JP4855136B2 - 光源装置および顕微鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源が発した光の中から所定波長域の光を抽出して射出する光源装置および顕微鏡装置に関し、特に、赤外域から紫外域に至る波長域の光の中から所定波長域の光を抽出して射出する光源装置および顕微鏡装置に関する。

近年、微細な標本を高倍率かつ高解像度で観察可能な顕微鏡の必要性が高まっており、その一つとして、紫外光を照明光として使用することにより高解像度化を実現した紫外線顕微鏡が利用されている。紫外線顕微鏡で使用される紫外光の波長域は、近紫外（ＮＵＶ）域から深紫外（ＤＵＶ）域に及ぶ。通常、紫外線顕微鏡で使用される対物レンズ等の光学素子は、所定の紫外波長（例えば２４８ｎｍ）を中心とした狭い波長域幅（例えば２４８±１０ｎｍ）に対して良好な性能が確保されている。このため、紫外線顕微鏡では、光源が発した広帯域の光の中から前述の対物レンズに対応した所定の紫外波長域の光を抽出し、これを照明光として射出する光源装置が必要となる。

広帯域の光の中から所定波長域の光を抽出する技術として、透過型もしくは反射型の波長選択フィルタを用いることが一般に知られている。通常、透過型波長選択フィルタは、所定の波長域の光を透過させて抽出することが可能である。しかしながら、透過型波長選択フィルタに対する光の透過率は、その用途や仕様などフィルタの設計値によって異なり、例えば８０〜９０％程度であるとする。さらに、波長選択性を高めて、可能な限り所定の波長域のみの光を抽出する必要がある場合、この透過型波長選択フィルタを数枚併用することが考えられる。しかし、透過型波長選択フィルタは、例えば透過率が８０％の透過型波長選択フィルタを２つ使用した場合、その透過率が６４％となってしまうなど、紫外線顕微鏡の光源として十分な光量を確保できないという問題が生じてしまう。このような透過型波長選択フィルタでは、フィルタ基材そのものの吸収により減光されてしまうため、後述する反射型波長選択フィルタに対して不利である。この場合、明るい観察像を得ることが難しく、高感度カメラ等の高価な装備が必要となる。

一方、反射型波長選択フィルタは、そのフィルタの設計値により、所定の波長域の光を９０数％以上の反射率で反射させることが可能であるが、この所定波長域以外の光も数％反射させてしまうため、厳密に所望する波長域の光のみを抽出するという点で十分な波長選択性が得られない。そこで、従来、例えば図６および図７に示す構成において、光源からの光を反射型波長選択フィルタによって複数回反射させることで、波長選択性を高めるとともに波長フィルタにおける光量ロスを抑制するようにして、所望する波長域の光を抽出することが一般に行われている。

図６に示す構成では、光源９１が発した光は、ハーフミラー９２を透過し、レンズ９３によって平行光束とされた後、ダイクロイックミラー９４Ａに入射する。ダイクロイックミラー９４Ａは、平行光束中の所定の第１波長域の光を選択的に反射し、この第１波長域以外の光を透過させる。ダイクロイックミラー９４Ａで反射された反射光束は、シャッター９５Ａを介してミラー９６Ａで反射され、来た光路を逆にたどり、ダイクロイックミラー９４Ａで再び反射された後、レンズ９３によってハーフミラー９２の反射光路上に光源９１の光源像９７Ａとして結像される。この光源像９７Ａは、第１波長域の光に対する２次光源となる。

一方、ダイクロイックミラー９４Ａの透過光路上に配置されたダイクロイックミラー９４Ｂは、ダイクロイックミラー９４Ａを透過した平行光束中の所定の第２波長域の光を選択的に反射し、この第２波長域以外の光を透過させる。ダイクロイックミラー９４Ｂで反射された反射光束は、シャッター９５Ｂを介してミラー９６Ｂで反射された後、第１波長域の光と同様に来た光路を逆にたどり、レンズ９３によって光源像９７Ａと同じ位置に光源像９７Ｂとして結像される。この光源像９７Ｂは、第２波長域の光に対する２次光源となる。

さらに、ダイクロイックミラー９４Ｂの透過光路上に配置されたダイクロイックミラー９４Ｃは、ダイクロイックミラー９４Ｂを透過した平行光束中の所定の第３波長域の光を選択的に反射し、この第３波長域以外の光を透過させる。ダイクロイックミラー９４Ｃで反射された反射光束は、シャッター９５Ｃを介してミラー９６Ｃで反射された後、第１および第２波長域の光と同様に来た光路を逆にたどり、レンズ９３によって光源像９７Ａ，９７Ｂと同じ位置に光源像９７Ｃとして結像される。この光源像９７Ｃは、第３波長域の光に対する２次光源となる。

このように、図６に示す構成では、所定の第１〜第３波長域の光は、それぞれダイクロイックミラー９４Ａ〜９４Ｃによって２回ずつ反射されることで、波長選択フィルタにおける光量ロスを抑制しつつ、高い波長選択性をもって抽出される。具体的には、例えば各ダイクロイックミラー９４Ａ〜９４Ｃにおける所定波長域の光の反射率を９０％、所定波長域外の光の反射率を１０％とすると、反射光束における所定波長域外の光の光量割合は、１回目の反射後には１０％であるが、２回目の反射後には約１％にまで低減される。

つぎに、図７に示す構成では、光源９１が発した光は、レンズ９３によって平行光束とされた後、ダイクロイックミラー９４Ａに入射する。ダイクロイックミラー９４Ａ〜９４Ｃは、図６の場合と同様に、それぞれ平行光束中の所定の第１〜第３波長域の光を選択的に反射するとともに反射する波長域以外の光を透過させる。ダイクロイックミラー９４Ａ〜９４Ｂで反射された各反射光束は、それぞれシャッター９５Ａ〜９５Ｃを介してダイクロイックミラー９４Ａ’〜９４Ｃ’で反射された後、レンズ９３’によって集光され、光源９１の光源像９７Ａ’〜９７Ｃ’として同じ位置に結像される。この光源像９７Ａ’〜９７Ｃ’は、各々第１〜第３波長域の光に対する２次光源となる。

