JP2018081134A - Microscope device, dark field illumination device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope device allowing a dark field observation method to be performed in a high lighting efficiency, and a dark field illumination device.SOLUTION: A microscope device 10 comprises: an object lens 12 collecting light from a sample S; a plurality of light source parts 5 emitting an illumination light for dark field observation; a dark field illumination optical system 20 arranged outside the object lens 12, guiding the illumination light emitted from the plurality of light source parts 5 to the sample S to illuminate the sample S. The dark field illumination optical system 20 includes: a plurality of optical members parallel to an optical axis of the object lens 12 and arranged without contacting each other via air; a light guide part guiding the illumination light through the plurality of optical members; and a deflection part composed of a single member, deflecting the illumination light guided by the light guide part toward the optical axis to radiate the sample S.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、暗視野観察法を行う顕微鏡装置、及び、暗視野照明装置に関する。   The present invention relates to a microscope apparatus that performs a dark field observation method and a dark field illumination apparatus.

従来、対物レンズの外側から照明光を照射することで、標本上で散乱した光を対物レンズで取り込む観察手法である、暗視野観察法が知られている。暗視野観察法では、明視野観察法と比べ、標本の形状に由来するコントラストがより鮮明に表れるため、標本上の微細な構造の観察や微小な標本の観察等を行う場合に効果的な観察手法であるといえる。   Conventionally, a dark field observation method is known which is an observation method in which light scattered on a specimen is captured by an objective lens by irradiating illumination light from the outside of the objective lens. Compared with the bright field observation method, the dark field observation method shows a clearer contrast due to the shape of the specimen, so it is effective when observing the fine structure on the specimen or observing the minute specimen. It can be said that it is a technique.

特許文献1には、対物レンズの外周の領域に中空円筒状の光学部材を配置した照明系を利用して、対物レンズの外周側からリング状の光束を照射する技術が記載されている。この方法によれば、より多くの照明光が照射されることで、照明強度を向上させることができる。   Patent Document 1 describes a technique of irradiating a ring-shaped light beam from the outer peripheral side of an objective lens by using an illumination system in which a hollow cylindrical optical member is disposed in an outer peripheral region of the objective lens. According to this method, the illumination intensity can be improved by irradiating more illumination light.

特表2002−507779号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-507779

暗視野観察法において、より鮮明に微細構造の観察を行うためには、照明強度のみならず、高い照明効率で標本を照明することを要する。上記特許文献1では、照明強度は向上するものの、中空円筒状の光学部材中の円周方向に光が発散してしまい、標本上の観察位置に照明光が十分に集まらない恐れがある。   In the dark field observation method, in order to observe the fine structure more clearly, it is necessary to illuminate the specimen with high illumination efficiency as well as illumination intensity. In Patent Document 1, although the illumination intensity is improved, light diverges in the circumferential direction in the hollow cylindrical optical member, and there is a possibility that the illumination light is not sufficiently collected at the observation position on the specimen.

即ち、照明強度の向上に加えて、高い照明効率を実現し、暗視野観察法を行うことができるような技術が望まれている。   That is, in addition to the improvement in illumination intensity, a technique that can realize high illumination efficiency and perform a dark field observation method is desired.

従って、本発明では、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができるような顕微鏡装置、及び、暗視野照明装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a microscope apparatus and a dark field illumination apparatus that can perform a dark field observation method with high illumination efficiency.

本発明の一態様における顕微鏡装置は、標本からの光を取り込む対物レンズと、暗視野観察用の照明光を射出する複数の光源部と、前記対物レンズの外側に配置された光学系であって、前記複数の光源部から射出される前記照明光を前記標本へ導光し、前記標本を照明する暗視野照明光学系と、を備え、前記暗視野照明光学系は、前記対物レンズの光軸に平行であり、互いに接触せず空気を隔てて配置される、複数の光学部材を含み、前記照明光を前記複数の光学部材を介して導光する導光部と、前記導光部により導光された前記照明光を前記光軸へ向けて偏向することで前記標本に照射する単一の部材からなる偏向部と、を有することを特徴とする。   A microscope apparatus according to an aspect of the present invention includes an objective lens that captures light from a specimen, a plurality of light source units that emit illumination light for dark field observation, and an optical system that is disposed outside the objective lens. A dark field illumination optical system that guides the illumination light emitted from the plurality of light source units to the specimen and illuminates the specimen, wherein the dark field illumination optical system is an optical axis of the objective lens A plurality of optical members that are arranged in parallel with each other and are not in contact with each other, and that guides the illumination light through the plurality of optical members, and is guided by the light guide unit. And a deflecting unit made of a single member that irradiates the specimen by deflecting the illuminated illumination light toward the optical axis.

本発明の一態様における暗視野照明装置は、暗視野観察用の照明光を射出する複数の光源部と、互いに平行であり、接触せず空気層を隔てて配置される、複数の光学部材を通して前記光源部から射出される前記照明光を導光する導光部と、前記導光部により導光された前記照明光を偏向する単一の部材からなる偏向部と、を有することを特徴とする。   A dark field illumination device according to an aspect of the present invention includes a plurality of light source units that emit illumination light for dark field observation, and a plurality of optical members that are parallel to each other and are arranged in contact with each other with an air layer therebetween. A light guide unit that guides the illumination light emitted from the light source unit, and a deflecting unit that includes a single member that deflects the illumination light guided by the light guide unit. To do.

本発明の顕微鏡装置、及び、暗視野照明装置によれば、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができる。   According to the microscope device and the dark field illumination device of the present invention, the dark field observation method can be performed with high illumination efficiency.

第1の実施形態における顕微鏡装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the microscope apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態における暗視野照明光学系の斜視図。The perspective view of the dark field illumination optical system in 1st Embodiment. 第1の実施形態における暗視野照明光学系を真横から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in a 1st embodiment from the side. 第1の実施形態における暗視野照明光学系を光源側から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in a 1st embodiment from the light source side. 第1の実施形態における光源部と、光学部材との配置関係を示す図。The figure which shows the arrangement | positioning relationship between the light source part in 1st Embodiment, and an optical member. 第1の実施形態における光学部材及び偏向部と、標本上の照明領域との配置関係を示す図。The figure which shows the arrangement | positioning relationship between the optical member and deflection | deviation part in 1st Embodiment, and the illumination area on a sample. 第1の実施形態における暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample is illuminated using the dark field illumination optical system in 1st Embodiment. 従来技術による暗視野照明光学系の斜視図。The perspective view of the dark field illumination optical system by a prior art. 従来技術による暗視野照明光学系を真横から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system by a prior art from the side. 従来技術による暗視野照明光学系を光源側から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system by a prior art from the light source side. 従来技術による暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample is illuminated using the dark field illumination optical system by a prior art. 一変形例による顕微鏡装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the microscope apparatus by one modification. 他の一変形例による顕微鏡装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the microscope apparatus by another one modification. 第2の実施形態における暗視野照明光学系の斜視図。The perspective view of the dark field illumination optical system in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における暗視野照明光学系を真横から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 2nd Embodiment from the side. 第2の実施形態における暗視野照明光学系を光源側から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 2nd Embodiment from the light source side. 第2の実施形態における暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample top is illuminated using the dark field illumination optical system in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における暗視野照明光学系の斜視図。The perspective view of the dark field illumination optical system in 3rd Embodiment. 第3の実施形態における暗視野照明光学系を真横から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 3rd Embodiment from the side. 第3の実施形態における暗視野照明光学系を光源側から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 3rd Embodiment from the light source side. 第3の実施形態における暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample top is illuminated using the dark field illumination optical system in 3rd Embodiment. 第3の実施形態の変形例における暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample top is illuminated using the dark field illumination optical system in the modification of 3rd Embodiment. 第4の実施形態における暗視野照明光学系の斜視図。The perspective view of the dark field illumination optical system in 4th Embodiment. 第4の実施形態における暗視野照明光学系を真横から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 4th Embodiment from the side. 第4の実施形態における暗視野照明光学系を光源側から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 4th Embodiment from the light source side. 第4の実施形態における暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample top is illuminated using the dark field illumination optical system in 4th Embodiment. 第4の実施形態における光源部と、光学部材との配置関係を示す図。The figure which shows the arrangement | positioning relationship between the light source part in 4th Embodiment, and an optical member. 第5の実施形態における暗視野照明光学系の斜視図。The perspective view of the dark field illumination optical system in 5th Embodiment. 第5の実施形態における暗視野照明光学系を真横から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in a 5th embodiment from the side. 第5の実施形態における暗視野照明光学系を光源側から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in a 5th embodiment from the light source side. 第5の実施形態における暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample top is illuminated using the dark field illumination optical system in 5th Embodiment. 第6の実施形態における暗視野照明光学系の斜視図。The perspective view of the dark field illumination optical system in 6th Embodiment. 第6の実施形態における暗視野照明光学系を真横から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 6th Embodiment from the side. 第6の実施形態における暗視野照明光学系を光源側から見た図。The figure which looked at the dark field illumination optical system in 6th Embodiment from the light source side. 第6の実施形態における暗視野照明光学系を用いて標本上を照明したときの、標本平面上の照度分布を示す図。The figure which shows the illumination intensity distribution on a sample plane when the sample top is illuminated using the dark field illumination optical system in 6th Embodiment.

以下、本発明の第1の実施形態における顕微鏡装置10について、図面を用いながら説明する。図1は、顕微鏡装置10の構成を示す。尚、顕微鏡装置10は、暗視野観察法を行うために、暗視野照明用の光源及び光学系を備えた落射照明型の顕微鏡装置である。   Hereinafter, the microscope apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the microscope apparatus 10. The microscope apparatus 10 is an epi-illumination type microscope apparatus provided with a dark field illumination light source and an optical system in order to perform a dark field observation method.

顕微鏡装置10は、明視野観察用の照明光を射出する光源部1と、リレーレンズ2、3と、ハーフミラー4と、暗視野観察用の照明光を射出する複数の光源部5と、暗視野照明光学系20と、対物レンズ12と、結像レンズ6と、ハーフミラー7と、接眼レンズ9と、光検出器11を備えている。暗視野照明光学系20は、対物レンズの外側に配置される光学系であって、複数の光源部5からの照明光を導光し、標本Sへ照射するものである。   The microscope apparatus 10 includes a light source unit 1 that emits illumination light for bright field observation, relay lenses 2 and 3, a half mirror 4, a plurality of light source units 5 that emit illumination light for dark field observation, A field illumination optical system 20, an objective lens 12, an imaging lens 6, a half mirror 7, an eyepiece lens 9, and a photodetector 11 are provided. The dark field illumination optical system 20 is an optical system disposed outside the objective lens, and guides illumination light from the plurality of light source units 5 and irradiates the specimen S.

