JP2006154239A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 基本構成の顕微鏡に、所望する観察機能を簡単に付加して構成することができる顕微鏡を提供する。
【解決手段】 投光管４の可視光用光源５からの光により試料３の観察を可能にした基本構成の顕微鏡本体１に、別途用意された、紫外光域の照明光を発生する照明光学系を有するとともに、紫外光による試料像を観察する観察光学系を有する照明観察ユニット１０を装着することにより、照明観察ユニット１０の紫外光域の照明光による試料観察を可能とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、任意の波長域の光を用いた試料観察を可能とした顕微鏡に関するものである。

最近、顕微鏡の観察用途は、ますます広がっており、通常の可視域の波長の光を用いた観察に留まらず、紫外域の波長の光を使用することにより高解像度を実現した観察も行われるようになっている。

このような顕微鏡として、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献１に開示されるものは、反射型干渉フィルタを４枚使用し、これら反射型干渉フィルタに可視光から紫外光域まで含む光を反射させることで所定の波長域以外の光を減衰させた光のみを取り出すようにしたもので、このような方法により、例えば紫外域の波長の光を取り出し、紫外光源として使用できるようにしている。

また、特許文献２に開示されるものは、顕微鏡本体内に可視光源と紫外光源を併せ持ち、これら光源から結像光学系に至る光路を可視域から紫外域に亘る波長域の光を透過可能な光学材料で形成するようにしている。
特開２００１−４２２２６号公報 特開２００３−３２２８０１号公報

ところが、これら特許文献１や特許文献２は、いずれも顕微鏡本体内に可視観察と紫外観察を行なうための構成を備えたものである。このため、最初に可視光観察のみを行なう顕微鏡を購入してしまうと、その後、特許文献１や特許文献２のように紫外観察まで可能にしたものを必要とする場合は、大掛かりな改造を行なう必要が生じる。

このことから、従来では、将来を見越して始めから紫外観察までを可能にした顕微鏡を導入しなければならず、また将来、赤外光などさらに異なる波長を使用した観察やオートフォーカス機能を追加したいような場合は、さらなる拡張が難しいことから、顕微鏡全てを買い換える必要があるなど、経済的に極めて不利になるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基本構成の顕微鏡に、所望する観察機能を簡単に付加して構成することができる顕微鏡を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、所定波長の照明光を発生する照明光学系を有し、該照明光学系からの光により試料の観察を可能にした基本構成の顕微鏡本体と、前記照明光と異なる波長域の照明光を発生する照明光学系を有するとともに、該照明光学系からの所定波長域の光による試料像を観察する観察光学系を有する、前記顕微鏡本体に着脱可能な少なくとも１個の照明観察ユニットと、を具備し、前記照明観察ユニットを前記顕微鏡本体に装着することにより、該照明観察ユニットに対応する波長域の光による前記試料の観察を前記観察光学系を介して可能としたことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記照明観察ユニットは、前記照明光学系を介して所定波長域の光を発生する光源手段と、前記観察光学系を介して得られる試料像を撮像する撮像手段を有することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記光源手段は、前記照明観察ユニットから独立して設けられ、前記光源手段と前記照明観察ユニットは、光ファイバーで接続され、前記光源手段からの光が前記光ファイバーを介して前記照明観察ユニットの照明光学系に導光されることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記光源手段は、光源と該光源からの光を集光する集光レンズを有し、前記光ファイバーは、入射端が前記集光レンズの集光位置に配置され、出射端が前記照明観察ユニットの照明光学系の入射位置に配置されることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載の発明において、前記照明光学系は、前記光源が発する光の光路を分割する光路分割素子と、該光路分割素子で光路分割された光より所定の波長域の光を選択し前記顕微鏡本体の試料側に向かわせる波長選択素子を有し、前記観察光学系は、前記顕微鏡本体の試料からの戻り光を選択する前記波長選択素子と、該波長選択素子からの光の光路を分割する前記光路分割手段を含み、且つ前記光路分割手段で光路分割された光を前記撮像手段の撮像面に結像する結像光学素子を有することを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記光路分割素子に代えてポラライズドビームスプリッタが設けられるとともに、該ポラライズドビームスプリッタから前記試料までの間の光路に１／４波長板が設けられることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記顕微鏡本体の照明光は、可視光域の波長の光であることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記照明観察ユニットの照明光は、紫外光域又は赤外光域の波長の光であることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、波長域の異なる照明光を発生する複数の照明観察ユニットを前記顕微鏡本体に装着し、それぞれの照明観察ユニットに対応する波長域の光により試料観察を可能としたことを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記複数の照明観察ユニットは、紫外光域の波長の光と赤外光域の波長の光を各別に発生するものであることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、照明観察ユニットは、それぞれの照明光学系及び観察光学系が無限遠補正されたものであることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、顕微鏡本体と、少なくとも波長域の異なる照明光を発生する照明光学系を有する、前記顕微鏡本体に着脱可能な複数の照明観察ユニットと、を具備し、
前記照明観察ユニットの少なくとも一つを選択的に前記顕微鏡本体に装着することにより、該照明観察ユニットに対応する波長域の光による試料観察を観察を可能にしたことを特徴としている。