ここで、ダイクロイックミラー９４Ａ’〜９４Ｃ’がそれぞれダイクロイックミラー９４Ａ〜９４Ｃと同等の反射特性を有するものであれば、所定の第１〜第３波長域の光は、各々ダイクロイックミラー９４Ａ〜９４Ｃによって２回ずつ反射されることと等価となる。すなわち、図７に示す構成においても、図６に示す構成と同様に、各波長域の光は、波長選択フィルタにおける光量ロスを抑制しつつ、高い波長選択性をもって抽出されることとなる。

なお、図６および図７に示す構成において、所望する第１〜第３波長域の光を２次光源から選択的に取り出すには、シャッター９５Ａ〜９５Ｃを個別に開閉操作し、所望する波長域の光のみを選択的に透過させるようにすればよい。また、抽出する波長域を増やすには、ダイクロイックミラー９４Ｃの透過光路上に、第１〜第３波長域と異なる波長域の光を反射するダイクロイックミラーを順次配置して、第１〜第３波長域に対する光路と同様の反射光路を設ければよい。

また、特許文献１には、図７に示した構成におけるダイクロイックミラー９４Ａ’〜９４Ｃ’の反射方向を図上左右方向に逆転した場合に相当する構成が開示されている。この場合、２次光源としての光源像は、レンズ９３’の光軸上で光源９１から遠ざかる方向（図７における右方向に相当）に形成される。

一方、特許文献２には、光源からの光を２つの光路に分岐した後、再び合成する構成であって、分岐した各光路に、各々異なる所定波長域の光を抽出する波長選択素子と、シャッターとを備えるとともに、分岐した２光路にまたがって各光路に同時に作用するシャッターを備えた構成を有する光源装置が開示されている。この光源装置では、２光路にまたがったシャッターを回転駆動することによって、各光路で抽出した光を交互に、かつ高速に切り換えて射出することができる。また、各光路に設けたシャッターの一方のみ開放することによって、開放した光路で抽出した光のみ射出することができる。

特表平８−５１２１３７号公報 特開平６−１８４０６号公報

しかしながら、図６に示した構成では、光源９１と異なる位置に光源像９７Ａ〜９７Ｃを形成させるために、光源９１とレンズ９３との間にハーフミラー９２を配置する必要があり、これによって全体光量が低下するという問題があった。つまり、光源９１から発した光は、光源像９７Ａ〜９７Ｃとして結像されるまでにハーフミラー９２を２回介するため、具体的には、例えばハーフミラー９２の透過率を５０％とした場合、光源像９７Ａ〜９７Ｃの光量は、光源９１に対して１／４以下にまで低下することとなる。

また、図７に示した構成では、複数の波長域の光を抽出する場合に、光を一旦分岐してから再び合成するまでに各波長域間で光路差が発生するため、この各波長域の光に対する光源像のすべてをテレセントリックに結像することができないという問題があった。通常、２次光源としての光源像は、光源の配向特性（指向性）を保持させるためにテレセントリックに結像されることが要望される。ところが、図７に示す構成では、第１〜第３波長域の光ごとに、レンズ９３からレンズ９３’に至る光路長が異なるため、特定の波長域の光に対してテレセントリックな結像を実現できたとしても、他の波長域の光をテレセントリックに結像させることはできない。

これに対して、特許文献１に記載された構成では、光を一旦分岐してから再び合成するまでの光路長が各波長域間で等しくなり、この各波長域の光に対する光源像をすべてテレセントリックに結像することができる。ところが、抽出する波長域数の増加に応じて、波長選択フィルタ等の光学素子を光軸上に直列に増設する必要があり、光源像が光源から一方的に遠ざかるように全体構成が拡大されるという問題があった。

また、特許文献２に記載された構成では、抽出する波長域数を増加させた場合、各光路からの光を順次高速に射出させることは可能であるが、各光路からの光を任意に組み合わせて射出させることは困難であった。つまり、各光路からの光を順次射出する機能と、各光路からの光を任意に合成して射出する機能とを両立させるには、各光路にまたがるシャッターの開口部の構成や、各シャッターによる光路の遮断および開放動作の制御が複雑となるため、その実現が困難であった。また、各光路にまたがるシャッターが大型化するため、シャッターを回転駆動するモータ等を大型化して駆動力を増強させる必要があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光量を低下させることなく所望する波長域の光を抽出することができるとともに、複数の波長域の光を抽出する場合にも小型な構成で、かつ各波長域の光に対する２次光源をすべてテレセントリックに結像することができる光源装置および顕微鏡装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、小型のシャッター機構を用いて、複数の波長域の光を任意に組み合わせて射出することができるとともに、各波長域の光を順次高速に切り換えて射出することができる光源装置および顕微鏡装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光源装置は、光源が発した光の中から所定波長域の光を抽出して射出する光源装置において、前記光源が発した光を集光し、自光学系の光軸に対して傾斜した平行光束を射出する集光光学系と、前記平行光束中の前記所定波長域の光を選択的に反射する選択反射光学系と、前記選択反射光学系が反射した反射光束を該選択反射光学系の反射光軸に対して対称に折り返して射出する折返光学系と、前記折返光学系の光路の遮断および開放を選択的に行うシャッター機構と、を備え、前記選択反射光学系は、前記折返光学系が射出した折返光束を再反射し、前記集光光学系は、前記選択反射光学系が再反射した再反射光束を集光して前記光源の光源像を結像することを特徴とする。

