JP4532930B2 - 暗視野照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属顕微鏡等の顕微鏡に用いられる暗視野照明装置に関している。

従来、顕微鏡には、明視野観察では見えづらい観察試料の傷等を観察するために暗視野観察を行えるようにしたものがある。このような暗視野観察が行える顕微鏡は、観察試料を照明するための暗視野照明装置を有している。

従来、暗視野照明装置として、例えば、特許文献１乃至３中に示されるように、照明光源から観察試料に至る途中の光路にリング状のファイバを挿入し、このファイバによるリング照明により暗視野照明を行う装置が多く提案されている。

特許文献１の暗視野照明装置は、対物レンズを囲む暗視野照明用光路と、前記暗視野照明用光路によって導かれた照明光で観察試料を照明する顕微鏡の落射照明装置である。この特許文献１の暗視野照明装置は、暗視野照明光路に照明光を供給する環状光源をレボルバ内に設けている。

特許文献２の暗視野照明装置は、落射照明光を導入するハーフミラーと、対物レンズの間に環状ファイバの出射端とを有し、落射照明系中の光源と共役な位置にファイバの入射端または開口絞りを切換え可能に配置している。

特許文献３の暗視野照明装置は、観察光路中に選択的に配置される対物レンズを備えた顕微鏡に設けられている。この特許文献３の暗視野照明装置は、対物レンズに着脱可能に設けられ光入射部と光入射部からの光を対象物へ照射する光照射部とを有する光伝達手段を備えた照明手段と、照明手段とは機械的に分離され照明手段の光入射部に向けて光を照射する光源と、を有している。
特許第３０８０３９３号公報 特開２００３−５０８２号公報 特許第３３２１２６０号公報

特許文献１の暗視野照明装置は、暗視野照明するために、対物レンズを囲む暗視野照明用光路と、顕微鏡本体に対して着脱可能なレボルバとが必要である。暗視野照明用光路を有する対物レンズは、一般的な対物レンズとは取付けネジ径が異なる。具体的には、暗視野照明用光路を有する対物レンズは、暗視野照明光路を持たない対物レンズに比べて、ネジ径が大きい。このように、暗視野照明光路を持たない対物レンズは、特殊な形状であるため、コストが高くなってしまう。また、着脱可能なレボルバーは、レボルバー自体が高価であるとともに、レボルバーが着脱出来るように顕微鏡本体を構成することにより、顕微鏡本体自体の製造コストも上昇してしまう。

このように、特許文献１の暗視野照明装置は、安価な金属顕微鏡には適用しにくいという問題がある。

また、特許文献２の暗視野照明装置は、特許文献１と同様に暗視野照明用光路を有する対物レンズを採用しているために、対物レンズの価格が高くなってしまう。また、落射照明系中の光源と共役な位置にファイバの入射端または開口絞りを切換え可能にするためにはかなりのスペースが必要であり、顕微鏡本体部に落射照明装置が内蔵されることが多い倒立型の金属顕微鏡においては、顕微鏡本体そのものが大型化してしまうという欠点がある。また切換え機構などを配置することにより大幅なコストアップが予想される。このため、特許文献２の暗視野照明装置も、やはり安価な金属顕微鏡には適用し難いという問題を有する。

また、特許文献３の暗視野照明装置は、対物レンズを囲む暗視野照明用光路や顕微鏡本体に対して着脱可能なレボルバ等を必要としないため、対物レンズや顕微鏡本体の価格アップという問題は回避される。しかしながら、特許文献３の暗視野照明装置における照明手段は、光入射部と光出射部との間をファイバ等により光を伝達する構成であるため、この構成による照明手段の価格も高価なものとなってしまう。さらに、前記照明手段は、暗視野観察を行いたい対物レンズの数だけ用意する必要がある。このため、特許文献３の暗視野照明装置を用いた顕微鏡システムは、システム全体としての価格が高くなってしまう虞がある。
上記課題を鑑みて、本発明の目的は、安価でかつ、もともと暗視野照明のための構成をもたない顕微鏡に後付けが可能な暗視野照明装置を提供することにある。