本発明によれば、基本構成の顕微鏡に、例えば紫外光観察や赤外光観察などの所望する観察機能を簡単に付加して構成することができる顕微鏡を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用される基本構成の顕微鏡の概略構成を示している。

図において、１は顕微鏡基台で、この顕微鏡基台１は、水平に配置されたベース１ａが設けられ、このベース１ａには、直立した支柱１ｂが設けられている。また、この直立した支柱１ｂには、図示しない焦準機構を介してステージ２が設けられている。

ステージ２は、試料３を載置するもので、直立した支柱１ｂに沿って、つまり、後述する対物レンズ７の光軸に沿って移動可能とすることで、試料３の焦点合わせができるとともに、光軸と直交する面内の移動により試料３の被観察箇所の位置決めができるようになっている。

顕微鏡基台１の支柱１ｂ先端には、ベース１ａと平行な方向に投光管４が設けられている。投光管４には、光源手段としてハロゲンランプなどの可視光用光源５が設けられている。また、投光管４の内部には、不図示の照明レンズとハーフミラー４ａを有する照明光学系が収容されている。この場合、ハーフミラー４ａは、合成石英ガラスなどの可視域から紫外域に亘る波長域の光を透過可能な光学材料のものが用いられる。なお、ハーフミラー４ａは、光路に対し退避可能な構成としてもよい。

投光管４の先端部下方には、ステージ２に対向させてレンズレボルバ６が設けられている。レンズレボルバ６には、倍率の異なる複数の対物レンズ７を装着されている。これら対物レンズ７は、レンズレボルバ６の回転によって所望倍率のものが光軸上に切換えられるようになっている。

投光管４の先端部上方には、接眼ユニット８が設けられている。この場合、投光管４と接眼ユニット８は、それぞれの不図示の連結手段を介して連結されている。ここでの連結手段は、例えば、投光管４と接眼ユニット８のそれぞれの連結部を嵌合させて側面からネジ固定する方法や、接眼ユニット８から投光管４まで貫通するようなネジを用いてそれぞれの連結部を固定する方法などが用いられ、投光管４に対して接眼ユニット８が着脱可能に設けられるようになっている。

なお、接眼ユニット８は、目視観察およびカメラ観察のいずれの方式のものでも良い。

このようにして基本構成の顕微鏡本体１００が構成される。そして、このような顕微鏡本体１００は、可視光用光源５からの光が不図示の照明レンズで平行光となってハーフミラー４ａに入射し、ハーフミラー４ａで反射して方向を変えられ、可視光用の対物レンズ７を通過して試料３に照射される。試料３からの反射光（光学像）は、対物レンズ７を透過し、さらにハーフミラー４ａを透過して接眼ユニット８に入射し、光学像の目視観察またはカメラ観察が行われる。

次に、このような基本構成の顕微鏡本体１００に、特定波長域の光により試料３を照明、観察する機能を追加する場合を説明する。ここでは、特定波長域の光として、紫外域の波長の光を用いる場合を説明する。