また、本発明にかかる光源装置は、上記の発明において、前記所定波長域は、複数であり、前記選択反射光学系は、それぞれ前記平行光束中の異なる前記所定波長域の光を反射するとともに、反射する波長域以外の光を透過させる複数の選択反射素子を備え、前記折返光学系は、前記選択反射素子ごとに該選択反射素子の反射光軸上に配置され、各々対応する前記選択反射素子からの前記反射光束を折り返して射出し、前記シャッター機構は、前記折返光学系ごとに設けられ、各々対応する折返光学系の光路の遮断および開放を選択的に行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる光源装置は、上記の発明において、前記折返光学系は、所定の焦点距離を有し、前記反射光軸上であって前記集光光学系の射出瞳から前記焦点距離以上離れた位置に配置されるとともに、前記反射光束を集光して前記光源の第１中間像を結像する結像レンズと、前記第１中間像からの光束を集光し、前記反射光軸に対して前記第１中間像と対称な位置に第２中間像を結像する凹面鏡と、を備え、前記結像レンズは、前記第２中間像からの光束を集光して前記折返光束を射出し、前記シャッター機構は、前記第１中間像近傍または前記第２中間像近傍の少なくとも一方の光路の遮断および開放を選択的に行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる光源装置は、上記の発明において、前記シャッター機構による光路の遮断および開放動作を制御するシャッター制御手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる光源装置は、上記の発明において、前記シャッター機構は、回転軸を回転駆動するパルスモータと、前記回転軸に接続され、前記パルスモータによる回転駆動に応じて前記折返光学系の光路の遮断および開放を行う遮断部材と、を備え、前記シャッター制御手段は、前記パルスモータにパルス信号を供給し、前記遮断部材による光路の遮断および開放動作を制御することを特徴とする。

また、本発明にかかる光源装置は、上記の発明において、前記遮断部材は、周方向に所定間隔で複数の開口部が形成されるとともに、中心部が前記回転軸に接続され、前記パルスモータによる回転駆動に応じて周方向に回転される円盤状部材であることを特徴とする。

また、本発明にかかる光源装置は、上記の発明において、前記所定間隔に対応する中心角は、前記パルスモータによる偶数パルス分の回転駆動量に応じた前記回転軸の回転角に等しいことを特徴とする。

また、本発明にかかる光源装置は、上記の発明において、前記シャッター機構が前記折返光学系の光路を遮断したか否かを検知する遮断検知手段を備え、前記シャッター制御手段は、前記遮断検知手段の検知結果をもとに、前記シャッター機構による光路の遮断および開放動作を制御することを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記のいずれか一つに記載の光源装置を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる光源装置および顕微鏡装置によれば、光量を低下させることなく所望する波長域の光を抽出することができるとともに、複数の波長域の光を抽出する場合にも小型な構成で、かつ各波長域の光に対する２次光源をすべてテレセントリックに結像することができる。

また、本発明にかかる光源装置および顕微鏡装置によれば、小型のシャッター機構を用いて、複数の波長域の光を任意に組み合わせて射出することができるとともに、各波長域の光を順次高速に切り換えて射出することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明にかかる光源装置および顕微鏡装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態にかかる顕微鏡装置としての紫外線顕微鏡装置１００の全体構成を示す図である。図１に示すように、紫外線顕微鏡装置１００は、顕微鏡本体１０１と、光源装置１０２とを備える。顕微鏡本体１０１は、標本１が載置されるステージ２と、標本１の上部に配置される対物レンズ３と、レボルバ４を介して対物レンズ３を保持するとともに焦準機構５を介してステージ２を支持する架台６と、架台６の上部に載置された投光管７と、鏡筒８を介して投光管７上に搭載された接眼ユニット９と、を備える。

光源装置１０２は、内部に光源を備え、この光源が発した光の中から所定波長域の紫外光を抽出する波長選択ユニット１１と、波長選択ユニット１１が抽出した紫外光を受光して顕微鏡本体１０１へ導入する光ファイバ１２と、波長選択ユニット１１の処理および動作を制御する制御ユニット１３と、を備える。制御ユニット１３は、ケーブル１４を介して波長選択ユニット１１に電気的に接続されている。

顕微鏡本体１０１において、対物レンズ３は、他の対物レンズとともに交換自在にレボルバ４に取り付けられ、レボルバ４の回転動作に応じて標本１の上部に選択的に配置される。ステージ２は、焦準機構５によって昇降移動されることで、標本１と対物レンズ３との相対距離を変化させて焦点合わせを行う。また、ステージ２は、図示しない平面駆動機構によって対物レンズ３の光軸に直交した面内で移動されることで、対物レンズ３による標本１の観察位置を変化させる。

投光管７は、光ファイバ１２を介して波長選択ユニット１１から導入される紫外光を照明光として標本１に投射するとともに、標本１で反射される紫外光を観察光として受光して観察像を形成する。図２−１および図２−２は、投光管７の内部構成を示す図である。図２−１は平面図であり、図２−２は図２−１におけるII−II断面を示す断面図である。図２−１および図２−２に示すように、投光管７は、瞳投影レンズ７１、全反射ミラー７２、ハーフミラー７３、ダイクロイックミラー７４、結像レンズ７５、全反射ミラー７６、カメラ７７およびファイバコネクタ７８を備える。

瞳投影レンズ７１は、光ファイバ１２から射出される紫外光を平行光束に変換し、全反射ミラー７２、ハーフミラー７３およびダイクロイックミラー７４を介して対物レンズ３の瞳面上に、光ファイバ１２の射出端面１２ａの像を結像する。この射出端面１２ａの像からの紫外光は、対物レンズ３を介して標本１に投射され、これによって標本１はケーラー照明される。光ファイバ１２は、その射出端面１２ａが瞳投影レンズ７１に対して所定位置に設置されるように、ファイバコネクタ７８を用いて投光管７に取り付けられている。

結像レンズ７５は、標本１が反射した紫外光を対物レンズ３、ダイクロイックミラー７４およびハーフミラー７３を介して集光し、全反射ミラー７６の反射光路上に配置されたカメラ７７の撮像面７７ａ上に、標本１の観察像を結像する。カメラ７７は、撮像した観察像を、図示しない表示装置等に出力する。

なお、ダイクロイックミラー７４は、照明光としての紫外光を反射するとともに、この紫外光以外の光を透過させる。これによって、例えばステージ２の下部に配置される図示しない照明装置から標本１に照射される可視光は、対物レンズ３およびダイクロイックミラー７４を透過し、鏡筒８を介して接眼ユニット９で観察される。