本発明の暗視野照明装置は、上記課題を鑑みて、以下の構成を有している。
本発明の一態様の暗視野照明装置は、対物レンズと、観察時に観察試料が配置される着脱可能な観察試料支持部とを有する顕微鏡に用いられる。この暗視野照明装置は、照明光を出力する光出射部を有し、前記観察試料支持部に配置される照明部と、前記対物レンズの外周に着脱可能に取り付けられ、前記照明光を前記観察試料に向けて反射する反射部と、を具備している。

本発明の他の態様の暗視野照明装置は、対物レンズと観察時に観察試料が配置される観察試料支持部とを有する顕微鏡に用いられる。この暗視野照明装置は、照明光を出力する光出射部を有し、前記観察試料支持部に配置される照明部を具備している。前記光出射部は、前記照明光を前記観察試料に向けて出射するように、配置されている。

本発明は、安価でかつ、もともと暗視野照明のための構成をもたない顕微鏡に後付けが可能な暗視野照明装置を提供し得る。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態を説明する。
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態の暗視野照明装置を倒立金属顕微鏡に適用した場合の全体構成図であり、図１は側面図を、図２は平面図をそれぞれ示している。

図１並びに図２中の倒立顕微鏡１は、倒立顕微鏡１の本体である本体１０１と、レボルバ１０４を支持するレボルバ台１０３と、明視野照明装置１０６と、鏡筒１１７と、双眼部１１９と、観察試料１２４が配置されるステージ１２１と、暗視野照明装置１４０とを具備している。レボルバ台１０３は、公知の顕微鏡と同様に、本体１０１に固定されており、ステージ１２１と、鏡筒１１７とは、公知の顕微鏡と同様に、本体１０１に着脱可能に取り付けられている。双眼部１１９は、鏡筒１１７に回転可能に支持されている。

本体１０１は、レボルバ台１０３を上下に駆動するための焦準ハンドル１０２を有している。レボルバ台１０３は、複数の対物レンズ１０５を取付け可能な取付穴を有するレボルバ１０４を有している。なお、図面簡略化のために、図１には、対物レンズ１０５が１つのみ示されている。レボルバ１０４は、公知のレボルバと同様に、取り付けられた複数の対物レンズ１０５の中の１つを選択的に前記倒立顕微鏡の観察光路中に配置し得るように構成されている。対物レンズ１０５は、観察試料１２４の像を観察した際に、観察試料１２４からの光を集光する。

本体１０１は、観察試料１２４の像を双眼部１１９により観察し得るように、対物レンズ１０５からの光束を双眼部１１９の接続された鏡筒１１７に導く。本体１０１は、対物レンズ１０５からの光束を鏡筒１１７に導くために、対物レンズ１０５側から順に、結像レンズ１１２と、ミラー１１３と、リレー光学系前群１１４と、プリズム１１５ａと、リレー光学系後群１１６とを有しており、これらを内部に内蔵している。リレー光学系後群１１６は、プリズム１１５ａからの光束を鏡筒１１７中に入射させる。また、本体１０１は、対物レンズ１０５と、結像レンズ１１２との間の光路中に、偏光素子等の光学素子を挿入するための光学素子スロット１１１を有している。

明視野照明装置１０６は、明視野観察を行うための照明手段であり、ハロゲンランプ等による照明光源１０６ａと、照明光源１０６ａからの光を導く光学系を有する落射投光管１０７とを有している。落射投光管１０７は、照明光源１０６ａからの光を対物レンズ１０５の方向へ反射させるハーフミラー１０８と、照明光源１０６ａからの光の強度調節等を行うフィルタや偏光素子等を挿入するための光学素子スロット１０９、１１０とを有している。即ち、ハーフミラー１０８および光学素子スロット１０９、１１０は、落射投光管１０７の構成ユニットである。落射投光管１０７は、本体１０１の背面（図１中左側面）から、本体１０１に挿入され固定され得る。この構成により、明視野照明装置１０６は、照明光源１０６ａからの光束を、対物レンズ１０５の光軸に沿って観察試料１２４の観察部位に照射し得る。

鏡筒１１７は、一端が本体１０１の前側上面（図１中右上部）に着脱可能に装着されており、他端が双眼部１１９と接続されている。鏡筒１１７は、内部に本体１０１側から順に、結像レンズ１１８と、プリズム１１５ｂとを有している。結像レンズ１１８は、本体１０１中のリレー光学系後群１１６からの光束が入射され得るように配置が設定されており、入射した光束により観察像を結像する。プリズム１１５ｂは、結像レンズ１１８からの光束を双眼部１１９中に入射させる。