この場合、図２に示すように、顕微鏡本体１００の投光管４の上方の接眼ユニット８との間に照明観察ユニット１０が配置される。照明観察ユニット１０は、図３（ｂ）に示すように投光管４に連結するための連結部１３と接眼ユニット８を連結するための連結部１４が設けられている。連結部１３は、上述した接眼ユニット８側の不図示の連結部と全く同じ構成をなすもので、投光管４に対し着脱可能にし、また、連結部１４は、上述した投光管４側の不図示の連結部と全く同じ構成をなすもので、接眼ユニット８を着脱可能にしている。

また、照明観察ユニット１０は、図３（ａ）に示すように、光源手段として紫外域の波長の光を発する水銀キセノンランプなどの紫外光用光源１１と、撮像手段としてのＣＣＤカメラ１２が設けられている。また、照明観察ユニット１０内部には、紫外光用光源１１から発せられる紫外光の光路上に、照明レンズ１５およびミラー１６が配置されている。照明レンズ１５は、紫外光用光源１１から発せられる紫外光を平行光に変換するものである。ミラー１６の反射光路には、光路分割素子としてのハーフミラー１７が配置されている。ハーフミラー１７は、ミラー１６からの光を９０°反射する成分と透過する成分に分割するとともに、後述する試料３からの反射光（戻り光）を９０°反射する成分と透過する成分に分割するような特性を有している。ハーフミラー１７のミラー１６からの光の反射成分の光路上には、波長選択手段としての分光フィルター１８が配置されている。この分光フィルター１８は、所定の波長域の光を選択するもので、ここでは紫外域の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過するような分光特性を有している。

この場合、照明レンズ１５、ミラー１６、ハーフミラー１７および分光フィルター１８は、照明光学系を構成している。

分光フィルター１８の反射光路には、上述した投光管４のハーフミラー４ａが配置されている。この場合、分光フィルター１８で反射された紫外光は、ハーフミラー４ａを透過し、対物レンズ７を透過して試料３に照射するようになっている。

ハーフミラー１７の試料３からの反射光の透過成分の光路上には、結像光学素子としての結像レンズ１９が配置されている。この結像レンズ１９は、ハーフミラー１７を透過した試料３からの反射光（戻り光）をミラー２０を介してＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像するためのものである。

この場合、分光フィルター１８、ハーフミラー１７、結像レンズ１９およびミラー２０は、観察光学系を構成している。

なお、このように構成された照明観察ユニット１０の照明光学系と観察光学系は、それぞれ無限遠補正された光学系からなっている。

一方、レンズレボルバ６には、可視光用の対物レンズ７の他に、紫外光専用の対物レンズ７ａが装着されている。

このように構成された顕微鏡において、まず、可視光観察を行なうには、レンズレボルバ６を操作して、可視光用の対物レンズ７を光路上に切換える。

この状態で、投光管４の可視光用光源５から可視光が発せられると、この光は、不図示の照明レンズで平行光となってハーフミラー４ａに入射し、このハーフミラー４ａで反射し、可視光用の対物レンズ７を透過して試料３に照射される。試料３からの反射光（戻り光）は、対物レンズ７を透過し平行光となって、ハーフミラー４ａを透過し、さらに分光フィルター１８を透過して接眼ユニット８に入射し、光学像の目視観察が行われる。

次に、紫外光観察を行なうには、レンズレボルバ６を操作して、紫外光用の対物レンズ７ａを光路上に切換える。

この状態で、照明観察ユニット１０の紫外光用光源１１から紫外光が発せられると、この光は、照明レンズ１５で平行光となってミラー１６で反射し、さらにハーフミラー１７で反射して分光フィルター１８に入射する。そして、この分光フィルター１８で反射し、投光管４のハーフミラー４ａを透過し、紫外光用の対物レンズ７ａから試料３に照射される。試料３からの反射光（戻り光）は、対物レンズ７ａを通過し平行光となって、ハーフミラー４ａを透過し、分光フィルター１８で反射してハーフミラー１７に入射する。そして、ハーフミラー１７を透過した光は、結像レンズ１９を透過し、ミラー２０を介してＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像され、紫外光による観察像が撮像される。