つづいて、光源装置１０２が備える波長選択ユニット１１について説明する。図３は、波長選択ユニット１１の内部構成を示す図である。図３に示すように、波長選択ユニット１１は、ランプ２１、リレーレンズ２２，２３、コレクタレンズ２５、選択反射光学系２６、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄ、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄおよび全反射ミラー２９を備える。

ランプ２１は、水銀ランプ、水銀キセノンアークランプ、メタルハライドランプ等、近紫外域から深紫外域の紫外光を含んだ光を発するランプである。リレーレンズ２２，２３は、ランプ２１の発光部である光源２１ａが発した光をリレーして、光源２１ａの１次光源像２４を結像する。この１次光源像２４は、コレクタレンズ２５の前側焦平面上であって、コレクタレンズ２５の光軸２０から外れた位置（図３では、光軸２０から下方向に外れた位置）に結像されている。なお、リレーレンズ２２，２３の光軸２０’は、光軸２０と略平行に設定されている。

コレクタレンズ２５は、１次光源像２４から発せられる光を集光し、光軸２０に対して傾斜した平行光束ＰＦを射出する。射出された平行光束ＰＦは、コレクタレンズ２５の射出瞳ＥＰを通過し、波長選択フィルタとしての選択反射光学系２６に入射する。なお、平行光束ＰＦは、厳密に平行な光束に限定されるものではなく、略平行な光束を含むものである。これに応じて、１次光源像２４の結像位置は、厳密にコレクタレンズ２５の前側焦平面上に限定されるものではなく、前側焦平面の近傍であればよい。また、コレクタレンズ２５は、図３では単レンズとして示されているが、複数のレンズもしくはレンズ群を用いて構成することもできる。

選択反射光学系２６は、光軸２０上に直列に配設されたダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄを用いて構成されている。このダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄは、それぞれ平行光束ＰＦ中の異なる所定波長域の紫外光を反射するとともに、反射する波長域以外の光を透過させる。具体的には、例えばダイクロイックミラー２６Ａは、１８５〜２４０ｎｍの波長域（第１波長域）の紫外光を反射し、この波長域以外の光を透過させる。同様にダイクロイックミラー２６Ｂ〜２６Ｄは、それぞれ２４０〜２９０ｎｍの波長域（第２波長域）、２９０〜３３０ｎｍの波長域（第３波長域）、３３０〜３８５ｎｍの波長域（第４波長域）の紫外光を反射し、この反射する波長域以外の光を透過させる。ただし、実際には、ダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄは、それぞれ第１〜第４波長域の紫外光を高反射率で反射するとともに、第１〜第４波長域以外の光も低反射率で反射させる。

折返光学系２７Ａ〜２７Ｄは、それぞれダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄの反射光軸２０Ａ〜２０Ｄ上に配置され、ダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄが各々反射した第１〜第４波長域の反射光束ＲＦＡ〜ＲＦＤを受光するとともに、この受光した反射光束ＲＦＡ〜ＲＦＤを各々反射光軸２０Ａ〜２０Ｄに対して対称に折り返して射出する。なお、反射光軸２０Ａ〜２０Ｄは、それぞれダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄによって光軸２０が偏向された光軸に相当する。

ここで、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの構成について具体的に説明する。図４は、折返光学系２７Ａの構成を拡大して示す図である。この図に示すように、折返光学系２７Ａは、結像レンズ３１Ａと凹面鏡３２Ａとを組み合わせて構成されている。結像レンズ３１Ａは、第１波長域の紫外光に対して収差補正され、所定の焦点距離を有したレンズであり、反射光軸２０Ａ上であって、コレクタレンズ２５の射出瞳ＥＰから光軸に沿ってその所定の焦点距離以上に離れた位置に配置されている。この結像レンズ３１Ａは、反射光束ＲＦＡを集光し、光源２１ａの第１中間像としての中間像ＭＩＡ１を後側焦平面上に結像する。

凹面鏡３２Ａは、所定の曲率半径で形成された球面の反射面３２Ａａを有し、反射光軸２０Ａ上で、中間像ＭＩＡ１から反射光軸２０Ａ方向にその所定の曲率半径と等しい距離だけ離れた位置に配置されている。この配置位置は、結像レンズ３１Ａによる射出瞳ＥＰの共役位置に相当する。凹面鏡３２Ａは、中間像ＭＩＡ１から発せられる光束を集光し、反射光軸２０Ａに対して中間像ＭＩＡ１と対称な位置に第２中間像としての中間像ＭＩＡ２を結像する。

より具体的には、例えば、結像レンズ３１Ａの焦点距離を５０ｍｍとした場合、この結像レンズ３１Ａは、反射光軸２０Ａ上で射出瞳ＥＰから５０ｍｍ以上離れた位置に配置される。その配置位置を射出瞳ＥＰから１００ｍｍとすると、結像レンズ３１Ａによる射出瞳ＥＰの共役位置は、結像レンズ３１Ａから１００ｍｍの位置となり、この位置に凹面鏡３２Ａが配置される。このとき、中間像ＭＩＡ１は結像レンズ３１Ａから５０ｍｍの位置に結像されるため、凹面鏡３２Ａの曲率半径は、この中間像ＭＩＡ１からの距離に等しく５０（＝１００−５０）ｍｍとされる。この場合、中間像ＭＩＡ２は、結像レンズ３１Ａから５０ｍｍの位置で、かつ反射光軸２０Ａに対して中間像ＭＩＡ１と対称な位置に結像される。

このように構成された折返光学系２７Ａにおいて、結像レンズ３１Ａは、中間像ＭＩＡ２から発せられる光束を集光し、反射光軸２０Ａに対して反射光束ＲＦＡと対称な平行光束としての折返光束ＴＦＡを射出する。