明視野観察時には、光源部1より射出された照明光を、リレーレンズ2、3及び、ハーフミラー4、対物レンズ12を介して標本Sに向けて照射する。対物レンズ12は、標本Sで反射した光を取り込み、結像レンズ6で一次像を結像する。ここで、ハーフミラー7で反射され、形成された一次像は、接眼レンズ9を通して使用者の瞳へ投影される。ハーフミラー7を透過した光は、結像レンズ6によって光検出器11で結像される。   At the time of bright field observation, the illumination light emitted from the light source unit 1 is irradiated toward the specimen S through the relay lenses 2 and 3, the half mirror 4, and the objective lens 12. The objective lens 12 takes in the light reflected by the sample S and forms a primary image with the imaging lens 6. Here, the primary image reflected and formed by the half mirror 7 is projected to the user's pupil through the eyepiece 9. The light transmitted through the half mirror 7 is imaged by the photodetector 11 by the imaging lens 6.

暗視野観察時には、光源部5より射出された照明光を、暗視野照明光学系20を介して標本Sへ向けて照射する。対物レンズ12は、標本Sで散乱した光を取り込む。その後の、接眼レンズ9及び光検出器11までの光の伝達は、明視野観察時と同様に行われる。以下、図面を用いて、暗視野照明光学系20の構成について詳細に説明する。   At the time of dark field observation, the illumination light emitted from the light source unit 5 is irradiated toward the sample S through the dark field illumination optical system 20. The objective lens 12 captures light scattered by the sample S. The subsequent transmission of light to the eyepiece 9 and the photodetector 11 is performed in the same manner as in bright field observation. Hereinafter, the configuration of the dark field illumination optical system 20 will be described in detail with reference to the drawings.

図2は、暗視野照明光学系20の斜視図である。暗視野照明光学系20は、対物レンズ12の周囲に配置される導光部21と、偏向部22を含む。導光部21は、対物レンズの光軸に平行に、また、互いに接触せず空気を隔てて配置される複数の光学部材(光学部材21a、21b、・・・)を含んでいる。複数の光学部材内の媒質は、空気よりも屈折率の高い公知の導光素材で形成されており、例えば、アクリルで形成される。   FIG. 2 is a perspective view of the dark field illumination optical system 20. The dark field illumination optical system 20 includes a light guide unit 21 and a deflecting unit 22 arranged around the objective lens 12. The light guide unit 21 includes a plurality of optical members (optical members 21a, 21b,...) That are arranged in parallel with the optical axis of the objective lens and that are not in contact with each other and are spaced apart from each other. The medium in the plurality of optical members is formed of a known light guide material having a refractive index higher than that of air, for example, acrylic.

複数の光学部材は、互いに同様の形状を有しており、光源部5側に位置する照明光の入射面である端面Aと、偏向部22側に位置する導光した照明光の出射面である端面Bと、側面Cとにより構成される。また、複数の光学部材は、柱状に形成されており、それぞれの断面形状は円である。また、複数の光学部材の柱状の長手方向に伸びる回転対称軸は対物レンズの光軸と平行になっている。   The plurality of optical members have the same shape as each other, with an end surface A that is an incident surface of illumination light positioned on the light source unit 5 side and an exit surface of the guided illumination light that is positioned on the deflection unit 22 side. It is constituted by a certain end surface B and a side surface C. The plurality of optical members are formed in a columnar shape, and each cross-sectional shape is a circle. The rotational symmetry axis extending in the longitudinal direction of the columnar shapes of the plurality of optical members is parallel to the optical axis of the objective lens.

導光部21は、照明光を複数の光学部材を介して導光する。より詳しくは、導光部21は、複数の光学部材の各々の、光源部5側の端面Aより入射した照明光を光学部材内部で反射させることで導光し、偏向部22側の端面Bから偏向部22へ向けて射出する。このとき、光学部材の媒質が外部の空気の屈折率より高いことから、側面Cにおいて照明光の反射角は臨界角以上となり、全反射によって、側面Cより外部に光が漏れることがない。   The light guide unit 21 guides illumination light through a plurality of optical members. More specifically, the light guide unit 21 guides the illumination light incident from the end surface A on the light source unit 5 side of each of the plurality of optical members by reflecting the light inside the optical member, and the end surface B on the deflection unit 22 side. To the deflection unit 22. At this time, since the medium of the optical member is higher than the refractive index of the external air, the reflection angle of the illumination light is not less than the critical angle on the side surface C, and light does not leak outside from the side surface C due to total reflection.

偏向部22は、導光部21により導光された照明光を対物レンズ12の光軸の方向へ向けて偏向する、即ち、光軸に向かう方向へ偏向することで標本S上に照射するものであり、単一の部材から形成される。偏向部22は、使用する対物レンズ12の開口数に合わせた構成とすることが望ましい。例えば、作動距離が短い高開口数の対物レンズを使用する場合には、狭い範囲へ光を集光させるために照明光の集光具合を大きくする必要がある。そのようなときには、偏向部22として円環状のミラーを用いることで照明光の集光具合を大きくすると良い。逆に、作動距離の長い低開口数の対物レンズを使用する場合には、広範囲へ光を集光させる必要がある。そのようなときには、偏向部22として円環状のレンズを用いることで、上記の円環状のミラーよりも広範囲へ光を集光させることができる。円環状のレンズの有する屈折力については使用する対物レンズ12に応じて適宜調整されるとよい。円環状のレンズとして用いられるレンズは、例えば、フレネルレンズであってもよい。尚、図2に示される偏向部22は、対物レンズ12の光軸を含む断面で見たときに標本S側が平面で光源側が凸面のレンズを、対物レンズ12の光軸と軸中心が一致する円筒で内部がくり貫かれた形状の円環状のレンズで形成されている。   The deflecting unit 22 deflects the illumination light guided by the light guide unit 21 in the direction of the optical axis of the objective lens 12, that is, irradiates the sample S by deflecting the illumination light in the direction toward the optical axis. And is formed from a single member. The deflecting unit 22 is preferably configured to match the numerical aperture of the objective lens 12 to be used. For example, when using a high numerical aperture objective lens with a short working distance, it is necessary to increase the concentration of illumination light in order to collect light in a narrow range. In such a case, it is preferable to increase the concentration of illumination light by using an annular mirror as the deflecting unit 22. Conversely, when using a low numerical aperture objective lens with a long working distance, it is necessary to focus light over a wide range. In such a case, by using an annular lens as the deflecting unit 22, light can be condensed over a wider range than the above-described annular mirror. The refractive power of the annular lens may be appropriately adjusted according to the objective lens 12 to be used. The lens used as the annular lens may be, for example, a Fresnel lens. 2 is a lens in which the specimen S side is a plane and the light source side is a convex surface when viewed in a cross section including the optical axis of the objective lens 12, and the optical axis of the objective lens 12 coincides with the axis center. It is formed of an annular lens having a cylindrical shape that is hollowed out.

図3は、暗視野照明光学系20を真横から見た図である。図4は、暗視野照明光学系20を光源5側から見た図である。尚、図3では、暗視野照明光学系20を納めるメカ枠の記載を省略している。   FIG. 3 is a view of the dark field illumination optical system 20 as viewed from the side. FIG. 4 is a view of the dark field illumination optical system 20 as viewed from the light source 5 side. In FIG. 3, the description of the mechanical frame that houses the dark field illumination optical system 20 is omitted.

図3における、R1〜R4は、それぞれ各部位の曲率半径を示す。また、図3における、T1〜T3、及び、図4におけるD1〜D4は、それぞれ各部位の長さを示す。より詳細には、R1、R2、R3、R4はそれぞれ、光学部材入射端面の曲率半径、光学部材出射端面の曲率半径、偏向部入射端面の曲率半径、偏向部出射端面の曲率半径である。また、T1、T2、T3はそれぞれ、光学部材入射端面から光学部材出射端面までの長さである光学部材長、偏向部入射端面から偏向部出射端面までの長さである偏向部長、偏向部出射端面から標本面までの長さ、である。また、D1、D2、D3、D4はそれぞれ、対物レンズ12の光軸から光源部までの距離である光源部動径、光学部材外径、偏向部内半径、偏向部外半径である。R1〜R4、T1〜T3、及びD1〜D4の各数値については、下記表1を参照されたい。尚、T1〜T3、及びD1〜D4の単位は全てミリメートルである。
In FIG. 3, R1 to R4 indicate the radii of curvature of the respective parts. Moreover, T1-T3 in FIG. 3 and D1-D4 in FIG. 4 show the length of each part, respectively. More specifically, R1, R2, R3, and R4 are the radius of curvature of the optical member incident end face, the radius of curvature of the optical member exit end face, the radius of curvature of the deflector entrance end face, and the radius of curvature of the deflector exit end face, respectively. T1, T2, and T3 are the length of the optical member that is the length from the optical member incident end surface to the optical member output end surface, the deflection unit length that is the length from the deflection unit incident end surface to the deflection unit output end surface, and the deflection unit output, respectively. The length from the end surface to the sample surface. D1, D2, D3, and D4 are a light source section moving diameter, an optical member outer diameter, a deflection section inner radius, and a deflection section outer radius, which are distances from the optical axis of the objective lens 12 to the light source section, respectively. Refer to the following Table 1 for each numerical value of R1 to R4, T1 to T3, and D1 to D4. The units of T1 to T3 and D1 to D4 are all in millimeters.

以上の構成を有する暗視野照明光学系20を含む顕微鏡装置10によれば、複数の光学部材を通して照明光を導光することで、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができる。特に、暗視野照明光学系20では、光源部5からの照明光を導光する複数の光学部材について、設計時にそれぞれの光学部材の光軸方向の長さや光学部材外径を変更することで、各光学部材の出射端面における照明光の分布を容易に調整し、ひいては標本S上に照射される領域を調整することができる。そのため、光源部5からの照明光が導光中に発散してしまうといったこともなく、標本S上の意図しない領域に照明光が照射されてしまうといった事態を防ぐことができ、照明効率の向上を図ることができる。   According to the microscope apparatus 10 including the dark field illumination optical system 20 having the above configuration, the dark field observation method can be performed with high illumination efficiency by guiding the illumination light through the plurality of optical members. In particular, in the dark field illumination optical system 20, for the plurality of optical members that guide the illumination light from the light source unit 5, by changing the length in the optical axis direction of each optical member and the optical member outer diameter at the time of design, The distribution of the illumination light on the exit end face of each optical member can be easily adjusted, and consequently the area irradiated on the sample S can be adjusted. Therefore, the illumination light from the light source unit 5 does not diverge while being guided, and it is possible to prevent a situation in which the illumination light is irradiated to an unintended region on the specimen S, thereby improving the illumination efficiency. Can be achieved.

