイバ束の他方の端面は前記照明部に配置されるとともに対象物に一方向から光を照射可能な第3の領域と前記第3の領域を除く第4の領域とに区分され、前記第1の領域の光ファイバが前記第3の領域に導かれ、前記第2の領域の光ファイバが前記第4の領域に導かれ、
前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第1の領域および前記第2の領域に入射させる状態と前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第1の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたことを特徴とする拡大観察用照明装置。An illumination device for magnifying observation that illuminates the object when capturing an image of the object to obtain an enlarged image of the object,
A light source for generating light,
An illumination unit for illuminating an object;
A light guiding optical fiber bundle including a plurality of optical fibers for guiding the light generated by the light source to the illumination unit,
An optical system that converges light guided to the illumination unit by the light guiding optical fiber bundle and irradiates the object with the light.
One end face of the light guide optical fiber bundle is disposed on the light source side and is divided into a first area and a second area, and the other end face of the light guide optical fiber bundle is connected to the illumination unit. The optical fiber of the first region is divided into a third region that is arranged and can irradiate the object with light from one direction and a fourth region excluding the third region. And the optical fiber in the second area is guided to the fourth area,
The state in which the light generated by the light source is incident on the first region and the second region of the light guiding optical fiber bundle, and the light generated by the light source is transmitted through the light guiding optical fiber bundle in the light guiding optical fiber bundle. A illuminating device for magnifying observation, comprising a switching unit for selectively switching between a state where the light is incident on the first region and a state where the light is incident on the first region.
前記光源と前記導光用光ファイバ束の前記一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、
前記光源から前記第1の領域および前記第2の領域に入射する光を通過させる位置と前記光源から前記第1の領域に入射する光を通過させかつ前記第2の領域に入射する光を遮る位置とに前記遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むことを特徴とする請求項5記載の拡大観察用照明装置。The switching means,
A light-shielding body provided so as to be insertable and removable between the light source and the one end face of the light guide optical fiber bundle,
A position through which light from the light source enters the first region and the second region; a position through which light enters the first region from the light source; and a position through which light enters the second region is blocked. 6. The illumination device for magnifying observation according to claim 5, further comprising: a light-shielding body driving means for moving the light-shielding body to a position.
前記光源と前記導光用光ファイバ束の前記一方の端面との間に設けられたレンズと、
前記光源からの光を前記第1の領域および前記第2の領域に収束させる位置と前記光源からの光を前記第1の領域に収束させる位置とに前記レンズを移動させるレンズ駆動手段とを含むことを特徴とする請求項5記載の拡大観察用照明装置。The switching means,
A lens provided between the light source and the one end face of the light guide optical fiber bundle,
Lens driving means for moving the lens to a position where light from the light source converges on the first region and the second region and a position where light from the light source converges on the first region; The illumination device for magnifying observation according to claim 5, characterized in that:
光を発生する光源と、
対象物を撮像側から照明するための第1の照明部と、
対象物を撮像側とは反対側から照明するための第2の照明部と、
前記光源により発生された光を前記第1および第2の照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束とを備え、
前記導光用光ファイバ束の一方の端面は前記光源側に配置されるとともに第1の領域と第2の領域とに区分され、前記導光用光ファイバ束の他方側は第1の光ファイバ束と第2の光ファイバ束とに分岐し、前記第1の光ファイバ束の端面は前記第1の照明部に配置され、前記第2の光ファイバ束の端面は前記第2の照明部に配置され、前記第1の領域の光ファイバが前記第1の光ファイバ束の端面に導かれ、前記第2の領域の光ファイバが前記第2の光ファイバ束の端面に導かれ、
前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第1の領域に入射させる状態と前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第2の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたことを特徴とする拡大観察用照明装置。An illumination device for magnifying observation that illuminates the object when capturing an image of the object to obtain an enlarged image of the object,
A light source for generating light,
A first illumination unit for illuminating the object from the imaging side;
A second illumination unit for illuminating the object from the side opposite to the imaging side;
A light guiding optical fiber bundle comprising a plurality of optical fibers for guiding light generated by the light source to the first and second lighting units,
One end face of the light guide optical fiber bundle is disposed on the light source side and is divided into a first region and a second region, and the other side of the light guide optical fiber bundle is a first optical fiber. The optical fiber is branched into a bundle and a second optical fiber bundle, and an end face of the first optical fiber bundle is disposed in the first lighting section, and an end face of the second optical fiber bundle is arranged in the second lighting section. Arranged, the first region of optical fiber is guided to an end face of the first optical fiber bundle, and the second region of optical fiber is guided to an end surface of the second optical fiber bundle;
A state in which light generated by the light source is incident on the first region of the light guide optical fiber bundle, and a state in which light generated by the light source is incident on the second region of the light guide optical fiber bundle A lighting device for magnifying observation, comprising a switching means for selectively switching between a state and a state.