折返光学系２７Ｂ〜２７Ｄは、折返光学系２７Ａと同様に、それぞれ結像レンズ３１Ｂ〜３１Ｄと凹面鏡３２Ｂ〜３２Ｄとを組み合わせて構成されている。すなわち、結像レンズ３１Ｂ〜３１Ｄは、それぞれ第２〜第４波長域の紫外光に対して収差補正され、所定の焦点距離を有したレンズであり、反射光軸２０Ｂ〜２０Ｄ上であって、コレクタレンズ２５の射出瞳ＥＰから光軸に沿って各々所定の焦点距離以上に離れた位置に配置されている。この結像レンズ３１Ｂ〜３１Ｄは、それぞれ反射光束ＲＦＢ〜ＲＦＤを集光し、光源２１ａの第１中間像としての中間像ＭＩＢ１，ＭＩＣ１，ＭＩＤ１を後側焦平面上に結像する。

凹面鏡３２Ｂ〜３２Ｄは、それぞれ所定の曲率半径で形成された球面の反射面３２Ｂａ，３２Ｃａ，３２Ｄａを有し、反射光軸２０Ｂ〜２０Ｄ上で、中間像ＭＩＢ１，ＭＩＣ１，ＭＩＤ１から反射光軸２０Ｂ〜２０Ｄ方向に各々所定の曲率半径と等しい距離だけ離れた位置に配置されている。この凹面鏡３２Ｂ〜３２Ｄは、それぞれ中間像ＭＩＢ１，ＭＩＣ１，ＭＩＤ１から発せられる光束を集光し、反射光軸２０Ｂ〜２０Ｄに対して中間像ＭＩＢ１，ＭＩＣ１，ＭＩＤ１と対称な位置に第２中間像としての中間像ＭＩＢ２，ＭＩＣ２，ＭＩＤ２を結像する。

そして、結像レンズ３１Ｂ〜３１Ｄは、それぞれ中間像ＭＩＢ２，ＭＩＣ２，ＭＩＤ２から発せられる光束を集光し、反射光軸２０Ｂ〜２０Ｄに対して反射光束ＲＦＢ〜ＲＦＤと対称な平行光束としての折返光束ＴＦＢ〜ＴＦＤを射出する。

なお、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄは、例えば結像レンズ３１Ａ〜３１Ｄを第１〜第４波長域の紫外光に対して良好に収差補正された同仕様のレンズとした場合、コレクタレンズ２５から折返光学系２７Ａ〜２７Ｄに至る各光路長が等しくなるように配置される。つまり、射出瞳ＥＰから結像レンズ３１Ａに至る光路長と、射出瞳ＥＰから結像レンズ３１Ｂ〜３２Ｄに至る各光路長とが等しくなるように配置される。

また、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄで用いた凹面鏡３２Ａ〜３２Ｄは、それぞれ上述したように中間像ＭＩＡ２，ＭＩＢ２，ＭＩＣ２，ＭＩＤ２を結像するものであれば、球面鏡に限定されず、放物面鏡等の任意の反射結像素子を用いることができる。さらに、単独の反射結像素子に限定されず、任意の複数の光学素子を組み合わせて構成した結像光学系としてもよい。なお、結像レンズ３１Ａ〜３１Ｄは、図３では単レンズとして示されているが、複数のレンズもしくはレンズ群を用いて構成することもできる。

このように折返光学系２７Ａ〜２７Ｄから射出された折返光束ＴＦＡ〜ＴＦＤは、それぞれダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄで再反射される。この結果、平行光束ＰＦ中に含まれる第１〜第４波長域の紫外光は、それぞれダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄによって往復で２回選択的に反射され、高い波長選択性をもって抽出される。

ダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄで再反射された各再反射光束は、同軸に合成される。この合成された光束としての戻り光束ＢＦは、光軸２０に対して平行光束ＰＦと対称に、かつ逆向きに射出瞳ＥＰを通過し、コレクタレンズ２５によって集光される。コレクタレンズ２５は、第１〜第４波長域の紫外光に対して良好に収差補正されており、戻り光束ＢＦ中の第１〜第４波長域の紫外光を、全反射ミラー２９を介して同じ位置に収束するとともに、光源像３０Ａ〜３０Ｄ（図４参照）をテレセントリックに結像する。この光源像３０Ａ〜３０Ｄは、それぞれ第１〜第４波長域の紫外光に対する２次光源となる。

なお、コレクタレンズ２５は、図４に示すように、全反射ミラー２９を介さなければ、光軸２０に対して１次光源像２４と対称な位置に戻り光束ＢＦを収束させ、光源像３０’を結像する。全反射ミラー２９の配置位置は、この光源像３０’とコレクタレンズ２５との間の光路上であって、光源像３０’の結像光束と１次光源像２４からの有効光束とが空間的に干渉しない位置であればよい。

光源像３０Ａ〜３０Ｄを統合した光源像としての光源像３０は、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄごとに設けられたシャッター機構２８Ａ〜２８Ｄによる光路の遮断および開放動作応じて、第１〜第４波長域の紫外光を選択的に発する２次光源として作用する。すなわち、光源像３０は、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄのうち開放されたものに対応する波長域の紫外光を発するとともに、第１〜第４波長域の任意の組み合わせによる紫外光を発する２次光源となる。

光ファイバ１２は、その入射端面１２ｂが光源像３０の結像位置に配置されており、光源像３０から発せられる紫外光を入射端面１２ｂから受光するとともに、投光管７に取り付けられた射出端面１２ａから射出する。これによって、本実施の形態にかかる光源装置１０２は、第１〜第４波長域の任意の組み合わせによる紫外光を射出端面１２ａから射出することができる。

ここで、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄについて具体的に説明する。図５−１および図５−２は、シャッター機構２８Ａの構成を示す図である。図５−１は、シャッター機構２８Ａの側面を示し、図５−２は、正面（図５−１における右側面）を示している。図５−１に示すように、シャッター機構２８Ａは、回転軸３４Ａを軸中心に回転駆動するパルスモータ３５Ａと、中心部が回転軸３４Ａに接続され、パルスモータ３５Ａによる回転駆動に応じて周方向に回転される円盤状の光路遮断部材３３Ａと、を用いて構成されている。