また、複数の光学部材は、光学部材の内部で臨界角を作り、通過する光を全反射させることができるように、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有するような単一の素材で形成されている。そのため、複数の媒質により光学部材を形成するような構成と比較して、製造、組み立てを容易に行うことができる。   In addition, the plurality of optical members are made of a single material having a refractive index larger than the refractive index of air so that a critical angle can be formed inside the optical member and the reflected light can be totally reflected. Has been. Therefore, manufacture and assembly can be easily performed as compared with a configuration in which an optical member is formed by a plurality of media.

また、暗視野照明光学系20は、一つの媒質から構成される光学部材と、単一の部材からなる偏向部22とによって構成されていることからも、組み立て性が良い。そのため、開口数の異なる対物レンズ12を使用する場合であっても、使用する対物レンズに応じて、複数の光学部材の光軸方向の長さや光学部材径、偏向部22の構成を変えるだけで観察に適した暗視野照明光学系20を用意することができる。   Further, the dark field illumination optical system 20 is composed of an optical member composed of a single medium and a deflecting unit 22 composed of a single member, so that the assemblability is good. Therefore, even when the objective lens 12 having a different numerical aperture is used, only the length in the optical axis direction of the plurality of optical members, the optical member diameter, and the configuration of the deflecting unit 22 are changed according to the objective lens to be used. A dark field illumination optical system 20 suitable for observation can be prepared.

以下、暗視野照明光学系20のより望ましい構成について説明する。   Hereinafter, a more desirable configuration of the dark field illumination optical system 20 will be described.

導光部21が含む複数の光学部材の各々は、対物レンズ12の光軸に垂直な平面において円または正多角形である断面形状を有しており、且つ、対物レンズ12の光軸方向の異なる位置毎に相似または合同な断面形状を有していることが望ましい。断面形状が円または正多角形であることで、複数の光学部材の各々において、導光される照明光が等方的な配光特性を有する。そのため、各光学部材の出射端面Bから標本Sへ照射される照明光により、その照明領域において等方的な照度分布が形成され、照明ムラを低減することができる。また、光学部材外径を適宜調整することで、光学部材出射端面Bの照明分布の大きさを調整することができる。従って、光学部材出射端面Bの照明分布の大きさを標本S上で視野領域に合わせることで、光源部5からの照明光が発散して、対物レンズ12の視野領域外へ照射されることを抑制することが可能である。   Each of the plurality of optical members included in the light guide unit 21 has a cross-sectional shape that is a circle or a regular polygon in a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens 12, and the optical axis direction of the objective lens 12 is It is desirable to have similar or congruent cross-sectional shapes at different positions. Since the cross-sectional shape is a circle or a regular polygon, the illumination light guided in each of the plurality of optical members has an isotropic light distribution characteristic. Therefore, an isotropic illuminance distribution is formed in the illumination area by the illumination light emitted from the emission end face B of each optical member to the specimen S, and illumination unevenness can be reduced. Moreover, the magnitude | size of the illumination distribution of the optical member output end surface B can be adjusted by adjusting an optical member outer diameter suitably. Therefore, by matching the size of the illumination distribution of the optical member emitting end face B with the field of view on the sample S, the illumination light from the light source unit 5 is diverged and irradiated outside the field of view of the objective lens 12. It is possible to suppress.

また、導光部21が含む複数の光学部材は、対物レンズ12の光軸に回転対称に配置されることが望ましい。一般に、特定の方向からの照明光や特定の方向成分における強度が強い照明光が照射された場合、標本Sの凹凸形状がその方向由来の陰影をもつことになる。一方、導光部21の構成において複数の光学部材が回転対称に配置されることで、照明光の方向成分の偏りを軽減し、標本Sの凹凸形状が特定の方向由来の陰影をもつことを抑制できる。これにより、一般的な室内・屋内照明時と同様の写りが得られる。特に、複数の光学部材が同径、同ピッチに配置されていることで、より照明光の方向成分の偏りを軽減するという効果を奏する。   In addition, it is desirable that the plurality of optical members included in the light guide unit 21 be disposed rotationally symmetrically with respect to the optical axis of the objective lens 12. In general, when illumination light from a specific direction or illumination light having a strong intensity in a specific direction component is irradiated, the uneven shape of the sample S has a shadow derived from that direction. On the other hand, by arranging a plurality of optical members in a rotationally symmetrical manner in the configuration of the light guide section 21, the unevenness of the direction component of the illumination light is reduced, and the uneven shape of the sample S has a shadow derived from a specific direction. Can be suppressed. As a result, the same image as in general indoor / indoor lighting can be obtained. In particular, since the plurality of optical members are arranged at the same diameter and the same pitch, the effect of reducing the deviation of the direction component of the illumination light is achieved.

また、複数の光源部5についても対物レンズ12の光軸に回転対称に配置されることで、複数の光源部5の各々から射出された照明光の標本Sまでの光路長が略等しくなり、照明ムラを低減することができる。   Further, by arranging the plurality of light source units 5 to be rotationally symmetrical with respect to the optical axis of the objective lens 12, the optical path lengths to the samples S of the illumination light emitted from each of the plurality of light source units 5 are substantially equal. Irradiation unevenness can be reduced.

また、導光部21が含む複数の光学部材は、本実施形態では柱状であるが、標本S側において広がりをもつ錐台状、または、光源部5側において広がりをもつ錐台状に形成されていてもよい。使用する対物レンズ12の開口数に応じて上記構成を適切に選択することで、より照明効率を向上させることができるが、そのような構成については後述の実施形態で説明される。尚、断面形状が対物レンズ12の光軸方向の異なる位置毎に相似であっても、標本S上の照度分布の等方性は維持される。   The plurality of optical members included in the light guide unit 21 are columnar in the present embodiment, but are formed in a frustum shape having a spread on the sample S side or a frustum shape having a spread on the light source unit 5 side. It may be. Although the illumination efficiency can be further improved by appropriately selecting the above configuration according to the numerical aperture of the objective lens 12 to be used, such a configuration will be described in an embodiment described later. Even if the cross-sectional shape is similar at each position where the optical axis direction of the objective lens 12 is different, the isotropy of the illuminance distribution on the sample S is maintained.

また導光部21の複数の光学部材を形成する端面A、Bは、光が均一に出入りするような形状であることが望ましく、例えば、平面、または、球面、または、コーニック面のいずれかで形成される。特に、端面A、Bを球面またはコーニック面とし、その曲率半径を調整することで、端面A、Bは、照明領域への照明光を集光させる機能を有する。例えば、より狭い照明領域を照明したい場合であっても、端面A、Bを適切な曲率半径の球面形状またはコーニック面形状とすることで、照明光の集光力を増やすことができる。   Moreover, it is desirable that the end surfaces A and B forming the plurality of optical members of the light guide portion 21 have a shape that allows light to enter and exit uniformly. For example, the end surfaces A and B are either flat surfaces, spherical surfaces, or conic surfaces. It is formed. In particular, the end faces A and B have a function of condensing illumination light to the illumination area by making the end faces A and B spherical or conic and adjusting the radius of curvature. For example, even when it is desired to illuminate a narrower illumination area, the condensing power of the illumination light can be increased by making the end faces A and B have a spherical shape or a conic surface shape with an appropriate curvature radius.

また、導光部21の複数の光学部材の各々は、可塑性の単一の素材で形成されていてもよい。光学部材を可塑性とすることで、暗視野照明光学系20の組み立て性が向上する。例えば、導光部21の複数の光学部材は、光ファイバーであってもよい。
また、導光部21の複数の光学部材の各々について、光学部材の出射端面が標本Sの表面に対して角度を有していてもよい。即ち、光学部材の出射端面は、標本Sの表面と平行な形状に限らない。例えば、光学部材の出射端面が対物レンズ12の視野領域へ向けられるように出射端面が角度を有することで、より多くの光が視野領域へ到達するため、照明効率を向上させることができる。
In addition, each of the plurality of optical members of the light guide unit 21 may be formed of a single plastic material. By making the optical member plastic, the assemblability of the dark field illumination optical system 20 is improved. For example, the plurality of optical members of the light guide unit 21 may be optical fibers.
Further, for each of the plurality of optical members of the light guide unit 21, the emission end face of the optical member may have an angle with respect to the surface of the sample S. That is, the emission end face of the optical member is not limited to a shape parallel to the surface of the sample S. For example, since the emission end face has an angle so that the emission end face of the optical member is directed to the field area of the objective lens 12, more light reaches the field area, so that the illumination efficiency can be improved.

また、導光部21の複数の光学部材の各々は、対物レンズ12の光軸と平行に配置されるが、光学部材の入射端面と出射端面の間の導光径路が対物レンズ12の光軸方向に対して角度を有するような形状であってもよい。導光径路が角度を有することで、光学部材出射端面の照明分布の位置が変更され、標本S上での照明領域の位置が変更される。このように、複数の光学部材の導光径路を予め角度をもたせて形成することで、照明領域の位置を微調整してもよい。   In addition, each of the plurality of optical members of the light guide unit 21 is arranged in parallel with the optical axis of the objective lens 12, but the light guide path between the incident end surface and the output end surface of the optical member is the optical axis of the objective lens 12. The shape may have an angle with respect to the direction. Since the light guide path has an angle, the position of the illumination distribution on the light exit end face of the optical member is changed, and the position of the illumination area on the sample S is changed. Thus, the position of the illumination area may be finely adjusted by forming the light guide paths of the plurality of optical members at an angle in advance.

以下、光源部5、導光部21、偏向部22のより望ましい配置について、図面を用いて説明する。図5は、光源部5のうち一つの光源部と、導光部21が含む光学部材のうち一つの光学部材(ここでは、代表として光学部材21a)との配置関係を示す図である。図5において、d、θ、D、Hはそれぞれ、光源部径、配光角、光学部材外径、光源端部から導光部入射面までの長さを表す。ここで、光源部からの照明光が光学部材21aの入射端を全て通過するために以下の条件式を満たしていることが望ましい。
Hereinafter, a more desirable arrangement of the light source unit 5, the light guide unit 21, and the deflection unit 22 will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement relationship between one light source unit in the light source unit 5 and one optical member (here, the optical member 21 a as a representative) among the optical members included in the light guide unit 21. In FIG. 5, d, θ, D, and H represent the light source part diameter, the light distribution angle, the optical member outer diameter, and the length from the light source end part to the light guide part incident surface, respectively. Here, it is desirable that the following conditional expression is satisfied in order for the illumination light from the light source unit to pass through all incident ends of the optical member 21a.

上記条件式は、光学部材外径Dが、光源部径dの光源部から射出される照明光の照射範囲の直径よりも大きいという条件から導かれる。   The conditional expression is derived from the condition that the outer diameter D of the optical member is larger than the diameter of the irradiation range of the illumination light emitted from the light source part having the light source part diameter d.