双眼部１１９は、観察者が両眼により観察試料１２４を観察するための観察手段であり、一端が鏡筒１１７と接続されており、他端に着脱可能に２つの接眼レンズ１２０が装着されている。各接眼レンズ１２０は、プリズム１１５ｂからの光束が入射し得るように配置が設定されている。

ステージ１２１は、観察時に観察試料１２４を支持する観察試料支持部であり、本体１０１の前側（図１中右側）と背面側（図１中左側）とに固定されており、実質的に水平な上面（図１中上側の面）を有している。このステージ１２１は、上面に沿った方向においての中央部に、対物レンズ１０５の光軸に沿って（図１中上下方向）貫通した開口部１２１ａを有している。また、ステージ１２１は、開口部１２１ａに着脱可能に装着された中座１２２を有している。

中座１２２は、実質的に水平な上面を有しており、上面に沿った方向においての中央部に、対物レンズ１０５の光軸に沿って（図１中上下方向）貫通した開口部１２２ａを有している。中座１２２の上面には、試料プレート１２３を介して観察試料１２４が載置される。この試料プレート１２３は、中座１２２の上面に沿って移動自在に構成されている。

試料プレート１２３は、観察試料１２４が載置される上面を有し、中央部に前記光軸に沿って貫通した開口部１２３ａを有している。観察対象の観察試料１２４は、試料プレート１２３の上面において、開口部１２３ａに対向する位置に配置される。ステージ１２１は、図２中に示されるように、試料プレート１２３を中座１２２の上面に沿って移動させる移動機構を有している。この移動機構１２５は、図１中において、図面簡略化のために省略されている。

移動機構１２５は、前記水平面に沿って、Ｘ軸（図２中上下方向）並びにＹ軸（図２中左右方向）に沿って、試料プレート１２３を介して観察試料１２４を移動させる移動手段である。この移動機構１２５は、ステージ１２１に固定される固定部１２６と、固定部１２６に対してＹ軸に沿って移動可能な移動部１２７と、移動部１２７の下面に設けられた操作ハンドル１２８と、移動部１２７に対してＸ軸に沿って移動可能なクレンメル１２９と、クレンメル１２９の先端に適度な付勢力で試料プレート１２３を保持するための爪部１３０とを有している。移動部１２７は、操作ハンドル１２８の操作に従って、Ｘ軸並びにＹ軸に沿って移動する。言い換えると、操作ハンドル１２８は、回転操作により、移動部１２７をＹ軸に沿った移動並びにＸ軸に沿った移動とを制御する。

また、中座１２２は、後で説明する暗視野照明装置１４０が取り付けられる暗視野照明取付部１２２ｂを有している。暗視野照明取付部１２２ｂは、中座１２２の下面に設けられた環状の凹部であり、開口部１２２ａの周りに、開口部１２２ａと同心状に設けられている。

続いて、暗視野照明装置１４０について説明する。暗視野照明装置１４０は、倒立顕微鏡１により暗視野観察を行う際の暗視野照明手段である。この暗視野照明装置１４０は、照明部１４１と、反射部１４２とを有している。照明部１４１は、中心部がくりぬかれた円環状の基板１４１ａと、この基板１４１ａ上にリング形状に実装された多数の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源１４１ｂとを有している。この照明部１４１は、暗視野照明取付部１２２ｂに取り付けられている。具体的には、基板１４１ａが、暗視野照明取付部１２２ｂに取り付けられている。各ＬＥＤ光源１４１ｂは、照明光を出力する。各ＬＥＤ光源１４１ｂの先端には、集光レンズが装着されている。このため、ＬＥＤ光源１４１ｂは、前記集光レンズにより適切な指向性をもって照明光を出力し得るように構成されている。なお、本実施の形態において、各ＬＥＤ光源１４１ｂは、反射部１４２に向けて光を出射し得るように設定されている。

反射部１４２は、リング状に構成されており、対物レンズ１０５に着脱可能に装着されている。この反射部１４２は、反射面１４２ａを有している。反射面１４２ａは、照明部１４１からの光を観察試料１２４に向けて反射し得るように構成されている。具体的には、反射面１４２ａは、対物レンズ１０５の外周に沿ってリング状に構成されており、内向き（対物レンズ１０５側に向かって）傾斜しているとともに、対物レンズ１０５の光軸に沿った断面において、断面形状が湾曲した凹形状を有するように形成されている。