光路遮断部材３３Ａは、図５−２に示すように、歯車状に周方向に所定の中心間隔で複数の開口部３３Ａａが形成され、各開口部３３Ａａに挟まれた部位が遮断部３３Ａｂとして形成されている。かかる光路遮断部材３３Ａは、例えば真円状の基盤をプレス加工して形成される。あるいは、レーザ光によって基盤から切り出すレーザカット加工や、エッチング成型によって製作することもできる。なお、基盤の材質、厚さ等は、光路遮断部材３３Ａの加工性、パルスモータ３５Ａによる駆動性等を考慮して適当に選択される。

光路遮断部材３３Ａでは、各開口部３３Ａａの中心間隔に対応する中心角は、パルスモータ３５Ａによる２パルス分の回転駆動量に応じた回転軸３４Ａの回転角に等しく設定されている。つまり、開口部３３Ａａと遮断部３３Ａｂとの中心間隔に対応する中心角Ｐは、パルスモータ３５Ａが回転軸３４Ａを１パルス分回転させるときの回転角に等しく設定されている。

パルスモータ３５Ａは、制御ユニット１３に電気的に接続され、制御ユニット１３が備えるシャッター制御部１３ａ（図３参照）からの指示に基づいて、回転軸３４Ａおよび光路遮断部材３３Ａを回転駆動する。具体的には、パルスモータ３５Ａは、シャッター制御部１３ａから入力されるパルス信号に応じて光路遮断部材３３Ａをその周方向に回転させる。例えば、パルスモータ３５Ａは、シャッター制御部１３ａから１パルスのパルス信号を受信した場合、中心角Ｐだけ光路遮断部材３３Ａを回転させ、開口部３３Ａａと遮断部３３Ａｂとの位置を入れ換える。なお、パルスモータ３５Ａは、シャッター制御部１３ａからのパルス信号に応じて、光路遮断部材３３Ａを連続的にも間欠的にも回転させることができる。

このように構成されたシャッター機構２８Ａは、図４に示すように、折返光学系２７Ａに隣接して配置されている。具体的には、シャッター機構２８Ａは、光路遮断部材３３Ａの周縁部が中間像ＭＩＡ２を含むその近傍の光路上に設けられるように配置されている。これによって、シャッター機構２８Ａは、パルスモータ３５Ａによる回転駆動に応じて光路遮断部材３３Ａをその周方向に回転させ、中間像ＭＩＡ２近傍の光路上に遮断部３３Ａｂおよび開口部３３Ａａを順次挿脱して、折返光学系２７Ａの光路の遮断および開放を選択的に行うことができる。

なお、シャッター機構２８Ａは、中間像ＭＩＡ２を結像する結像光束の主光線ＣＲＡ２に対して光路遮断部材３３Ａが所定角度傾いた状態で配置されている。このため、折返光学系２７Ａの光路を遮断した場合に遮断部３３Ａｂの表面で生じる反射光は、凹面鏡３２Ａおよび結像レンズ３１Ａを介してダイクロイックミラー２６Ａに戻ることはない。これによって、遮断部３３Ａｂの表面は、反射防止膜等の特別な処理をする必要がなくなっている。

また、シャッター機構２８Ａは、光路遮断部材３３Ａの周縁部が中間像ＭＩＡ２近傍の光路上に配置されているため、小型かつ安価に構成することが可能となっている。すなわち、折返光学系２７Ａの光路中で最も光束が絞られる場所である中間像ＭＩＡ２近傍の光路上に、開口部３３Ａａおよび遮断部３３Ａｂを挿脱するようにしているため、他の光路上に挿脱する場合に比べて、その必要径（有効径）を小さくすることができる。これにともなって、光路遮光部材３３Ａの全体径を小さくすることができるとともに、パルスモータ３５Ａの駆動力を小さく抑え、小型化することができる。

なお、ここでは光路遮断部材３３Ａの周縁部が中間像ＭＩＡ２近傍の光路上に設けられるものとしたが、中間像ＭＩＡ１近傍の光路上に設けられるようにしてもよい。また、中間像ＭＩＡ１近傍および中間像ＭＩＡ２近傍の両光路をまたぐように設けてもよい。あるいは、中間像ＭＩＡ１，ＭＩＡ２近傍以外の光路上に設けることもできる。ただし、シャッター機構２８Ａの小型化等の観点から、中間像ＭＩＡ１近傍または中間像ＭＩＡ２近傍の光路上に設けることが好ましい。

シャッター機構２８Ａの近傍には、シャッター機構２８Ａが折返光学系２７Ａの光路を遮断したか否かを検知する遮断検知センサ３６Ａが配設されている。この遮断検知センサ３６Ａは、制御ユニット１３に電気的に接続されており、シャッター制御部１３ａに対して検知結果を出力する。シャッター制御部１３ａは、この検知結果をもとに、シャッター機構２８Ａによる光路の遮断および開放動作を確実に制御することができる。

かかる遮断検知センサ３６Ａは、例えば、折返光学系２７Ａの光路上とは異なる所定の検知位置に、光路遮断部材３３Ａの周縁部を挟み込むように設けられるフォトインタラプタによって実現される。この場合、遮断検知センサ３６Ａは、開口部３３Ａａまたは遮断部３３Ａｂの有無を検知することで、光路遮断部材３３Ａが折返光学系２７Ａの光路を遮断したか否かを検知することができる。

一方、シャッター機構２８Ｂ〜２８Ｄは、それぞれ光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄ、回転軸３４Ｂ〜３４Ｄおよびパルスモータ３５Ｂ〜３５Ｄを用いて、シャッター機構２８Ａと同様に構成されている。すなわち、光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄは、光路遮断部材３３Ａと等しく形成され、各々回転軸３４Ｂ〜３４Ｄを介してパルスモータ３５Ｂ〜３５Ｄによって回転される。パルスモータ３５Ｂ〜３５Ｄは、それぞれ制御ユニット１３に電気的に接続されており、シャッター制御部１３ａから入力されるパルス信号に応じて光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄをその周方向に回転させる。