従って、このような構成とすれば、基本構成の顕微鏡本体１００を構成する投光管４の上に別個用意された照明観察ユニット１０を積層配置することにより、紫外域の照明光を用いた紫外光観察の機能を付加するようにできるので、紫外光観察のような特定波長帯域での観察を行なう顕微鏡を必要とする場合も、専用機でなく、既設の基本構成の可視光観察機能を有する顕微鏡本体１００に特定波長帯域での観察機能をアドオンするだけで簡単にシステムの拡張に応じることができ、所望する観察機能を有する顕微鏡を実現することができる。

なお、上述した第１の実施の形態では、撮像光学系での光の反射回数を分光フィルター１８とミラー２０での２回として示したが、これに限定せず、例えば４回反射など回数を変えても成立する。ただし、観察像が裏像にならないために、偶数回の反射が望ましい。また、反射方向についても、趣旨を逸脱しない箆囲で変えてもかまわない。さらに、対物レンズ７は、可視波長から紫外波長域まで対応したものを用いれば、対物レンズ７の切換えなしで可視光から紫外光までの観察を行なうことができる。

また、上述した第１の実施の形態では、分光フィルター１８により波長選択を行なうようにしているが、紫外光用光源１１から分光フィルター１８に至る光路、または分光フィルター１８からＣＣＤカメラ１２に至る光路のいずれか、例えば、照明レンズ１５の光源側にバンドパスフィルタを設けたり、ミラー１６及び２０に分光フィルタを用いれば、余分な波長成分の光を効率よく除去することができ、より鮮明な観察像を取得することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる顕微鏡の概略構成を示すもので、図２と同一部分には同符号を付している。

この第２の実施の形態では、基本構成の顕微鏡本体１００にＡＦ（オートフォーカス）機能と、特定波長域の光として紫外域の波長の光により試料３を照明、観察にする機能を付加する場合を示している。

この場合、顕微鏡本体１００の投光管４の上方の接眼ユニット８との間に、ＡＦユニット２１と照明観察ユニット１０が積層配置されている。

ＡＦユニット２１には、投光管４と照明観察ユニット１０にそれぞれ連結するための不図示の連結部が設けられている。この連結部は、上述した接眼ユニット８側の連結部と全く同じ構成をなすもので、投光管４に対し着脱可能にし、また、照明観察ユニット１０側の連結部は、上述した投光管４側の連結部と全く同じ構成をなすもので、接眼ユニット８を着脱可能にしている。

照明観察ユニット１０には、ＡＦユニット２１と接眼ユニット８にそれぞれ連結するための図５（ｂ）に示す連結部１３，１４が設けられている。連結部１３は、上述した接眼ユニット８側の連結部と全く同じ構成をなすもので、ＡＦユニット２１に対し着脱可能にし、連結部１４は、上述した投光管４側の連結部と全く同じ構成をなすもので、接眼ユニット８を着脱可能にしている。

ＡＦユニット２１は、試料３からの反射光を利用してステージ２を移動させることにより試料３の焦点を自動的に合わせるような機能を有するものである。また、ＡＦユニット２１には、試料３からの反射光を検出する光路にハーフミラー２１ａが配置されている。このハーフミラー２１ａは、合成石英ガラスなどの可視域から紫外域に亘る波長域の光を透過可能な光学材料のものが用いられる。なお、ハーフミラー２１ａは、光路に対し退避可能な構成としてもよい。

照明観察ユニット１０は、図３と同一部分には同符号を付した図５（ａ）に示すように構成されている。この場合、紫外光用光源１１と照明レンズ１５との間に絞り２２が配置されている。この絞り２２は、紫外光用光源１１から発せられる紫外光の光路を規制して不要光を除去するためのものである。

分光フィルター１８の反射光路には、ＡＦユニット２１のハーフミラー２１ａと投光管４のハーフミラー４ａが配置されている。この場合、分光フィルター１８で反射された紫外光は、ハーフミラー２１ａとハーフミラー４ａを透過し、対物レンズ７を透過して試料３に照射するようになっている。