上記構成の本実施の形態の暗視野照明装置１４０を有する倒立顕微鏡１の作用について説明する。この倒立顕微鏡１で明視野観察を行う場合、明視野照明装置１０６は、照明光を出力する。具体的には、照明光源１０６ａが、光を出力する。照明光源１０６ａからの照明光は、落射投光管１０７により観察に適した状態に整えられて対物レンズ１０５に入射する。具体的には、前記照明光は、光学素子スロット１０９、１１０中のフィルタなどにより光の強度調整等が行われた後、ハーフミラー１０８により反射され、対物レンズ１０５に入射する。

対物レンズ１０５に入射した光は、対物レンズ１０５により集光されて、観察試料１２４に照射される。観察試料１２４で反射された光は、再び対物レンズ１０５に入射し、結像作用を受け平行光束となり、さらにハーフミラー１０８、光学素子スロット１１１、結像レンズ１１２を通過した後に、ミラー１１３でリレー光学系前群１１４に向かって反射され、中間像１１を形成する。中間像１１を形成した光は、さらにリレー光学系前群１１４でリレーされ、プリズム１１５ａに入射する。プリズム１１５ａは、リレー光学系前群１１４からの光束をリレー光学系後群１１６に入射させる。リレー光学系後群１１６に入射した光束は、リレー光学系後群１１６により再び平行光束となる。この平行光束は、鏡筒１１７内の結像レンズ１１８によって結像作用を受け、プリズム１１５ｂを介して、双眼部１１９に装着された接眼レンズ１２０の夫々により観察される。このようにして、この倒立顕微鏡１は、明視野観察を行い得る。

続いて、図３を参照して、倒立顕微鏡１により暗視野観察を行う場合について説明する。図３は図１に示した倒立顕微鏡１のうち対物レンズ１０５付近を拡大した図である。まず、暗視野照明装置１４０が、照明光を出力する。具体的には、ＬＥＤ光源１４１ｂが光を出力する。ＬＥＤ光源１４１ｂからの光は、リング状であって、反射面１４２ａに向けて鉛直下向きにある程度の広がり角で出力される。反射面１４２ａは、湾曲した凹形状であるとともに内向きに形成されている。このため、ＬＥＤ光源１４１ｂからの光は、観察試料１２４に向けて有る程度の集光作用を受ける。従って、ＬＥＤ光源１４１ｂからの光は、広がり角が出射時よりも小さい状態で、観察試料１２４の観察位置（対物レンズ１０５の光軸中心）に向けて反射される。なお、反射面１４２ａにより反射された光束は、対物レンズ１０５の外側から、観察位置に照射されるため、観察試料１２４の表面で正反射した光は、対物レンズ１０５に入射しない。即ち、観察試料１２４で直接反射した光（０次回折光）は、対物レンズ１０５に入射せず、暗視野照明状態になる。従って、反射面１４２ａにより反射された光束は、暗視野照明を行う。

観察試料１２４の表面にゴミや傷などがある場合、前記反射面１４２ａにより反射された光束は、回折され、対物レンズ１０５に入射する。このようにして対物レンズ１０５に入射した光は、前述の明視野観察の場合と同様に光路を順に経由して、最後に接眼レンズ１２０を介して観察者により暗視野観察され得る。

このように、本実施の形態の暗視野照明装置１４０は、ステージ１２１に対して着脱自在な中座１２２に固定された照明部１４１と、対物レンズ１０５に対して着脱自在な反射部１４２とにより構成されている。このため、暗視野照明のための構成をもたない安価な倒立顕微鏡は、中座を、照明部１４１を有する中座１２２に交換するとともに、前記安価な倒立顕微鏡の対物レンズ１０５に反射部１４２を装着することによって、暗視野観察を可能にすることができる。このように、本実施の形態の暗視野照明装置１４０は、簡単かつ安価に、暗視野照明のための構成をもたない顕微鏡に後付けし、前記顕微鏡を暗視野観察を行えるようにし得る。