また、従来技術として、光源部から射出した光をコリメートレンズを介して、標本Sへ集光するための集光レンズへ向けてリレーする構成は存在した。一方で、使用するコリメートレンズの焦点距離とによって、光源部と該コリメートレンズ間の距離が限定されてしまう。対して、本実施形態の顕微鏡装置10では、上記条件式[数1]に示されるように、導光部21の外径の設計次第で、光源部5と導光部21との間の距離を任意に調整可能である。そのため、装置内の配置の自由度を高くすることができる。   Further, as a conventional technique, there is a configuration in which light emitted from the light source unit is relayed toward a condensing lens for condensing the sample S through a collimator lens. On the other hand, the distance between the light source unit and the collimating lens is limited by the focal length of the collimating lens to be used. On the other hand, in the microscope apparatus 10 of the present embodiment, the distance between the light source unit 5 and the light guide unit 21 depends on the design of the outer diameter of the light guide unit 21 as shown in the conditional expression [Equation 1]. Can be arbitrarily adjusted. Therefore, the freedom degree of arrangement | positioning in an apparatus can be made high.

図6は、導光部21が含む光学部材のうち一つの光学部材(ここでは、代表として光学部材21a)及び偏向部22と、標本S上の照明領域との配置関係を示す図である。図6において、θ、D、r、WDはそれぞれ、光源部5の配光角、光学部材外径、光学部材の中心軸から対物レンズ12の光軸までの距離、対物レンズ12の作動距離である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement relationship between one optical member (here, the optical member 21 a as a representative) and the deflecting unit 22 among the optical members included in the light guide unit 21 and the illumination region on the specimen S. In FIG. 6, θ, D, r, and WD are the light distribution angle of the light source unit 5, the optical member outer diameter, the distance from the central axis of the optical member to the optical axis of the objective lens 12, and the working distance of the objective lens 12. is there.

このとき、図6の偏向部22の出射端面の中心から照明領域の中心までの距離であるlは、r、WDを用いて以下の関係式で表される。
At this time, l, which is the distance from the center of the exit end face of the deflecting unit 22 in FIG. 6 to the center of the illumination area, is expressed by the following relational expression using r and WD.

また、図6の偏向部22の出射端中心から光源配光角θで照射される照明光が標本S上に照射される領域の半径aは、lを用いて、以下の関係式で表される。尚、φは、偏向部22の出射端面の中心から、対物レンズ12の光軸と標本Sとの接点までを結んだ線の対物レンズ12の光軸に対する角度を表す。
Further, the radius a of the region where the illumination light irradiated at the light source light distribution angle θ from the center of the emission end of the deflecting unit 22 in FIG. 6 is irradiated on the sample S is expressed by the following relational expression using l. The Note that φ represents an angle of a line connecting the center of the emission end face of the deflecting unit 22 to the contact point between the optical axis of the objective lens 12 and the sample S with respect to the optical axis of the objective lens 12.

以上から、図6において規定される照明領域の直径は、2aにDを足し合わせた値となる。ここでいう照明領域とは、暗視野照明光学系20を介して照明光が照射される領域を示す。   From the above, the diameter of the illumination area defined in FIG. 6 is a value obtained by adding D to 2a. The illumination area here refers to an area irradiated with illumination light through the dark field illumination optical system 20.

一方、光学部材端面(端面A、B)の形状によっては、光学部材の出射端面側の照明光の配光角を、光源部5の配光角よりも狭めることができる。また、光学部材の断面形状によっても照明光が照射される領域を狭めることができる。そのため、図6によって規定される照明領域に対し、光学部材端面の形状や断面形状によって照明領域をさらに狭めることができるため、照明領域の直径をfとすると、fは下記条件式を満たす範囲で決定されるとよい。
On the other hand, depending on the shape of the end face of the optical member (end faces A and B), the light distribution angle of the illumination light on the emission end face side of the optical member can be narrower than the light distribution angle of the light source unit 5. Moreover, the area irradiated with illumination light can be narrowed by the cross-sectional shape of the optical member. Therefore, the illumination area can be further narrowed by the shape and cross-sectional shape of the end face of the optical member with respect to the illumination area defined by FIG. 6. Therefore, when the diameter of the illumination area is f, f is in a range satisfying the following conditional expression. It should be decided.

また、対物レンズ12の作動距離WDを確保するため以下のように配置を調整することが望ましい。導光部21が含む複数の光学部材の長さと偏向部22の厚さとを足し合わせた長さは、光源部5から標本Sまでの距離から対物レンズ12の作動距離WDを引いた長さ以下であることが望ましい。   Moreover, in order to ensure the working distance WD of the objective lens 12, it is desirable to adjust the arrangement as follows. The total length of the plurality of optical members included in the light guide unit 21 and the thickness of the deflecting unit 22 is equal to or less than the distance obtained by subtracting the working distance WD of the objective lens 12 from the distance from the light source unit 5 to the sample S. It is desirable that

図7は、暗視野照明光学系20を用いて標本S上を照明したときの、対物レンズ12の光軸と垂直な標本S平面上の位置に対応する照度分布を示す図である。一点鎖線で囲まれる領域Fは、対物レンズ12の視野領域を示す。このように、暗視野照明光学系20を用いて照明を行うことで、領域F内に均一に照明光が照射されていることがわかる。   FIG. 7 is a diagram showing an illuminance distribution corresponding to a position on the specimen S plane perpendicular to the optical axis of the objective lens 12 when the specimen S is illuminated using the dark field illumination optical system 20. A region F surrounded by an alternate long and short dash line indicates a visual field region of the objective lens 12. Thus, it can be seen that the illumination light is uniformly irradiated in the region F by performing illumination using the dark field illumination optical system 20.

以下、第1の実施形態の顕微鏡装置10との比較例として、従来技術である中空円筒型の導光部を含むような暗視野照明光学系30を顕微鏡装置10の暗視野照明光学系20の代わりに配置した場合の効果について図面を用いて説明する。   Hereinafter, as a comparative example of the microscope apparatus 10 of the first embodiment, a dark field illumination optical system 30 including a hollow cylindrical light guide unit, which is a conventional technique, is replaced with a dark field illumination optical system 20 of the microscope apparatus 10. The effect of the arrangement instead will be described with reference to the drawings.

図8は、暗視野照明光学系30の斜視図である。暗視野照明光学系30は、単一の中空円筒状の光学部材からなる導光部31と、偏向部32と、を有している。   FIG. 8 is a perspective view of the dark field illumination optical system 30. The dark field illumination optical system 30 includes a light guide unit 31 made of a single hollow cylindrical optical member and a deflection unit 32.

図9は、暗視野照明光学系30を真横から見た図である。図10は、暗視野照明光学系30を光源部側から見た図である。   FIG. 9 is a view of the dark field illumination optical system 30 as viewed from the side. FIG. 10 is a view of the dark field illumination optical system 30 as viewed from the light source unit side.

図9における、R1〜R4は、それぞれ各部位の曲率半径を示す。また、図9における、T1〜T3、及び、図10におけるD1〜D4は、それぞれ各部位の長さを示す。より詳細には、R1、R2、R3、R4はそれぞれ、光学部材入射端面の曲率半径、光学部材出射端面の曲率半径、偏向部入射端面の曲率半径、偏向部出射端面の曲率半径である。また、T1、T2、T3はそれぞれ、光学部材長、偏向部長、偏向部出射端面から標本面までの長さ、である。また、D1、D2、D3、D4はそれぞれ、光源部動径、光学部材外径、偏向部内半径、偏向部外半径である。R1〜R4、T1〜T3、及びD1〜D4の各数値については、下記表2を参照されたい。尚、T1〜T3、及びD1〜D4の単位は全てミリメートルである。
In FIG. 9, R1 to R4 indicate the radii of curvature of the respective parts. Further, T1 to T3 in FIG. 9 and D1 to D4 in FIG. 10 indicate the length of each part, respectively. More specifically, R1, R2, R3, and R4 are the radius of curvature of the optical member incident end face, the radius of curvature of the optical member exit end face, the radius of curvature of the deflector entrance end face, and the radius of curvature of the deflector exit end face, respectively. T1, T2, and T3 are an optical member length, a deflection unit length, and a length from the deflection unit emission end surface to the sample surface, respectively. D1, D2, D3, and D4 are a light source portion moving diameter, an optical member outer diameter, a deflection portion inner radius, and a deflection portion outer radius, respectively. Refer to the following Table 2 for each numerical value of R1 to R4, T1 to T3, and D1 to D4. The units of T1 to T3 and D1 to D4 are all in millimeters.

以上の構成による暗視野照明光学系30を含む顕微鏡装置40によって標本S上を照明したときの、対物レンズ12の光軸と垂直な標本S平面上の位置に対応する照度分布を示すと、図11にようになる。一点鎖線で囲まれる領域Fは、対物レンズ12の視野領域を示す。図7では、領域F内に照明光が照射されている照明光の一部が、図11では領域F外に照射されている。即ち、図11では、図7の照明領域より外側においても照明光が照射されていることがわかる。これは、中空円筒状の光学部材中の円周方向において、光が円周方向に発散してしまい、本来導光されるべき照明領域上に照明光が導光されないために起こると考えられる。   An illuminance distribution corresponding to a position on the sample S plane perpendicular to the optical axis of the objective lens 12 when the sample S is illuminated by the microscope apparatus 40 including the dark field illumination optical system 30 having the above configuration is shown in FIG. 11 and so on. A region F surrounded by an alternate long and short dash line indicates a visual field region of the objective lens 12. In FIG. 7, a part of the illumination light irradiated with the illumination light in the region F is irradiated outside the region F in FIG. 11. That is, in FIG. 11, it can be seen that the illumination light is also irradiated outside the illumination area of FIG. It is considered that this occurs because light diverges in the circumferential direction in the circumferential direction in the hollow cylindrical optical member, and illumination light is not guided onto the illumination region that should be guided.

以上、図11と、図7とを比較してわかるとおり、暗視野照明光学系20を用いて行う暗視野観察では、従来技術による暗視野照明光学系30を用いて行う暗視野観察と比べて、照明効率を向上できていることがわかる。   As described above, as can be seen by comparing FIG. 11 and FIG. 7, the dark field observation performed using the dark field illumination optical system 20 is compared with the dark field observation performed using the dark field illumination optical system 30 according to the prior art. It can be seen that the lighting efficiency can be improved.

次に、第1の実施形態の変形例として、以下のような装置構成が挙げられる。   Next, as a modification of the first embodiment, the following apparatus configuration can be cited.