連結部１４には、紫外線カットフィルタ１４ａが配置されている。この紫外線カットフィルタ１４ａは、紫外光観察の際に、分光フィルター１８を透過した試料３からの光（紫外光）の一部が接眼ユニット８側に達するのを防止するためのものである。この紫外線カットフィルタ１４ａは、接眼ユニット８で目視観察せずに、カメラ観察をする場合は省略しても良い。

その他は、図３（ａ）と同様である。

このように構成された顕微鏡において、まず、可視光観察を行なうには、レンズレボルバ６を操作して、可視光用の対物レンズ７を光路上に切換える。

この状態で、投光管４の可視光用光源５から可視光が発せられると、この光は、不図示の照明レンズで平行光となってハーフミラー４ａに入射し、このハーフミラー４ａで反射し、可視光用の対物レンズ７を透過して試料３に照射される。試料３からの反射光（戻り光）は、対物レンズ７を透過し平行光となって、ハーフミラー４ａ、ハーフミラー２１ａを透過し、さらに分光フィルター１８を透過して接眼ユニット８に入射し、光学像の目視観察が行われる。なお、観察時（ＡＦ終了後）は、ハーフミラー２１ａが光路外に退避することが光量を確保する上で望ましい。

次に、紫外光観察を行なうには、レンズレボルバ６を操作して、紫外光用の対物レンズ７ａを光路上に切換える。

この状態で、照明観察ユニット１０の紫外光用光源１１から紫外光が発せられると、この光は、照明レンズ１５で平行光となってミラー１６で反射し、さらにハーフミラー１７で反射して分光フィルター１８に入射する。そして、この分光フィルター１８で反射し、ハーフミラー２１ａ、ハーフミラー４ａを透過し、さらに紫外光用の対物レンズ７を透過して試料３に照射される。試料３からの反射光（光学像）は、対物レンズ７ａを透過し平行光となって、ハーフミラー４ａ、ハーフミラー２１ａを透過し、分光フィルター１８で反射してハーフミラー１７に入射する。そして、ハーフミラー１７を透過する光は、結像レンズ１９を透過し、ミラー２０を介してＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像され、紫外光による観察像が撮像される。この場合、ハーフミラー４ａ、２１ａは、光路外に退避しているのが好ましい。

従って、このようにしても、基本構成の顕微鏡本体１００を構成する投光管４の上方に、別個用意されたＡＦユニット２１と照明観察ユニット１０を積層配置することにより、ＡＦ機能とともに、紫外域の照明光を用いた紫外光観察の機能を付加するようにできる。これにより、ＡＦ機能や、紫外光観察のように特定波長帯域での観察を行なう顕微鏡を必要とする場合も、専用機でなく、基本構成の顕微鏡本体１００にＡＦ機能とともに特定波長帯域での観察機能をアドオンするだけで簡単にシステムの拡張に応じることができ、所望する観察機能を有する顕微鏡を実現することができる。

上述した第２の実施の形態では、ＡＦユニット２１と照明観察ユニット１０を、投光管４の上方にＡＦユニット２１および照明観察ユニット１０の順で積層配置しているが、照明観察ユニット１０を投光管４とＡＦユニット２１の間に配置してもよいし、顕微鏡本体１と投光管４との間に照明観察ユニット１０を配置してもよいなど、投光管４、ＡＦユニット２１および照明観察ユニット１０の配置順序は任意に入れ替えることができる。

また、第１の実施の形態で述べた変形例は、この第２の実施の形態にも適用することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

図６は、本発明の第３の実施の形態に用いられる照明観察ユニットの概略構成を示すもので、図３と同一部分には同符号を付している。

この場合、照明観察ユニット１０は、図３（ａ）で述べたハーフミラー１７に代えて偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと称する。）２３が設けられている。また、ＰＢＳ２３と分光フィルター１８との間の光路には、１／４波長板２４が配置されている。この場合、１／４波長板２４の位置は、ＰＢＳ２３と試料３との間の光路上ならば、どこであっても良い。