なお、本実施の形態において、照明部１４１は、中座１２２に固定されているが、ステージ１２１に固定されていてもよい。一般的な顕微鏡において、ステージ１２１は、顕微鏡の本体１０１に対して着脱可能に構成されている。従って、照明部１４１がステージ１２１に固定又は内蔵されている場合においても、ステージを交換することにより、従来の顕微鏡に対して、暗視野照明用の光源を追加し得る。なお、照明部１４１がステージ１２１に取り付けられた場合、十分な光量で観察部位を照明し得るように、照明部１４１の取付位置に応じて反射面１４２ａの角度並びに形状を変化させることも好ましい。なお、照明部１４１は、中座１２２に後から着脱可能に固定するのではなく、内蔵するような構成にすることも可能である。

本実施の形態において反射面１４２ａの形状は、湾曲した凹面でかつ内向きに傾斜しているが、対物レンズの倍率等の種類に応じて、ＬＥＤ光源１４１ｂからの照明光がちょうど観察試料１２４の観察位置付近に照射されるような形状になっていれば任意に変更し得る。

また、反射面１４２ａは、完全な鏡面でなく、若干表面粗さの粗いフロスト効果をもったものであっても良い。この場合はＬＥＤ光源１４１ｂからの照明光は、より均一に観察試料１２４に照射することができるため、ムラの少ない照明が可能となる。

また、反射部１４２は、レボルバ１０４に装着された全ての対物レンズ１０５に装着することが可能であるし、任意の対物レンズ１０５のみに装着することも可能である。反射部１４２は、複数の対物レンズ１０５に装着される場合、隣接する対物レンズ１０５に装着された反射部１４２と干渉しないように構成される。

また、本実施の形態において、光出射部であるＬＥＤ光源１４１ｂは、リング状に配列されているが、反射面１４２ａを介して観察部位を十分な光量で照明し得るならば、配置並びに個数において限定されることはない。

本実施の形態の光出射部は、ＬＥＤ光源１４１ｂにより構成されているため、照明光源自体を非常に安価に構成することが可能であるとともに、ＬＥＤ光源１４１ｂの特性や数量を選択することにより、所望の暗視野照明を自在に仕立てることが可能である。なお、本実施の形態の光出射部は、ＬＥＤ光源１４１ｂ以外の他の光源により光を出力する構成にすることも可能である。

以下に、本実施の形態の変形例について説明する。
（変形例）
本実施の形態の暗視野照明装置の変形例について、図４を参照して説明する。本変形例の暗視野照明装置１５０は、照明部１４１の代わりに、照明光源１５１と複数のファイバ束１５２とを備えている照明部１５５を有している。
照明光源１５１は、ハロゲンランプ等の公知の光源である。ファイバ束１５２は、照明光源１５１からの光束が反射面１４２ａに照射されるように導く光伝達手段である。ファイバ束１５２は、入射端１５２ａと、出射端１５２ｂとを有している。入射端１５２ａは、照明光源１５１と接続されている。この入射端１５２ａには、照明光源１５１から出力された光が入射する。出射端１５２ｂは、入射端１５２ａからの光を出射する端部であり、ファイバ束１５２を構成する各ファイバ１５３に１本づつに分解されている。

各ファイバ１５３の先端は、前述のＬＥＤ光源１４１ｂと同様に、中座１２２の暗視野照明取付部１２２ｂ中にリング状に配列されて固定されている。また、各ファイバ１５３の先端には、集光レンズ１５３ａが取り付けられている。これにより、各ファイバ１５３の先端は、適切な指向性をもって光を出力し得る。なお、各ファイバ１５３の先端は、集光レンズ１５３ａにより、前述のＬＥＤ光源１４１ｂと同様に、反射部１４２に向けて光を出射し得るように設定されている。即ち、各ファイバ１５３の先端は、光出射部を構成している。

上記構成により、各ファイバ１５３の先端から出射された光は、対物レンズ１０５の外側から、観察位置に照射され、暗視野照明状態になる。従って、本変形例の暗視野照明装置１５０においても、第１の実施の形態の暗視野照明装置１４０と同様の機能を有する。即ち、変形例の暗視野照明装置１５０は、暗視野照明装置１４０と同様に、簡単かつ安価に、暗視野照明のための構成をもたない顕微鏡に後付けし、前記顕微鏡を暗視野観察を行えるようにし得る。
さらに、本変形例の光出射部は、各ファイバ１５３の先端により構成されているため、ＬＥＤ光源を用いた場合に比べてコンパクトにされ得る。