図12は、変形例1に係る顕微鏡装置40の構成を示す図である。顕微鏡装置40は、暗視野照明光学系20a、20bと、を備えている。また、暗視野照明光学系20aへ照明光を入射させる複数の光源部5aと、暗視野照明光学系20bへ照明光を入射させる複数の光源部5bと、を顕微鏡装置40に内蔵させる形で備えている。暗視野照明光学系20a、20bは、予め使用する対物レンズの開口数に合わせた条件で設計される。使用する対物レンズ12を装着する際に、暗視野照明光学系20a、20bを切り替えて、対応する光源部下に配置する。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the microscope apparatus 40 according to the first modification. The microscope apparatus 40 includes dark field illumination optical systems 20a and 20b. In addition, the microscope apparatus 40 includes a plurality of light source units 5a that allow illumination light to enter the dark field illumination optical system 20a and a plurality of light source units 5b that allow illumination light to enter the dark field illumination optical system 20b. ing. The dark field illumination optical systems 20a and 20b are designed under conditions that match the numerical aperture of the objective lens used in advance. When the objective lens 12 to be used is mounted, the dark field illumination optical systems 20a and 20b are switched and arranged below the corresponding light source unit.

このように、複数の異なる開口数の対物レンズを使用することを想定して、複数の暗視野照明光学系(暗視野照明光学系20a、20b)が切り替え可能に配置されていてもよい。また、光源部5a、5bを顕微鏡装置40内に含むことで、光源部の取り外しを行うことなく、複数の暗視野照明光学系の切り替えを行うことができ、切り替え時の操作性がよい。   As described above, assuming that a plurality of objective lenses having different numerical apertures are used, a plurality of dark field illumination optical systems (dark field illumination optical systems 20a and 20b) may be switchably arranged. In addition, by including the light source units 5a and 5b in the microscope apparatus 40, it is possible to switch a plurality of dark field illumination optical systems without removing the light source unit, and the operability at the time of switching is good.

図13は、変形例2に係る顕微鏡装置45aの構成を示す図である。顕微鏡装置45aは、暗視野照明装置45bを着脱可能に備えている。暗視野照明装置45bは、暗視野照明用の光源部5を有しており、単体で暗視野照明を行うことができるため暗視野照明装置と記載しているが、光源部5を備えているという点以外において第1の実施形態における暗視野照明光学系20の構成と同様である。より詳しくは、暗視野照明装置45bは、暗視野観察用の照明光を射出する複数の光源部5と、互いに平行であり接触せず空気を隔てて配置される複数の光学部材を通して光源部5から射出される照明光を導光する導光部と、導光部により導光された照明光を偏向する単一の部材からなる偏向部と、を有している。   FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a microscope apparatus 45a according to the second modification. The microscope device 45a includes a dark field illumination device 45b that is detachable. The dark field illumination device 45b includes the light source unit 5 for dark field illumination, and is described as a dark field illumination device because it can perform dark field illumination alone, but includes the light source unit 5. Except for this point, the configuration is the same as that of the dark field illumination optical system 20 in the first embodiment. More specifically, the dark field illumination device 45b includes a plurality of light source units 5 that emit illumination light for dark field observation and a plurality of light source units 5 that are arranged in parallel with each other and are not in contact with each other and are separated from the air. A light guide unit that guides the illumination light emitted from the light source, and a deflecting unit that includes a single member that deflects the illumination light guided by the light guide unit.

即ち、顕微鏡装置45は、暗視野照明用の光源部5を外付けとするような構成であり、本構成においても第1の実施形態の顕微鏡装置10と同様の効果を奏する。   That is, the microscope apparatus 45 is configured such that the light source unit 5 for dark field illumination is externally attached, and the same effect as the microscope apparatus 10 of the first embodiment can be obtained in this configuration.

以下、第2の実施形態における顕微鏡装置における暗視野照明光学系50の構成を説明する。第2の実施形態における顕微鏡装置の構成は、顕微鏡装置10と同様であるため、説明を省略する。   Hereinafter, the configuration of the dark field illumination optical system 50 in the microscope apparatus according to the second embodiment will be described. Since the configuration of the microscope apparatus according to the second embodiment is the same as that of the microscope apparatus 10, the description thereof is omitted.

図14は、暗視野照明光学系50の斜視図である。暗視野照明光学系50は、複数の光学部材(光学部材51a、51b、・・・)を含む導光部51と、偏向部52と、を有している。導光部51は、暗視野照明光学系20の導光部21と同様の構成である。偏向部52は、円環状のミラーによって構成されている。尚、暗視野照明光学系20を納めるメカ枠の記載を省略している。   FIG. 14 is a perspective view of the dark field illumination optical system 50. The dark field illumination optical system 50 includes a light guide unit 51 including a plurality of optical members (optical members 51a, 51b,...) And a deflection unit 52. The light guide 51 has the same configuration as the light guide 21 of the dark field illumination optical system 20. The deflection unit 52 is configured by an annular mirror. Note that the description of the mechanical frame that houses the dark field illumination optical system 20 is omitted.

図15は、暗視野照明光学系50を真横から見た図である。図16は、暗視野照明光学系50を光源部5側から見た図である。   FIG. 15 is a view of the dark field illumination optical system 50 as viewed from the side. FIG. 16 is a diagram of the dark field illumination optical system 50 as viewed from the light source unit 5 side.

図15における、R1、R2は、それぞれ各部位の曲率半径を示す。また、図15における、T1〜T3、及び、図16におけるD1〜D4は、それぞれ各部位の長さを示す。より詳細には、R1、R2はそれぞれ、光学部材入射端面の曲率半径、光学部材出射端面の曲率半径である。また、T1、T2、T3はそれぞれ、光学部材長、偏向部長、偏向部出射端面から標本面までの長さである。また、D1、D2、D3、D4はそれぞれ、光源部動径、光学部材外径、偏向部内半径、偏向部外半径である。R1、R2、T1〜T3、及びD1〜D4の各数値については、下記表3を参照されたい。尚、T1〜T3、及びD1〜D4の単位は全てミリメートルである。
In FIG. 15, R1 and R2 indicate the radii of curvature of the respective parts. Further, T1 to T3 in FIG. 15 and D1 to D4 in FIG. 16 indicate the length of each part, respectively. More specifically, R1 and R2 are the radius of curvature of the optical member entrance end face and the radius of curvature of the optical member exit end face, respectively. T1, T2, and T3 are the length of the optical member, the length of the deflecting portion, and the length from the exit end surface of the deflecting portion to the sample surface, respectively. D1, D2, D3, and D4 are a light source portion moving diameter, an optical member outer diameter, a deflection portion inner radius, and a deflection portion outer radius, respectively. Refer to Table 3 below for the numerical values of R1, R2, T1 to T3, and D1 to D4. The units of T1 to T3 and D1 to D4 are all in millimeters.

以上の構成を有する暗視野照明光学系50を含む顕微鏡装置によっても、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができる。特に、作動距離が短い高開口数の対物レンズを使用する場合には、本構成のように偏向部51として円環状のミラーを用いることで照明光の集光具合を大きくすることができる。   Even with a microscope apparatus including the dark field illumination optical system 50 having the above configuration, the dark field observation method can be performed with high illumination efficiency. In particular, when a high numerical aperture objective lens with a short working distance is used, it is possible to increase the concentration of illumination light by using an annular mirror as the deflecting unit 51 as in this configuration.

図17は、暗視野照明光学系50を用いて標本S上を照明したときの、顕微鏡装置の対物レンズの光軸と垂直な標本S平面上の位置に対応する照度分布を示す図である。一点鎖線で囲まれる領域Fは、対物レンズ12の視野領域を示す。このように、暗視野照明光学系50を用いて照明を行うことで、領域F内に均一に照明光が照射されていることがわかる。   FIG. 17 is a diagram showing an illuminance distribution corresponding to a position on the specimen S plane perpendicular to the optical axis of the objective lens of the microscope apparatus when the specimen S is illuminated using the dark field illumination optical system 50. A region F surrounded by an alternate long and short dash line indicates a visual field region of the objective lens 12. Thus, it can be seen that the illumination light is uniformly irradiated in the region F by performing illumination using the dark field illumination optical system 50.

以下、第3の実施形態における顕微鏡装置における暗視野照明光学系60の構成を説明する。第3の実施形態における顕微鏡装置では、複数の光源部5の配置が対物レンズ12の光軸に回転対称に配置されることについては、第1の実施形態で述べた特徴と同様であるが、その光源部5の配置が後述する光学部材の配置に合わせたものである点において顕微鏡装置10と異なる。   Hereinafter, the configuration of the dark field illumination optical system 60 in the microscope apparatus according to the third embodiment will be described. In the microscope apparatus according to the third embodiment, the arrangement of the plurality of light source units 5 is rotationally symmetric with respect to the optical axis of the objective lens 12, which is the same as the feature described in the first embodiment. It differs from the microscope apparatus 10 in that the arrangement of the light source unit 5 is adapted to the arrangement of optical members described later.

図18は、暗視野照明光学系60の斜視図である。図19は、暗視野照明光学系60を真横から見た図である。図20は、暗視野照明光学系60を光源部5側から見た図である。暗視野照明光学60は、複数の光学部材を含む導光部61と、偏向部62と、を有している。偏向部62は、暗視野照明光学系20の偏向部22と同様の構成である。   FIG. 18 is a perspective view of the dark field illumination optical system 60. FIG. 19 is a diagram of the dark field illumination optical system 60 viewed from the side. FIG. 20 is a diagram of the dark field illumination optical system 60 as viewed from the light source unit 5 side. The dark field illumination optics 60 includes a light guide unit 61 including a plurality of optical members and a deflecting unit 62. The deflecting unit 62 has the same configuration as the deflecting unit 22 of the dark field illumination optical system 20.

導光部61が含む複数の光学部材は、顕微鏡装置の対物レンズの光軸に回転対称に配置されることについては、第1の実施形態で述べた特徴と同様である。一方で、導光部61が含む複数の光学部材は、対物レンズの光軸を中心として動径の異なる複数の円周上に、回転対称に配置されている。   The plurality of optical members included in the light guide unit 61 are arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the optical axis of the objective lens of the microscope apparatus, which is the same as the feature described in the first embodiment. On the other hand, the plurality of optical members included in the light guide unit 61 are rotationally symmetrically arranged on a plurality of circumferences having different moving diameters around the optical axis of the objective lens.

図20に示されるように、4つの光学部材61a〜61dを一まとまりとすると、4つの光学部材61a〜61dの配置に対応する各まとまりが回転対称に配置されているともいえる。このとき、4つの光学部材61a〜61dで囲まれる中心の領域を光源部5eからの照明光が通る。即ち、光源部5eからの照明光は、4つの光学部材61a〜61dの外周面を介して導光される。また、図20の光源部5a〜5dは、それぞれ、光学部材61a〜61dを介して導光される。   As shown in FIG. 20, when the four optical members 61a to 61d are grouped, it can be said that the groups corresponding to the arrangement of the four optical members 61a to 61d are arranged rotationally symmetrically. At this time, illumination light from the light source unit 5e passes through a central region surrounded by the four optical members 61a to 61d. That is, the illumination light from the light source unit 5e is guided through the outer peripheral surfaces of the four optical members 61a to 61d. Moreover, the light source parts 5a-5d of FIG. 20 are light-guided via the optical members 61a-61d, respectively.