その他は、図３（ａ）（ｂ）と同様であり、ここでの説明は省略する。

このように構成された顕微鏡によれば、紫外光観察の際に、紫外光用光源１１から紫外光が発せられると、この光は、照明レンズ１５で平行光となってミラー１６で反射し、ＰＢＳ２３に入射する。この入射光は、ＰＢＳ２３で一方向の偏光のみが反射され直線偏光となり、さらに１／４波長板２４を通過して円偏光となって分光フィルター１８に入射する。そして、この分光フィルター１８で反射し、ハーフミラー４ａを透過し、さらに紫外光用の対物レンズ７ａを透過して試料３に照射される。試料３からの反射光（戻り光）は、対物レンズ７ａを透過し平行光となって、ハーフミラー４ａを透過し、分光フィルター１８で反射し１／４波長板２４でさきほどとは直交した直線偏光となってＰＢＳ２３を通過する。そして、ＰＢＳ２３を通過を透過した光は、結像レンズ１９を透過し、ミラー２０を介してＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像され、紫外光による観察像が撮像される。

従って、このようにすれば、ハーフミラーに代えてＰＢＳ２３を用いたので、紫外光用光源１１の光を効率よく利用することができる。つまり、図３で述べたハーフミラー１７の場合、紫外光用光源１１からの光を反射する際に光量が１／２に減少し、さらに試料３からの反射光を透過する際に光量が１／２に減少することから、紫外光用光源１１からの光量のうちの最大１／４の光しかＣＣＤカメラ１２の撮像に利用することができないが、ＰＢＳ２３を用いれば、光源１１からの光を反射する際の１／２の減少分のみで、紫外光用光源１１からの光量の１／２を利用できるようになる。これにより、第１の実施の形態で述べた効果を得られると同時に、ＰＢＳ２３を用いることで光のロスを軽減できることから、さらに明るい観察像を取得することができる。

なお、第１の実施の形態で述べた変形例は、この第３の実施の形態にも適用することができる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。

図７は、本発明の第４の実施の形態の顕微鏡の概略構成を示すもので、図４と同一部分には同符号を付している。

この場合、ＡＦユニット２１と接眼ユニット８の間には、照明観察ユニット１０に代わって第１の照明観察ユニット２５１と第２の照明観察ユニット２５２が配置されている。

第１の照明観察ユニット２５１は、第２の実施の形態の図５で述べた照明観察ユニット１０と同様に紫外光観察に用いられるもので、紫外域の波長の光を発する紫外光用光源１１と撮像手段としてのＣＣＤカメラ１２が設けられている。第２の照明観察ユニット２５２は、第１の照明観察ユニット２５１と波長域の異なる光を用いた観察を可能とするもので、ここでは、赤外光観察に用いられるものとして、赤外域の波長の光を発する赤外光用光源２６と撮像手段としての赤外線を検出するカメラ２７が設けられている。また、第２の照明観察ユニット２５２は、第２の実施の形態の図５で述べた照明観察ユニット１０に準じる構成をしたもので、ここでは、分光フィルター１８に相当するものとして、赤外域の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過するような特性を有する分光フィルタ１８１が用いられる。

一方、レンズレボルバ８には、可視用の対物レンズ７の他に、紫外光専用の対物レンズ７ａと赤外光専用の対物レンズ７ｂも装着されている。

このように構成された顕微鏡によれば、第１の実施の形態で述べたと同様に、可視光観察の他に、第１の照明観察ユニット２５１と紫外光専用の対物レンズ７ａを用いた紫外光観察と、第２の照明観察ユニット２５２と赤外光専用の対物レンズ７ｂを用いた赤外光観察をそれぞれ行うことができる。

従って、このようにすれば、可視光を用いた可視光観察の他に、さらに紫外光を用いた紫外光観察と赤外光を用いた赤外光観察など複数の異なる波長域の光を用いた観察機能を付加してシステムを拡張した顕微鏡を簡単に実現することができる。

なお、第１の実施の形態で述べた変形例は、この第４の実施の形態にも適用することができる。

（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。

図８は、本発明の第５の実施の形態に用いられる照明観察ユニットの概略構成を示すもので、図３と同一部分には同符号を付している。

図において、２９は光源手段で、この光源手段２９は、所定の波長域の光を発する光源３０と集光レンズ３１を有している。この場合、光源３０には、紫外域の波長の光を発する水銀キセノンランプが用いられている。また、集光レンズ３１は、光源３０が発せられる光の光路上に配置されている。集光レンズ３１は、光源３０が発せられる光を集光するものである。