シャッター機構２８Ｂ〜２８Ｄは、それぞれ折返光学系２７Ｂ〜２７Ｄの近傍に配置され、光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄの各周縁部は、対応する折返光学系２７Ｂ〜２７Ｄ内に結像される光源２１ａの中間像近傍の光路上に設けられる。これによって、シャッター機構２８Ｂ〜２８Ｄは、各々対応する折返光学系２７Ｂ〜２７Ｄの光路の遮断および開放を選択的に行うことができる。なお、図３に示す例では、光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄは、それぞれ中間像ＭＩＢ１，ＭＩＣ１，ＭＩＤ２近傍の光路上に設けられているが、各々他方の中間像ＭＩＢ２，ＭＩＣ２，ＭＩＤ１近傍の光路上に設けてもよい。

また、シャッター機構２８Ｂ〜２８Ｄは、それぞれ遮断する光路近傍の中間像を結像する結像光束の主光線に対して光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄが所定角度傾いた状態で配置される。このため、各々光路を遮断した場合に光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄの表面で生じる反射光は、ダイクロイックミラー２６Ｂ〜２６Ｄに戻ることはない。これによって、光路遮断部材３３Ｂ〜３３Ｄの表面は、反射防止膜等の特別な処理をする必要がなくなっている。

シャッター機構２８Ｂ〜２８Ｄの近傍には、それぞれシャッター機構２８Ｂ〜２８Ｄが折返光学系２７Ｂ〜２７Ｄの光路を遮断したか否かを検知する遮断検知センサ３６Ｂ〜３６Ｄが配設されている。この各遮断検知センサ３６Ｂ〜３６Ｄは、制御ユニット１３に電気的に接続されており、シャッター制御部１３ａに対して検知結果を出力する。シャッター制御部１３ａは、この各検知結果をもとに、各々対応するシャッター機構２８Ｂ〜２８Ｄによる光路の遮断および開放動作を確実に制御することができる。なお、遮断検知センサ３６Ｂ〜３６Ｄは、遮断検知センサ３６Ａと等しく構成されている。

シャッター制御部１３ａは、全体として、遮断検知センサ３６Ａ〜３６Ｄの検知結果を取得し、この検知結果に基づいて、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄによる折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの光路の遮断および開閉動作を包括的に制御する。すなわち、シャッター制御部１３ａは、遮断検知センサ３６Ａ〜３６Ｄの検知結果をもとに、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄによって折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの光路を適宜遮断および開放し、これによって光源像３０から、第１〜第４波長域の任意の組み合わせによる紫外光が発せられるように制御を行う。

具体的には、例えば折返光学系２７Ａ〜２７Ｄのいずれかの光路のみ開放して、第１〜第４波長域のいずれかの紫外光のみ選択的に発せられるようにする。また、例えば折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの光路を順次開放し、第１〜第４波長域の紫外光を順次選択的に発せられるようにすることもできる。この開放する順番は、適宜変更することもできる。さらに、例えば折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの光路を任意数開放して、第１〜第４波長域の紫外光を適宜合成して発せられるようにすることもできる。

以上説明したように、本実施の形態にかかる光源装置１０２では、光源２１ａが発した光を集光して光軸２０に対して傾斜した平行光束ＰＦを射出するコレクタレンズ２５と、この平行光束ＰＦ中の第１〜第４波長域の紫外光を選択的に反射するダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄを用いて構成された選択反射光学系２６と、この選択反射光学系２６が反射した反射光束ＲＦＡ〜ＲＦＤを各々対応する反射光軸２０Ａ〜２０Ｄに対して対称に折り返して射出する折返光学系２７Ａ〜２７Ｄと、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの光路の遮断および開放を選択的に行うシャッター機構２８Ａ〜２８Ｄと、を備え、選択反射光学系２６は、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄが射出した折返光束ＴＦＡ〜ＴＦＤを再反射し、コレクタレンズ２５は、選択反射光学系２６が再反射した再反射光束としての戻り光束ＢＦを集光して光源２１ａの光源像３０を結像するようにしている。このため、光路中にハーフミラーを用いる場合のように光量を低下させることなく第１〜第４波長域の紫外光を抽出することができるとともに、各波長域の紫外光に対する２次光源としての光源像３０Ａ〜３０Ｄをすべてテレセントリックに結像させ、光源２１ａの配向特性を保持させることができる。

また、光源装置１０２では、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄごとにシャッター機構２８Ａ〜２８Ｄを備え、シャッター制御部１３ａがシャッター機構２８Ａ〜２８Ｄによる折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの光路の遮断および開閉動作を包括的に制御するようにしているため、第１〜第４波長域の任意の組み合わせによる紫外光を射出することができる。

さらに、光源装置１０２では、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄによって、折返光学系２７Ａ〜２７Ｄの光路中で最も光束が絞られる場所である中間像近傍の光路の遮断および開放を行うようにしているため、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄを小型かつ安価に構成することができる。

また、光源装置１０２では、シャッター機構２８Ａ〜２８Ｄは、シャッター制御部１３ａから入力されるパルス信号の１パルスごとに中心角Ｐだけ光路遮断部材３３Ａ〜３３Ｄを各々回転させ、光路の遮断と開放とを切り換えるようにしているため、その遮断および開放動作を高速に行うことができ、高い回転静止安定性をもって光路遮断部材３３Ａ〜３３Ｄを回転駆動することができるとともに、シャッター制御部１３ａによる回転制御を容易に実現することができる。