図19における、R1〜R4は、それぞれ各部位の曲率半径を示す。また、図19における、T1〜T3、及び、図20におけるD1〜D4は、それぞれ各部位の長さを示す。より詳細には、R1、R2、R3、R4はそれぞれ、光学部材入射端面の曲率半径、光学部材出射端面の曲率半径、偏向部入射端面の曲率半径、偏向部出射端面の曲率半径である。また、T1、T2、T3はそれぞれ、光学部材長、偏向部長、偏向部出射端面から標本面までの長さである。また、D1、D2、D3、D4はそれぞれ、光源部動径、光学部材外径、偏向部内半径、偏向部外半径である。R1〜R4、T1〜T3、及びD1〜D4の各数値については、下記表4を参照されたい。尚、T1〜T3、及びD1〜D4の単位は全てミリメートルである。
In FIG. 19, R <b> 1 to R <b> 4 indicate the radius of curvature of each part. Moreover, T1-T3 in FIG. 19 and D1-D4 in FIG. 20 show the length of each part, respectively. More specifically, R1, R2, R3, and R4 are the radius of curvature of the optical member incident end face, the radius of curvature of the optical member exit end face, the radius of curvature of the deflector entrance end face, and the radius of curvature of the deflector exit end face, respectively. T1, T2 and T3 are the length of the optical member, the length of the deflection section, and the length from the exit end face of the deflection section to the sample surface, respectively. D1, D2, D3, and D4 are a light source portion moving diameter, an optical member outer diameter, a deflection portion inner radius, and a deflection portion outer radius, respectively. Refer to the following Table 4 for the numerical values of R1 to R4, T1 to T3, and D1 to D4. The units of T1 to T3 and D1 to D4 are all in millimeters.

以上の構成を有する暗視野照明光学系60を含む顕微鏡装置によっても、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができる。このように回転対称に配置される光学部材及び光源部5の数を増やすことで、照度を向上させることができる。   Even with a microscope apparatus including the dark field illumination optical system 60 having the above configuration, the dark field observation method can be performed with high illumination efficiency. In this way, the illuminance can be improved by increasing the number of optical members and the light source units 5 arranged in a rotationally symmetrical manner.

図21は、暗視野照明光学系60を用いて標本S上を照明したときの、顕微鏡装置の対物レンズの光軸と垂直な標本S平面上の位置に対応する照度分布を示す図である。一点鎖線で囲まれる領域Fは、対物レンズ12の視野領域を示す。このように、暗視野照明光学系60を用いて照明を行うことで、領域F内に均一に照明光が照射されていることがわかる。   FIG. 21 is a diagram showing an illuminance distribution corresponding to a position on the specimen S plane perpendicular to the optical axis of the objective lens of the microscope apparatus when the specimen S is illuminated using the dark field illumination optical system 60. A region F surrounded by an alternate long and short dash line indicates a visual field region of the objective lens 12. Thus, it can be seen that the illumination light is uniformly irradiated in the region F by performing illumination using the dark field illumination optical system 60.

図22は、暗視野照明光学系60において、4つの光学部材の外周面を介して導光される照明光を射出する光源部(光源部5e等)を除いた場合の標本S平面上の位置に対応する照度分布を示す図である。図21の照度分布と比較すると、照度が少しばかり低下するが、図22においても領域F内に均一に照明光が照射されていることがわかる。このように、4つの光学部材の外周面を介して導光される照明光を射出する光源部(光源部5e等)がないような構成であっても構わない。   FIG. 22 shows the position on the specimen S plane in the dark field illumination optical system 60 except for the light source part (light source part 5e and the like) that emits illumination light guided through the outer peripheral surfaces of the four optical members. It is a figure which shows the illumination intensity distribution corresponding to. Compared with the illuminance distribution of FIG. 21, the illuminance slightly decreases, but it can be seen that the illumination light is evenly irradiated in the region F in FIG. 22. In this way, the configuration may be such that there is no light source unit (light source unit 5e or the like) that emits illumination light guided through the outer peripheral surfaces of the four optical members.

以下、第4の実施形態における顕微鏡装置における暗視野照明光学系70の構成を説明する。第4の実施形態における顕微鏡装置では、複数の光源部5の配置が対物レンズ12の光軸に回転対称に配置されることについては、第1の実施形態で述べた特徴と同様であるが、その光源部5の配置が後述する光学部材の配置に合わせたものである点において顕微鏡装置10と異なる。   Hereinafter, the configuration of the dark field illumination optical system 70 in the microscope apparatus according to the fourth embodiment will be described. In the microscope apparatus according to the fourth embodiment, the arrangement of the plurality of light source units 5 is rotationally symmetric with respect to the optical axis of the objective lens 12, which is the same as the feature described in the first embodiment. It differs from the microscope apparatus 10 in that the arrangement of the light source unit 5 is adapted to the arrangement of optical members described later.

図23は、暗視野照明光学系70の斜視図である。図24は、暗視野照明光学系70を真横から見た図である。図25は、暗視野照明光学系60を光源部5側から見た図である。暗視野照明光学70は、複数の光学部材(光学部材71a、71b・・・)を含む導光部71と、偏向部72と、を有している。偏向部72は、暗視野照明光学系20の偏向部22と同様の構成である。   FIG. 23 is a perspective view of the dark field illumination optical system 70. FIG. 24 is a diagram of the dark field illumination optical system 70 viewed from the side. FIG. 25 is a view of the dark field illumination optical system 60 as viewed from the light source unit 5 side. The dark field illumination optics 70 includes a light guide unit 71 including a plurality of optical members (optical members 71a, 71b...) And a deflecting unit 72. The deflecting unit 72 has the same configuration as the deflecting unit 22 of the dark field illumination optical system 20.

複数の光学部材のうちの一つの光学部材71aに着目して説明する。図25に示されるように、光学部材71aにおける照明光の入射端面の面積は、各光源部の面積よりも大きくなるように構成されており、複数の光源部のうちの光源部5a〜5eからの照明光が光学部材71aの端面へ入射するように構成される。即ち、光学部材71aは、複数の光源部からの照明光を導光するような構成となる。尚、他の複数の光学部材の大きさと、それら光学部材と複数の光源部との関係についても、光学部材71aと同様である。   Description will be made by paying attention to one optical member 71a among the plurality of optical members. As shown in FIG. 25, the area of the incident end surface of the illumination light in the optical member 71a is configured to be larger than the area of each light source unit, and from the light source units 5a to 5e among the plurality of light source units. The illumination light is configured to enter the end face of the optical member 71a. That is, the optical member 71a is configured to guide illumination light from a plurality of light source units. The sizes of the other optical members and the relationship between the optical members and the light source units are the same as those of the optical member 71a.

また、光源部5a〜5eは、光学部材71aの断面形状の中心軸に回転対称に配置される。他の複数の光学部材においても同じであり、即ち、複数の光源部の各々は、複数の光学部材のうちいずれかの光学部材の断面形状の中心軸に回転対称に配置される。また、光学部材の断面形状の中心軸に回転対称に配置される光源部の数は、適宜変更されてよい。   Moreover, the light source parts 5a-5e are arrange | positioned rotationally symmetrically about the central axis of the cross-sectional shape of the optical member 71a. The same applies to the other optical members, that is, each of the plurality of light source units is arranged rotationally symmetrically with respect to the central axis of the cross-sectional shape of any one of the plurality of optical members. Moreover, the number of the light source parts arrange | positioned rotationally symmetrically about the central axis of the cross-sectional shape of an optical member may be changed suitably.

図24における、R1〜R4は、それぞれ各部位の曲率半径を示す。また、図24における、T1〜T3、及び、図25におけるD1〜D4は、それぞれ各部位の長さを示す。より詳細には、R1、R2、R3、R4はそれぞれ、光学部材入射端面の曲率半径、光学部材出射端面の曲率半径、偏向部入射端面の曲率半径、偏向部出射端面の曲率半径である。また、T1、T2、T3はそれぞれ、光学部材長、偏向部長、偏向部出射端面から標本面までの長さである。また、D1、D2、D3、D4はそれぞれ、光源部動径、光学部材外径、偏向部内半径、偏向部外半径である。R1〜R4、T1〜T3、及びD1〜D4の各数値については、下記表5を参照されたい。尚、T1〜T3、及びD1〜D4の単位は全てミリメートルである。
In FIG. 24, R1 to R4 indicate the radii of curvature of the respective parts. Moreover, T1-T3 in FIG. 24 and D1-D4 in FIG. 25 show the length of each part, respectively. More specifically, R1, R2, R3, and R4 are the radius of curvature of the optical member incident end face, the radius of curvature of the optical member exit end face, the radius of curvature of the deflector entrance end face, and the radius of curvature of the deflector exit end face, respectively. T1, T2, and T3 are the length of the optical member, the length of the deflecting portion, and the length from the exit end surface of the deflecting portion to the sample surface, respectively. D1, D2, D3, and D4 are a light source portion moving diameter, an optical member outer diameter, a deflection portion inner radius, and a deflection portion outer radius, respectively. Refer to the following Table 5 for the numerical values of R1 to R4, T1 to T3, and D1 to D4. The units of T1 to T3 and D1 to D4 are all in millimeters.

以上の構成を有する暗視野照明光学系70を含む顕微鏡装置によっても、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができる。低開口数の対物レンズを使用して標本S上の広い視野を観察しようとする場合には、狭い視野を観察する場合と比べてより多くの照明光を照射する必要がある。本構成によれば、導光部71の光学部材の端面の外径内に複数の光源部が配置されるため、装置を肥大化させることなく標本S上の広い視野領域で明るさを確保することができる。   Even with a microscope apparatus including the dark field illumination optical system 70 having the above configuration, the dark field observation method can be performed with high illumination efficiency. When a wide field of view on the specimen S is to be observed using an objective lens having a low numerical aperture, it is necessary to irradiate more illumination light than when observing a narrow field of view. According to this configuration, since a plurality of light source units are arranged within the outer diameter of the end face of the optical member of the light guide unit 71, brightness is ensured in a wide visual field region on the specimen S without enlarging the device. be able to.