集光レンズ３１の集光位置には、光ファイバー２８の入射端２８ｂが配置されている。

光ファイバー２８は、光源３０から発せられる光の波長帯域に対応したもので、ここでは、紫外領域で用いられるものとして、石英ガラスファイバーが使用されている。

光ファイバー２８の出射端２８ａは、照明観察ユニット１０に取付けられている。この場合、光ファイバー２８の出射端２８ａは、光源３０の発光位置と共役位置になるような関係で取付けられている。

照明観察ユニット１０は、光ファイバー２８の出射端２８ａから発せられる紫外光の光路上に、照明レンズ１５およびミラー１６が配置されており、以下、図３に示す照明観察ユニット１０と同様な構成になっている。

このように構成された顕微鏡によれば、紫外光観察の際に、紫外光用光源１１から紫外光が発せられると、この光は、集光レンズ３１によって光ファイバー２８の入射端２８ｂに集光され、光ファイバー２８内を透過して出射端２８ａより出射される。そして、照明観察ユニット１０に進み、照明レンズ１５で平行光となってミラー１６で反射し、さらにハーフミラー１７で反射して分光フィルター１８に入射する。そして、この分光フィルター１８で反射して、不図示の試料に照射される。また、試料からの反射光は、分光フィルター１８で反射してハーフミラー１７に入射し、ハーフミラー１７を透過し、さらに結像レンズ１９を透過し、ミラー２０を介してＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像され、紫外光による観察像が撮像される。

従って、このようにすれば、重量があって熱源でもある光源３０を照明観察ユニット１０から分離して設置できるので、光源３０の荷重応力や熱の影響を防止することができ、より良好な観察像を得ることが可能となる。

また、光源３０を照明観察ユニット１０から離して自由に設置できるので、光源３０を収容するランプハウスのコンタミネーションを防止できるとともに、ランプ交換等のメンテナンスについても容易にすることができる。

さらに、光ファイバー２８を用いることで、ファイバー素線のランダム性やファイバー内での多重反射により、光源３０のもつムラを除去することが可能であり、視野内で均一な照明光での観察が可能になる。

さらに、ファイバーバンドルの配置により、例えばファイバーバンドルをリング状に配置してリング状照明を行うなど照明光の形状を変化することも可能となる。

なお、第１の実施の形態で述べた変形例は、この第５の実施の形態にも適用することができる。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、顕微鏡本体１の支柱１ｂ先端に投光管４を配置したものを基本構成とし、この投光管４の上にＡＦユニット２１、照明観察ユニット１０、第１の照明観察ユニット２５１および第２の照明観察ユニット２５２を選択的に配置したものを述べたが、これら照明観察ユニット１０、第１の照明観察ユニット２５１および第２の照明観察ユニット２５２を選択的に顕微鏡本体１の支柱１ｂ先端に配置して基本構成の顕微鏡としても良い。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態に適用される基本構成の顕微鏡の概略構成を示す図。 第１の実施の形態にかかる顕微鏡の概略構成を示す図。 第１の実施の形態に用いられる照明観察ユニットの概略構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態にかかる顕微鏡の概略構成を示す図。 第２の実施の形態に用いられる照明観察ユニットの概略構成を示す図。 本発明の第３の実施の形態に用いられる照明観察ユニットの概略構成を示図。 本発明の第４の実施の形態にかかる顕微鏡の概略構成を示す図。 本発明の第５の実施の形態に用いられる照明観察ユニットの概略構成を示す図。