前記光源と前記導光用光ファイバ束の前記一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、
前記光源から前記第1の領域に入射する光を通過させかつ前記第2の領域に入射する光を遮る位置と前記光源から前記第1の領域に入射する光を遮りかつ前記光源から前記第2の領域に入射する光を通過させる位置とに前記遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むことを特徴とする請求項8記載の拡大観察用照明装置。The switching means,
A light-shielding body provided so as to be insertable and removable between the light source and the one end face of the light guide optical fiber bundle,
A position that allows light incident on the first region from the light source to pass therethrough and blocks light incident on the second region, and blocks light incident on the first region from the light source and the second 9. The illumination device for magnifying observation according to claim 8, further comprising: a light-shielding body driving unit that moves the light-shielding body to a position where light incident on the region passes.
光を発生する光源と、
対象物を撮像側から照明するための第1の照明部と、
対象物を撮像側とは反対側から照明するための第2の照明部と、
前記光源により発生された光を前記照明部に導く複数の光ファイバからなる導光用光ファイバ束と、
前記第1の光ファイバ束により前記第1の照明部に導かれた光を収束させて対象物に照射する光学系とを備え、
前記導光用光ファイバ束の一方の端面は前記光源側に配置されるとともに第1の領域、第2の領域および第3の領域に区分され、前記導光用光ファイバ束の他方側は第1の光ファイバ束と第2の光ファイバ束とに分岐し、前記第1の光ファイバ束の端面は前記第1の照明部に配置されるとともに中央部の第4の領域と前記第4の領域を取り囲む第5の領域とに区分され、前記第2の光ファイバ束の端面は前記第2の照明部に配置され、前記第1の領域の光ファイバが前記第1の光ファイバ束の端面の前記第4の領域に導かれ、前記第2の領域の光ファイバが前記第1の光ファイバ束の端面の前記第5の領域に導かれ、前記第3の領域の光ファイバが前記第2の光ファイバ束の端面に導かれ、
前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第1の領域に入射させる状態と前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第2の領域に入射させる状態と前記光源により発生された光を前記導光用光ファイバ束の前記第3の領域に入射させる状態とを選択的に切り替える切り替え手段が設けられたことを特徴とする拡大観察用照明装置。An illumination device for magnifying observation that illuminates the object when capturing an image of the object to obtain an enlarged image of the object,
A light source for generating light,
A first illumination unit for illuminating the object from the imaging side;
A second illumination unit for illuminating the object from the side opposite to the imaging side;
A light guiding optical fiber bundle including a plurality of optical fibers for guiding the light generated by the light source to the illumination unit,
An optical system that converges light guided to the first illumination unit by the first optical fiber bundle and irradiates the object with the light;
One end face of the light guide optical fiber bundle is disposed on the light source side and is divided into a first region, a second region, and a third region, and the other side of the light guide optical fiber bundle is a second region. The first optical fiber bundle is branched into one optical fiber bundle and a second optical fiber bundle, and an end face of the first optical fiber bundle is arranged in the first illumination unit, and a fourth region in the center and the fourth region An end surface of the second optical fiber bundle is disposed in the second illumination unit, and an optical fiber of the first region is an end surface of the first optical fiber bundle. Is guided to the fourth region, the optical fiber of the second region is guided to the fifth region on the end face of the first optical fiber bundle, and the optical fiber of the third region is guided to the second region. Is guided to the end face of the optical fiber bundle,
A state in which light generated by the light source is made incident on the first region of the light guide optical fiber bundle, and light generated by the light source is made incident on the second region of the light guide optical fiber bundle A lighting device for magnifying observation, comprising: switching means for selectively switching between a state and a state in which light generated by the light source is incident on the third region of the light guide optical fiber bundle.
前記光源と前記導光用光ファイバ束の前記一方の端面との間に挿脱可能に設けられた遮光体と、
前記光源から前記第1の領域に入射する光を通過させかつ前記2および第3の領域に入射する光を遮る位置と前記光源から前記第2の領域に入射する光を通過させかつ前記1および第3の領域に入射する光を遮る位置と前記光源から前記第3の領域に入射する光を通過させかつ前記1および第2の領域に入射する光を遮る位置とに前記遮光体を移動させる遮光体駆動手段とを含むことを特徴とする請求項11記載の拡大観察用照明装置。The switching means,
A light-shielding body provided so as to be insertable and removable between the light source and the one end face of the light guide optical fiber bundle,
A position for passing light incident on the first region from the light source and blocking light incident on the second and third regions, and transmitting light incident on the second region from the light source; The light shield is moved to a position where light incident on the third region is blocked and a position where light incident on the third region from the light source is passed and light incident on the first and second regions is blocked. The illumination device for magnifying observation according to claim 11, further comprising a light-shielding body driving unit.
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