（第２の実施の形態）
続いて、第２の実施の形態に従った暗視野照明装置２００を説明する。なお、暗視野照明装置２００は、第１の実施の形態と同様に倒立金属顕微鏡に適用された場合について図５を参照して説明する。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態又はその変形例と同様な構成は、同様な参照符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の暗視野照明装置２００は、第１の実施の形態の変形例と同様に、照明光源１５１と複数のファイバ束１５２とを備えた照明部１５５を有している。なお、本実施の形態の中座１２２において、暗視野照明取付部２０１は、第１の実施の形態と異なり、照射された光が直接、開口部１２２ａへ入光して観察位置を照射するように構成されている。また、出射端１５２ｂは、この暗視野照明取付部２０１に取り付けられ、開口部１２２ａ側に光を照射し得るように配置されている。

なお、ファイバ１５３の先端は、集光レンズ１５３ａにより、出射した照明光を直接観察試料１２４の観察位置に照射し得るように設定されている。より具体的には、ファイバ１５３の先端は、対物レンズ１０５の光軸中心上の観察位置に、照明光を照射し得るように構成されている。

上記構成により、本実施の形態の暗視野照明装置２００は、第１の変形例と同様に、照明光源１５１からの照明光を出射端１５２ｂから出射する。出射端１５２ｂの各ファイバ１５３からの光は、中座１２２の開口部１２２ａに、向けて照射される。上述のように、暗視野照明取付部２０１が、照射された光が直接、開口部１２２ａへ入光して観察位置を照射するように構成されているため、出射端１５２ｂからの光は、対物レンズ１０５の外側から直接観察位置に照射される。このように、本実施の形態の暗視野照明装置２００は、第１の実施の形態及びその変形例と同様に、観察試料１２４に照射される光は対物レンズ１０５の外側から照射された光であるため、観察試料１２４の表面でそのまま反射した光は対物レンズ１０５には入射せず、いわゆる暗視野照明の状態となる。従って、本実施の形態の暗視野照明装置２００は、第１の実施の形態及びその変形例と同様に、簡単かつ安価に、暗視野照明のための構成をもたない顕微鏡に後付けし、暗視野観察を行えるようにし得る。

また、本実施の形態の暗視野照明装置２００は、反射部１４２を用いず直接的に照明光源１５１からの光を観察試料１２４に照射するため、照明光源１５１からの光をより効率よく観察試料１２４に照射することができる。なお、本実施の形態の暗視野照明装置２００は、対物レンズ１０５の外周に装着する反射部１４２が不要となるため、第１の実施の形態に比べてさらに安価に構成できるという利点を有している。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態の暗視野照明装置３００を倒立金属顕微鏡に適用した場合について、図６を参照して説明する。図６は、本実施の形態の暗視野照明装置３００が取り付けられた倒立顕微鏡１を示す概略的な側面図である。なお、本実施の形態の倒立顕微鏡１は、公知の透過照明装置を有している。なお、本実施の形態の暗視野照明装置３００は、この透過照明装置１６０に対して、反射部１４２並びに後述するアタッチメント３２０を追加することにより構成される。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様な構成は、同様な参照符号を付して説明を省略する。

透過照明装置１６０は、透過照明支柱１６１と、透過照明ユニット１６２と、透過照明光源１６３とを有している。
透過照明支柱１６１は、ステージ１２１の後方部に装着されており、透過照明ユニット１６２が対物レンズ１０５の鉛直方向上方に配置されるように、透過照明ユニット１６２を支持している。透過照明光源１６３は、ハロゲンなど公知の光源であり、透過照明ユニット１６２と接続されており、透過照明ユニット１６２に光を出力する。

透過照明ユニット１６２は、透過照明光源１６３からの光を集光して平行光束にするコレクターレンズ１６４と、コレクターレンズ１６４からの平行光束を透過照明用の観察試料１２４に効率よく照射するためのコンデンサーレンズ１６５とを有している。

続いて、アタッチメント３２０について説明する。
アタッチメント３２０は、円錐ミラー３２１と、アタッチメント反射部３２２とを有しており、透過照明ユニット１６２に対して着脱自在に取り付けられている。円錐ミラー３２１は、円錐形状を有しており、コンデンサーレンズ１６５からの光を、対物レンズ１０５の光軸と直交する方向において、放射状に反射するように構成されている。アタッチメント反射部３２２は、環状に構成されており、円錐ミラー３２１からの光を、対物レンズ１０５に装着された反射部１４２の反射面１４２ａに向けて反射するように構成されている。