また、複数の光源部の各々が、複数の光学部材のうちいずれかの光学部材の断面形状の中心軸に回転対称に配置されることで、導光部出射端面における照明光の分布のムラがなくなり、標本S上での照明ムラの低減を図ることができる。   In addition, each of the plurality of light source units is arranged rotationally symmetrically with respect to the central axis of the cross-sectional shape of any one of the plurality of optical members, thereby causing uneven distribution of illumination light on the light exit end surface of the light guide unit. Therefore, it is possible to reduce uneven illumination on the specimen S.

図26は、暗視野照明光学系70を用いて標本S上を照明したときの、顕微鏡装置の対物レンズの光軸と垂直な標本S平面上の位置に対応する照度分布を示す図である。一点鎖線で囲まれる領域Fは、対物レンズ12の視野領域を示す。このように、暗視野照明光学系70を用いて照明を行うことで、領域F内に均一に照明光が照射されていることがわかる。   FIG. 26 is a diagram showing an illuminance distribution corresponding to a position on the specimen S plane perpendicular to the optical axis of the objective lens of the microscope apparatus when the specimen S is illuminated using the dark field illumination optical system 70. A region F surrounded by an alternate long and short dash line indicates a visual field region of the objective lens 12. Thus, it can be seen that the illumination light is uniformly irradiated in the region F by performing illumination using the dark field illumination optical system 70.

また、第4の実施形態における複数の光源部、導光部71、偏向部72の望ましい配置について、図面を用いて説明する。図27は、複数の光源部(図中では三つの光源部)と、導光部71が含む光学部材のうち一つの光学部材(ここでは、代表として光学部材71a)との配置関係を示す図である。図27において、d、θ、D、H、Pはそれぞれ、光源部径、配光角、光学部材外径、光源端部から光学部材入射端面までの長さ、2つの光源部中心を結ぶ距離のうち、最遠点対となる2点間の距離、である。ここで、光源部からの照明光が光学部材71aの入射端を全て通過するために以下の条件式を満たしていることが望ましい。
A desirable arrangement of the plurality of light source units, the light guide unit 71, and the deflection unit 72 in the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 27 is a diagram showing an arrangement relationship between a plurality of light source units (three light source units in the drawing) and one optical member (here, the optical member 71a as a representative) among optical members included in the light guide unit 71. It is. In FIG. 27, d, θ, D, H, and P are the light source part diameter, the light distribution angle, the optical member outer diameter, the length from the light source end part to the optical member incident end face, and the distance connecting the two light source part centers. Among these, the distance between two points that are the farthest point pair. Here, it is desirable that the following conditional expression is satisfied in order for the illumination light from the light source unit to pass through all the incident ends of the optical member 71a.

尚、上記条件式は、光学部材外径Dが、複数配置される光源部径dの光源部から射出される照明光の照射範囲の直径よりも大きいという条件から導かれる。   In addition, the said conditional expression is guide | induced from the conditions that the optical member outer diameter D is larger than the diameter of the irradiation range of the illumination light inject | emitted from the light source part of the light source part diameter d arranged in multiple numbers.

以下、第5の実施形態における顕微鏡装置における暗視野照明光学系80の構成を説明する。第5の実施形態における顕微鏡装置の構成は、第4の実施形態で説明した顕微鏡装置の構成と同様であるため、説明を省略する。   Hereinafter, the configuration of the dark field illumination optical system 80 in the microscope apparatus according to the fifth embodiment will be described. Since the configuration of the microscope apparatus in the fifth embodiment is the same as the configuration of the microscope apparatus described in the fourth embodiment, the description thereof is omitted.

図28は、暗視野照明光学系80の斜視図である。図29は、暗視野照明光学系80を真横から見た図である。図30は、暗視野照明光学系80を光源部5側から見た図である。暗視野照明光学80は、複数の光学部材(光学部材81a、81b・・・)を含む導光部81と、偏向部82と、を有している。偏向部82は、暗視野照明光学系20の偏向部22と同様の構成である。   FIG. 28 is a perspective view of the dark field illumination optical system 80. FIG. 29 is a diagram of the dark field illumination optical system 80 as seen from the side. FIG. 30 is a diagram of the dark field illumination optical system 80 as viewed from the light source unit 5 side. The dark field illumination optics 80 includes a light guide unit 81 including a plurality of optical members (optical members 81a, 81b...) And a deflecting unit 82. The deflection unit 82 has the same configuration as the deflection unit 22 of the dark field illumination optical system 20.

導光部81が有する複数の光学部材における照明光の入射端面の面積が、各光源部の面積よりも大きくなるように構成されていること、複数の光源部の各々が複数の光学部材のうちいずれかの光学部材の断面形状の中心軸に回転対称に配置されること、については第4の実施形態における導光部71が有する複数の光学部材の特徴と同様である。   The area of the incident end face of the illumination light in the plurality of optical members included in the light guide unit 81 is configured to be larger than the area of each light source unit, and each of the plurality of light source units is a plurality of optical members. The rotationally symmetrical arrangement with respect to the central axis of the cross-sectional shape of any one of the optical members is the same as the characteristics of the plurality of optical members included in the light guide unit 71 in the fourth embodiment.

一方、導光部81が有する複数の光学部材は、錐台状に形成されている。より詳しくは、図28、図29に示されるように、複数の光学部材の光源部5側から偏向部82側へ往くにつれ、光学部材の断面形状が狭まっていくような錐台状に形成される。このような形状によれば、光源部側から光学部材へ入射した照明光は、光学部材中で全反射を繰り返すに従い、その反射角が大きくなってゆく。従って、光学部材の出射端から照射される照明光の配光角は、光源部における配光角よりも大きくなり、標本S上の広い範囲を照明するのに適した照度分布を実現できる。   On the other hand, the plurality of optical members included in the light guide unit 81 are formed in a frustum shape. More specifically, as shown in FIG. 28 and FIG. 29, the optical member is formed in a frustum shape in which the cross-sectional shape of the optical member becomes narrower as it goes from the light source unit 5 side to the deflection unit 82 side. The According to such a shape, the reflection angle of the illumination light incident on the optical member from the light source unit side becomes larger as total reflection is repeated in the optical member. Therefore, the light distribution angle of the illumination light irradiated from the emission end of the optical member is larger than the light distribution angle in the light source unit, and an illuminance distribution suitable for illuminating a wide range on the sample S can be realized.

逆に、複数の光学部材の光源部5側から偏向部82側へ往くにつれ、光学部材の断面形状が広がっていくような錐台状とすることで、光学部材の出射端から照射される照明光の配光角を、光源部における配光角よりも小さくすることができ、標本S上の狭い範囲を照明するのに適した照度分布を実現することもできる。   On the contrary, the illumination irradiated from the light emitting end of the optical member by forming a frustum shape in which the cross-sectional shape of the optical member expands from the light source unit 5 side to the deflection unit 82 side of the plurality of optical members. The light distribution angle can be made smaller than the light distribution angle in the light source unit, and an illuminance distribution suitable for illuminating a narrow range on the sample S can also be realized.

図29における、R1〜R4は、それぞれ各部位の曲率半径を示す。また、図29における、T1〜T3、D2a、D2b及び、図30におけるD1、D3、D4は、それぞれ各部位の長さを示す。より詳細には、R1、R2、R3、R4はそれぞれ、光学部材入射端面の曲率半径、光学部材出射端面の曲率半径、偏向部入射端面の曲率半径、偏向部出射端面の曲率半径である。また、T1、T2、T3はそれぞれ、光学部材長、偏向部長、偏向部出射端面から標本面までの長さである。また、D1、D2a、D2b、D3、D4はそれぞれ、光源部動径、光学部材入射端面の外径、光学部材出射端面の外径、偏向部内半径、偏向部外半径である。R1〜R4、T1〜T3、及びD1〜D4の各数値については、下記表6を参照されたい。尚、T1〜T3、及びD1〜D4の単位は全てミリメートルである。
In FIG. 29, R1 to R4 indicate the radii of curvature of the respective parts. Further, T1 to T3, D2a, and D2b in FIG. 29 and D1, D3, and D4 in FIG. 30 indicate the lengths of the respective parts. More specifically, R1, R2, R3, and R4 are the radius of curvature of the optical member incident end face, the radius of curvature of the optical member exit end face, the radius of curvature of the deflector entrance end face, and the radius of curvature of the deflector exit end face, respectively. T1, T2 and T3 are the length of the optical member, the length of the deflection section, and the length from the exit end face of the deflection section to the sample surface, respectively. D1, D2a, D2b, D3, and D4 are the light source section moving diameter, the outer diameter of the optical member entrance end face, the outer diameter of the optical member exit end face, the deflection section inner radius, and the deflection section outer radius, respectively. Refer to the following Table 6 for each numerical value of R1 to R4, T1 to T3, and D1 to D4. The units of T1 to T3 and D1 to D4 are all in millimeters.

以上の構成を有する暗視野照明光学系80を含む顕微鏡装置によっても、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができる。また、導光部81が有する複数の光学部材が、光源部5側から偏向部82側へ往くにつれ、断面形状が狭まっていくような錐台状に形成されていることで、標本S上で広い範囲を照明することができる。   Even with a microscope apparatus including the dark field illumination optical system 80 having the above configuration, the dark field observation method can be performed with high illumination efficiency. Further, the plurality of optical members of the light guide unit 81 are formed in a frustum shape whose cross-sectional shape becomes narrower as it goes from the light source unit 5 side to the deflecting unit 82 side. A wide range can be illuminated.

図31は、暗視野照明光学系80を用いて標本S上を照明したときの、顕微鏡装置の対物レンズの光軸と垂直な標本S平面上の位置に対応する照度分布を示す図である。一点鎖線で囲まれる領域Fは、対物レンズ12の視野領域を示す。このように、暗視野照明光学系80を用いて照明を行うことで、領域F内に均一に照明光が照射されていることがわかる。   FIG. 31 is a diagram showing an illuminance distribution corresponding to a position on the specimen S plane perpendicular to the optical axis of the objective lens of the microscope apparatus when the specimen S is illuminated using the dark field illumination optical system 80. A region F surrounded by an alternate long and short dash line indicates a visual field region of the objective lens 12. Thus, it can be seen that the illumination light is uniformly irradiated in the region F by performing illumination using the dark field illumination optical system 80.

以下、第6の実施形態における顕微鏡装置における暗視野照明光学系90の構成を説明する。第6の実施形態における顕微鏡装置の構成は、第4の実施形態で説明した顕微鏡装置と同様であるため、説明を省略する。   Hereinafter, the configuration of the dark field illumination optical system 90 in the microscope apparatus according to the sixth embodiment will be described. Since the configuration of the microscope apparatus in the sixth embodiment is the same as that of the microscope apparatus described in the fourth embodiment, the description thereof is omitted.