符号の説明

１…顕微鏡本体、１ａ…ベース、１ｂ…支柱
２…ステージ、３…試料
４…投光管、４ａ…ハーフミラー
５…可視光用光源、６…レンズレボルバ
７…対物レンズ、７ａ、７ｂ…対物レンズ
８…接眼ユニット、１０…照明観察ユニット
１１…紫外光用光源、１２…ＣＣＤカメラ
１２ａ…撮像面、１３．１４…連結部
１４ａ…紫外線カットフィルタ
１５…照明レンズ、１６…ミラー、１７…ハーフミラー
１８…分光フィルター、１９…結像レンズ
２０…ミラー、２１…ＡＦユニット
２１ａ…ハーフミラー、２２…絞り
２３…ＰＢＳ、２４…１／４波長板
２５１…第１の照明観察ユニット
２５２…第２の照明観察ユニット
２６…赤外光用光源、２７…カメラ
２８…光ファイバー、２８ｂ…入射端、２８ａ…出射端
３０…光源、３１…集光レンズ

Claims (12)

1. 所定波長の照明光を発生する照明光学系を有し、該照明光学系からの光により試料の観察を可能にした基本構成の顕微鏡本体と、
   前記照明光と異なる波長域の照明光を発生する照明光学系を有するとともに、該照明光学系からの所定波長域の光による試料像を観察する観察光学系を有する、前記顕微鏡本体に着脱可能な少なくとも１個の照明観察ユニットと、を具備し、
   前記照明観察ユニットを前記顕微鏡本体に装着することにより、該照明観察ユニットに対応する波長域の光による前記試料の観察を前記観察光学系を介して可能としたことを特徴とする顕微鏡。
2. 前記照明観察ユニットは、前記照明光学系を介して所定波長域の光を発生する光源手段と、前記観察光学系を介して得られる試料像を撮像する撮像手段を有することを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
3. 前記光源手段は、前記照明観察ユニットから独立して設けられ、前記光源手段と前記照明観察ユニットは、光ファイバーで接続され、前記光源手段からの光が前記光ファイバーを介して前記照明観察ユニットの照明光学系に導光されることを特徴とする請求項２記載の顕微鏡。
4. 前記光源手段は、光源と該光源からの光を集光する集光レンズを有し、前記光ファイバーは、入射端が前記集光レンズの集光位置に配置され、出射端が前記照明観察ユニットの照明光学系の入射位置に配置されることを特徴とする請求項３記載の顕微鏡。
5. 前記照明光学系は、前記光源が発する光の光路を分割する光路分割素子と、該光路分割素子で光路分割された光より所定の波長域の光を選択し前記顕微鏡本体の試料側に向かわせる波長選択素子を有し、
   前記観察光学系は、前記顕微鏡本体の試料からの戻り光を選択する前記波長選択素子と、該波長選択素子からの光の光路を分割する前記光路分割手段を含み、且つ前記光路分割手段で光路分割された光を前記撮像手段の撮像面に結像する結像光学素子を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の顕微鏡。
6. 前記光路分割素子に代えてポラライズドビームスプリッタが設けられるとともに、該ポラライズドビームスプリッタから前記試料までの間の光路に１／４波長板が設けられることを特徴とする請求項５記載の顕微鏡。
7. 前記顕微鏡本体の照明光は、可視光域の波長の光であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の顕微鏡。
8. 前記照明観察ユニットの照明光は、紫外光域又は赤外光域の波長の光であることを特徴とする１乃至６のいずれかに記載の顕微鏡。
9. 波長域の異なる照明光を発生する複数の照明観察ユニットを前記顕微鏡本体に装着し、それぞれの照明観察ユニットに対応する波長域の光により試料観察を可能としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の顕微鏡。
10. 前記複数の照明観察ユニットは、紫外光域の波長の光と赤外光域の波長の光を各別に発生するものであることを特徴とする請求項９記載の顕微鏡。
11. 照明観察ユニットは、それぞれの照明光学系及び観察光学系が無限遠補正されたものであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の顕微鏡。
12. 顕微鏡本体と、
    少なくとも波長域の異なる照明光を発生する照明光学系を有する、前記顕微鏡本体に着脱可能な複数の照明観察ユニットと、を具備し、
    前記照明観察ユニットの少なくとも一つを選択的に前記顕微鏡本体に装着することにより、該照明観察ユニットに対応する波長域の光による試料観察を観察を可能にしたことを特徴とする顕微鏡。

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