本実施の形態の中座３３０は、前述のアタッチメント反射部３２２からの光が反射面１４２ａに入射し得るようにするために、第１の実施の形態の中座１２２と異なる構成を有している。
中座３３０は、中座１２２と同様な開口部１２２ａを有していると共に、開口部１２２ａの周辺にリング状開口部３３１を有している。リング状開口部３３１は、貫通孔であり、前述のアタッチメント反射部３２２からの光のアタッチメント反射部３２２と反射面１４２ａとの間の光路中に配置されている。従って、前述のアタッチメント反射部３２２からの光は、リング状開口部３３１を通過して、反射面１４２ａに入射し得る。

また、本実施の形態の試料プレート１２３は、光透過性を有する透明な材質で構成されている。なお、試料プレート１２３は、第１の実施の形態と同様に移動機構１２５により位置調整可能である。

本実施の形態において、反射部１４２は、アタッチメント反射部３２２からの光を第１の実施の形態と同様に、対物レンズ１０５の外側から観察部位に反射するように構成されている。従って、透過照明装置１６０、アタッチメント３２０，及び反射部１４２は、暗視野照明装置３００を構成している。

以下に、本実施の形態の暗視野照明装置３００が装着された倒立顕微鏡１の作用について説明する。この倒立顕微鏡１で暗視野観察を行う場合、まず、透過照明光源１６３が照明光を出力する。透過照明光源１６３からの光は、透過照明ユニット１６２に入射し、コレクターレンズ１６４並びにコンデンサーレンズ１６５を介して、アタッチメント３２０に入射する。

アタッチメント３２０に入射した光束は、円錐ミラー３２１を介してアタッチメント反射部３２２により、反射部１４２に向けて反射される。なお、反射された光束は、アタッチメント反射部３２２の外径より小さい径で反射面１４２ａに入射するように、収束される。

上述のようにしてアタッチメント反射部３２２により反射された光束は、試料プレート１２３並びにリング状開口部３３１を通過し、反射面１４２ａに入射する。反射面１４２ａに入射した光は、上述のように、観察部位を暗視野照明光として照明する。

従って、本実施の形態の暗視野照明装置３００でも、第１の実施の形態と同様に、簡単かつ安価に、暗視野照明のための構成をもたない顕微鏡に後付けし、暗視野観察を行えるようにし得る。

なお、本実施の形態の暗視野照明装置３００は、暗視野照明用の光源として透過照明光源１６３をそのまま兼用することができるため、暗視野照明用に照明光源を追加することが必要ない。従って、本実施の形態の暗視野照明装置３００は、透過照明光源１６３を有している顕微鏡により安価に暗視野照明機能を追加し得る。

また、本実施の形態の暗視野照明装置３００は、中座３３０に暗視野光源を内蔵または固定する構成ではないため、中座３３０を非常に薄く構成できる。このため、本実施の形態の暗視野照明装置３００は、作動距離（ワーキングディスタンス）の短い高倍率及び高解像の対物レンズ１０５を使用した場合においても、対物レンズ１０５と中座３３０を干渉させることなく使用し得る。なお、高倍率及び高解像の対物レンズ１０５を用いた場合、反射面１４２ａは、低倍率の対物レンズ１０５を用いた場合と同様な光量で観察部位を照明し得るように、角度及び／又は形状を最適化させることが好ましい。例えば、高倍率用に最適化された図７中の反射面１４２ｂは、図６中の反射面１４２ａより、対物レンズ１０５の光軸に沿った方向において、ワーキングディスタンスが短く構成されている。これにより、図７中の反射面１４２ｂは、ワーキングディスタンスが短い場合においても、十分な光量で照明し得る。

また、本実施の形態の中座３３０は、アタッチメント反射部３２２からの光を、リング状開口部３３１を通過させることにより反射面１４２ａ，１４２ｂに入射させている。なお、この中座３３０は、ガラスのような光が透過し得る材料で構成しても良い。この構成の場合の中座３３０は、中央の開口部１２２ａを、同様に設けるが、自身が光透過性の材料で構成されているため、リング状開口部３３１を設ける必要がない。従って、この構成の中座３３０は、リング状開口部３３１を加工する必要がないため、より容易に製造し得る。なお、光透過性の材料により中座３３０が構成された場合、中央の開口部１２２ａとリング状開口部３３１が配置される部分以外の部分を黒色などで塗装などを施し光を遮断することは、観察領域に観察に不要な光が侵入することを防止出来、好ましい。