図32は、暗視野照明光学系90の斜視図である。図33は、暗視野照明光学系90を真横から見た図である。図34は、暗視野照明光学系90を光源部5側から見た図である。暗視野照明光学90は、複数の光学部材(光学部材91a、91b・・・)を含む導光部91と、偏向部92と、を有している。偏向部92は、暗視野照明光学系20の偏向部22と同様の構成である。   FIG. 32 is a perspective view of the dark field illumination optical system 90. FIG. 33 is a diagram of the dark field illumination optical system 90 viewed from the side. FIG. 34 is a diagram of the dark field illumination optical system 90 as viewed from the light source unit 5 side. The dark field illumination optical 90 includes a light guide unit 91 including a plurality of optical members (optical members 91a, 91b...) And a deflecting unit 92. The deflecting unit 92 has the same configuration as the deflecting unit 22 of the dark field illumination optical system 20.

導光部91が有する複数の光学部材は、その断面形状が正四角形であるという点を除いて、第4の実施形態における導光部71の複数の光学部材と同様の特徴を有する。   The plurality of optical members included in the light guide unit 91 have the same characteristics as the plurality of optical members of the light guide unit 71 in the fourth embodiment, except that the cross-sectional shape thereof is a regular square.

図33における、R1〜R4は、それぞれ各部位の曲率半径を示す。また、図33における、T1〜T3、及び、図34におけるD1〜D4は、それぞれ各部位の長さを示す。より詳細には、R1、R2、R3、R4はそれぞれ、光学部材入射端面の曲率半径、光学部材出射端面の曲率半径、偏向部入射端面の曲率半径、偏向部出射端面の曲率半径である。また、T1、T2、T3はそれぞれ、光学部材長、偏向部長、偏向部出射端面から標本面までの長さである。また、D1、D2、D3、D4はそれぞれ、光源部動径、光学部材外径、偏向部内半径、偏向部外半径である。R1〜R4、T1〜T3、及びD1〜D4の各数値については、下記表7を参照されたい。尚、T1〜T3、及びD1〜D4の単位は全てミリメートルである。
In FIG. 33, R1 to R4 indicate the radii of curvature of the respective parts. Moreover, T1-T3 in FIG. 33 and D1-D4 in FIG. 34 show the length of each part, respectively. More specifically, R1, R2, R3, and R4 are the radius of curvature of the optical member incident end face, the radius of curvature of the optical member exit end face, the radius of curvature of the deflector entrance end face, and the radius of curvature of the deflector exit end face, respectively. T1, T2 and T3 are the length of the optical member, the length of the deflection section, and the length from the exit end face of the deflection section to the sample surface, respectively. D1, D2, D3, and D4 are a light source portion moving diameter, an optical member outer diameter, a deflection portion inner radius, and a deflection portion outer radius, respectively. Refer to Table 7 below for the numerical values of R1 to R4, T1 to T3, and D1 to D4. The units of T1 to T3 and D1 to D4 are all in millimeters.

以上の構成を有する暗視野照明光学系90を含む顕微鏡装置によっても、高い照明効率で暗視野観察法を行うことができる。本構成では、導光部91が有する複数の光学部材の断面形状を正四角形としたが、第1の実施形態で述べたように、円または正多角形であれば、標本S上の照明領域において等方的な照度分布が形成され、照明ムラを低減することができる。   Even with a microscope apparatus including the dark field illumination optical system 90 having the above configuration, the dark field observation method can be performed with high illumination efficiency. In this configuration, the cross-sectional shape of the plurality of optical members included in the light guide unit 91 is a regular square. However, as described in the first embodiment, the illumination region on the sample S is a circle or a regular polygon. Isotropic illuminance distribution is formed, and uneven illumination can be reduced.

図35は、暗視野照明光学系90を用いて標本S上を照明したときの、顕微鏡装置の対物レンズの光軸と垂直な標本S平面上の位置に対応する照度分布を示す図である。一点鎖線で囲まれる領域Fは、対物レンズ12の視野領域を示す。このように、暗視野照明光学系90を用いて照明を行うことで、領域F内に均一に照明光が照射されていることがわかる。   FIG. 35 is a diagram showing an illuminance distribution corresponding to a position on the specimen S plane perpendicular to the optical axis of the objective lens of the microscope apparatus when the specimen S is illuminated using the dark field illumination optical system 90. FIG. A region F surrounded by an alternate long and short dash line indicates a visual field region of the objective lens 12. Thus, it can be seen that the illumination light is uniformly irradiated in the region F by performing illumination using the dark field illumination optical system 90.

尚、上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上述した顕微鏡装置、及び、暗視野照明装置は、特許請求の範囲に記載した本発明を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。   The embodiments described above are specific examples for facilitating the understanding of the invention, and the present invention is not limited to these embodiments. The above-described microscope apparatus and dark field illumination apparatus can be variously modified and changed without departing from the scope of the present invention described in the claims.

10、40、45a 顕微鏡装置
20、20a、30、50、60、70、80、90 暗視野照明光学系
45b 暗視野照明装置
1、5 光源部
2、3 リレーレンズ
4、7 ハーフミラー
6 結像レンズ
9 接眼レンズ
11 光検出器
12 対物レンズ
21、31、51、61、71、81、91 導光部
21a、21b、51a、51b、61a、
61b、61c、61d、71a、71b 光学部材
22、32、52、62、72、82、92 偏向部
5a、5b、5c、5d、5e 光源部
A、B 端面
C 側面
D 光学部材外径
F 領域
S 標本
r 光学部材動径
d 光源部径
R1、R2、R3、R4 曲率半径
D1、D2、D2a、D2b、D3、D4、
P、T1、T2、T3、H、a、l、f 距離
θ、φ 角度

10, 40, 45a Microscope device 20, 20a, 30, 50, 60, 70, 80, 90 Dark field illumination optical system 45b Dark field illumination device 1, 5 Light source unit 2, 3 Relay lens 4, 7 Half mirror 6 Imaging Lens 9 Eyepiece 11 Photodetector 12 Objective lenses 21, 31, 51, 61, 71, 81, 91 Light guide portions 21a, 21b, 51a, 51b, 61a,
61b, 61c, 61d, 71a, 71b Optical members 22, 32, 52, 62, 72, 82, 92 Deflection parts 5a, 5b, 5c, 5d, 5e Light source part A, B End face C Side face D Optical member outer diameter F region S Specimen r Optical member moving radius d Light source diameter R1, R2, R3, R4 Curvature radius D1, D2, D2a, D2b, D3, D4,
P, T1, T2, T3, H, a, l, f Distance θ, φ Angle

Claims (11)

標本からの光を取り込む対物レンズと、
暗視野観察用の照明光を射出する複数の光源部と、
前記対物レンズの外側に配置された光学系であって、前記複数の光源部から射出される前記照明光を前記標本へ導光し、前記標本を照明する暗視野照明光学系と、を備え、
前記暗視野照明光学系は、
前記対物レンズの光軸に平行であり、互いに接触せず空気を隔てて配置される、複数の光学部材を含み、前記照明光を前記複数の光学部材を介して導光する導光部と、
前記導光部により導光された前記照明光を前記光軸へ向けて偏向することで前記標本に照射する単一の部材からなる偏向部と、を有する
ことを特徴とする顕微鏡装置。
An objective lens that captures light from the specimen;
A plurality of light source units for emitting illumination light for dark field observation;
An optical system arranged outside the objective lens, comprising: a dark field illumination optical system that guides the illumination light emitted from the plurality of light source units to the specimen and illuminates the specimen;
The dark field illumination optical system includes:
A light guide part that is parallel to the optical axis of the objective lens and includes a plurality of optical members that are arranged in contact with each other without contacting each other, and that guides the illumination light through the plurality of optical members;
A microscope apparatus comprising: a deflecting unit including a single member that irradiates the specimen by deflecting the illumination light guided by the light guiding unit toward the optical axis.
請求項1に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光学部材の各々は、前記対物レンズの前記光軸に垂直な平面において円または正多角形である断面形状を有し、前記断面形状は、前記光軸方向に異なる位置毎に相似又は合同である
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to claim 1,
Each of the plurality of optical members has a cross-sectional shape that is a circle or a regular polygon in a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens, and the cross-sectional shape is similar or different at different positions in the optical axis direction. A microscope apparatus characterized by being congruent.
請求項2に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光学部材の各々は、柱状または錐台状である
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to claim 2,
Each of the plurality of optical members has a columnar shape or a frustum shape.
請求項2または請求項3に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光学部材は、前記対物レンズの前記光軸に回転対称に配置される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to claim 2 or claim 3, wherein
The microscope apparatus, wherein the plurality of optical members are arranged rotationally symmetrically with respect to the optical axis of the objective lens.
請求項4に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光源部は、前記対物レンズの前記光軸に回転対称に配置される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to claim 4,
The microscope device, wherein the plurality of light source units are arranged rotationally symmetrically with respect to the optical axis of the objective lens.
請求項5に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光学部材の各々の前記照明光の入射端面の面積は、前記複数の光源部のいずれの面積よりも大きい
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to claim 5,
The microscope apparatus, wherein an area of an incident end face of the illumination light of each of the plurality of optical members is larger than any area of the plurality of light source units.
請求項6に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光源部の各々は、前記複数の光学部材のうちいずれかの光学部材の断面形状の中心軸に回転対称に配置される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to claim 6, wherein
Each of the plurality of light source units is arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to a central axis of a cross-sectional shape of any one of the plurality of optical members.
請求項2乃至請求項7のいずれか1項に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光学部材の各々における、前記複数の照明光の入射端面は、平面、または、球面、または、コーニック面のいずれかで形成される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to any one of claims 2 to 7,
2. The microscope apparatus according to claim 1, wherein an incident end face of the plurality of illumination lights in each of the plurality of optical members is formed of any one of a flat surface, a spherical surface, and a conic surface.
請求項2乃至請求項8のいずれか1項に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光学部材の各々は、可塑性の単一の素材で形成される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to any one of claims 2 to 8,
Each of the plurality of optical members is formed of a single plastic material.
請求項2乃至請求項9のいずれか1項に記載の顕微鏡装置であって、
前記複数の光学部材の各々は、光ファイバーで形成される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
The microscope apparatus according to any one of claims 2 to 9,
Each of the plurality of optical members is formed of an optical fiber.
暗視野観察用の照明光を射出する複数の光源部と、
互いに平行であり、接触せず空気層を隔てて配置される、複数の光学部材を通して前記光源部から射出される前記照明光を導光する導光部と、
前記導光部により導光された前記照明光を偏向する単一の部材からなる偏向部と、を有する
ことを特徴とする暗視野照明装置。
A plurality of light source units for emitting illumination light for dark field observation;
A light guide part that guides the illumination light emitted from the light source part through a plurality of optical members, which are parallel to each other and are arranged in contact with each other without an air layer;
A dark field illumination device comprising: a deflection unit made of a single member that deflects the illumination light guided by the light guide unit.
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