なお、本発明の第１乃至第３の実施の形態において、暗視野照明装置は、倒立金属顕微鏡に適用されたが、正立金属顕微鏡であっても同様に適用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

図１は、第１の実施の形態に従った暗視野照明装置が適用された倒立顕微鏡を示す側面図である。 図２は、図１の倒立顕微鏡を示す上面図である。 図３は、図１の倒立顕微鏡の対物レンズ付近を拡大した概略的な側面図である。 図４は、第１の実施の形態の変形例を示す概略的な側面図である。 図５は、第２の実施の形態に従った暗視野照明装置を示す概略的な側面図である。 図６は、第３の実施の形態に従った暗視野照明装置を示す概略的な側面図である。 図７は、第３の実施の形態の変形例を示す概略的な側面図である。

符号の説明

１…倒立顕微鏡、１０１…本体、１０２…焦準ハンドル、１０３…レボルバ台、１０４…レボルバ、１０５…対物レンズ、１０６…明視野照明装置、１０６ａ…照明光源、１０７…落射投光管、１０８…ハーフミラー、１０９…光学素子スロット、１１…中間像、１１１…光学素子スロット、１１２…結像レンズ、１１３…ミラー、１１４…リレー光学系前群、１１５ａ…プリズム、１１５ｂ…プリズム、１１６…リレー光学系後群、１１７…鏡筒、１１８…結像レンズ、１１９…双眼部、１２０…接眼レンズ、１２１…ステージ、１２２、３３０…中座、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ…開口部、１２２ｂ…暗視野照明取付部、１２３…試料プレート、１２４…観察試料、１２５…移動機構、１２６…固定部、１２７…移動部、１２８…操作ハンドル、１２９…クレンメル、１３０…爪部、１３３ａ…反射面、１４０、１５０、２００，３００…暗視野照明装置、１４１、１５５…照明部、１４１ａ…基板、１４１ｂ…ＬＥＤ光源、１４２…反射部、１４２ａ…反射面、１５１…照明光源、１５２…ファイバー束、１５２ａ…入射端、１５２ｂ…出射端、１５３…ファイバ、１５３ａ…集光レンズ、１６０…透過照明装置、１６１…透過照明支柱、１６２…透過照明ユニット、１６３…透過照明光源、１６４…コレクターレンズ、１６５…コンデンサーレンズ、２０１…暗視野照明取付部、３０５…コンデンサーレンズ、３１０ａ…中央の開口部、３２０…アタッチメント、３２１…円錐ミラー、３２２…アタッチメント反射部、３３１…リング状開口部。

Claims (5)

1. 対物レンズと、観察時に観察試料が配置される着脱可能な観察試料支持部とを有する顕微鏡に用いる暗視野照明装置であって、
   照明光を出力する光出射部を有し、前記観察試料支持部に配置される照明部と、
   前記対物レンズの外周に着脱可能に取り付けられ、前記照明光を前記観察試料に向けて反射する反射部と、
   を具備している暗視野照明装置。
2. 前記観察試料支持部は、ステージと、中座とを有しており、
   前記光出射部は、前記ステージ及び中座の少なくとも一方に配置されている請求項１に記載の暗視野照明装置。
3. 対物レンズと、観察時に観察試料が配置される着脱可能な観察試料支持部とを有する顕微鏡に用いる暗視野照明装置であって、
   照明光を出力する光出射部を有し、前記観察試料支持部に配置される照明部を具備しており、前記光出射部は、前記照明光を前記観察試料に向けて出射するように、配置されている暗視野照明装置。
4. 前記照明部は、照明光源と、前記照明光源からの光を導くファイバとを有しており、
   前記ファイバは、照明光源と接続され、照明光源からの照明光が入射する入射端と、入射端からの照明光を出射する出射端とを有しており、
   前記出射端は、光出射部を構成している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の暗視野照明装置。
5. 前記光出射部は、発光ダイオードにより構成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の暗視野照明装置。

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