なお、光路の遮断と開放とを切り換えるための光路遮断部材３３Ａ〜３３Ｄの回転角としての中心角Ｐは、１パルス分の回転角に限定されるものではなく、２パルス以上のパルス数に対応する回転角としてもよい。これによって、光路の遮断と開放とを切り換える速さを適宜変更することができる。この場合、光路遮断部材３３Ａ〜３３Ｄの回転静止安定性や回転駆動の制御性等の観点から、中心角Ｐは、整数のパルス数に対応する回転角とすることが好ましい。ただし、１パルス分の回転角を分割してパルスモータの回転分解能を向上させるマイクロステップ駆動を利用し、分割したパルスによって台形制御を行うようにすればこの限りではなく、高い回転静止安定性を得ることもできる。

また、光源装置１０２では、例えばダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄから結像レンズ３１Ａ〜３１Ｄに至る各光路中に全反射ミラー等を配設し、この各光路を適宜折り曲げた引き回しとした上で折返光学系２７Ａ〜２７Ｄを配置してもよく、これによって、波長選択ユニット１１の全体をコンパクトに構成することができる。

さらに、光源装置１０２の波長選択ユニット１１が備える光学系では、紫外光が収束されてエネルギーが集中する位置に光学素子を配置する必要がないため、一般に紫外光から受ける各光学素子のダメージを軽減させることができ、長寿命化を実現できる。さらに、各光学素子の表面に紫外光を収束させる必要がないため、表面に付着したゴミやキズ等による散乱などに起因する光量の低下を低減することができる。

ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態として説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施の形態では、コレクタレンズ２５から各折返光学系２７Ａ〜２７Ｄに至る光路中、ダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄによって第１〜第４波長域の紫外光をそれぞれ１回反射するようにしていたが、１回に限定されず、２回以上反射するようにしてもよい。これによって、各波長域の紫外光を往復で４回以上反射することができ、一層高い波長選択性をもって第１〜第４波長域の紫外光を抽出することができる。

また、上述した実施の形態では、ダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄは、同一面内（図３における紙面内）で平行光束ＰＦを反射するようにしていたが、ダイクロイックミラー２６Ａ〜２６Ｄごとに、その反射方向を異ならせるようにしてもよい。具体的には、例えば一部のダイクロイックミラーの反射方向を他のダイクロイックミラーの反射方向と直交させることもできる。

さらに、上述した実施の形態では、コレクタレンズ２５は、１次光源像２４を介して光源２１ａが発した光を集光するようにしていたが、１次光源像２４の位置に光源２１ａを配置し、光源２１ａが発した光を直接集光するようにしてもよい。なお、上述した実施の形態のように、リレーレンズ２２，２３等を用いて光源２１ａの１次光源像２４を形成し、コレクタレンズ２５から光源２１ａを離隔させた場合、波長選択ユニット全体を収容する筐体内から熱源としてのランプ２１を分離し、ランプハウス等に収容することもできる。この場合、ランプハウス内で廃熱処理等を効率的に行うことができるとともに、消耗品として交換が必要なランプ２１を容易に交換可能とすることができる。

また、上述した実施の形態では、コレクタレンズ２５と光源像３０との間の光路中に光路折り曲げ用の全反射ミラー２９を用いるものとして説明したが、この全反射ミラー２９は、光ファイバ１２等の配置の都合に応じて用いるものであるため、必要に応じて取り除いてもよい。これとは逆に、光源２１ａからコレクタレンズ２５までの光路中に、光路折り曲げ用の全反射ミラーを設けてもよい。なお、このような光路折り曲げ用の反射素子には、全反射ミラーに限定されず、全反射プリズム等を用いることもできる。

さらに、上述した実施の形態では、光源２１ａが発する光の配向角度が所定範囲に制限されているものとして説明したが、リレーレンズ２２の射出瞳（リレーレンズ２３の入射瞳）またはコレクタレンズ２５の射出瞳ＥＰに開口絞りを設け、光源２１ａからの有効な配向角度を規定するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、光源装置１０２は、第１〜第４波長域の紫外光を抽出するものとして説明したが、抽出する波長域を４つに限定して解釈する必要はなく、３つ以下あるいは５つ以上の波長域の紫外光を抽出するようにしてもよい。さらに、紫外光に限定して解釈する必要はなく、任意の波長域の可視光や赤外光を抽出するようにしてもよい。

なお、上述した実施の形態では、光源２１ａが発した光を集光し、平行光束ＰＦを射出する集光光学系としてコレクタレンズ２５を用いるものとして説明したが、集光光学系はレンズ系（屈折系）に限定されず、例えば放物面鏡等を用いた反射系としてもよく、あるいは、レンズ系と反射結像系とを用いて構成した反射屈折系としてもよい。

また、上述した実施の形態では、顕微鏡本体１０１が、標本の上部から照明および観察を行う正立顕微鏡であるものとして説明したが、標本の下部から照明および観察を行う倒立顕微鏡とすることもできる。

本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の全体構成を示す図である。 図１に示した顕微鏡装置が備える投光管の内部構成を示す平面図である。 図２−１におけるII−II断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態にかかる光源装置が備える波長選択ユニットの内部構成を示す図である。 図３に示した波長選択ユニットの一部構成を拡大して示す図である。 図３に示した波長選択ユニットが備えるシャッター機構の構成を示す図である。 図３に示した波長選択ユニットが備えるシャッター機構の構成を示す図である。 所定の波長域の光を抽出するための従来技術にかかる光学系の構成を示す図である。 所定の波長域の光を抽出するための従来技術にかかる光学系の構成を示す図である。

符号の説明

１ 標本
２ ステージ
３ 対物レンズ
４ レボルバ
５ 焦準機構
６ 架台
７ 投光管
８ 鏡筒
９ 接眼ユニット
１１ 波長選択ユニット
１２ 光ファイバ
１２ａ 射出端面
１２ｂ 入射端面
１３ 制御ユニット
１３ａ シャッター制御部
１４ ケーブル
２０ 光軸
２０Ａ〜２０Ｂ 反射光軸
２１ ランプ
２１ａ 光源
２２，２３ リレーレンズ
２４ １次光源像
２５ コレクタレンズ
２６ 選択反射光学系
２６Ａ〜２６Ｄ ダイクロイックミラー
２７Ａ〜２７Ｄ 折返光学系
２８Ａ〜２８Ｄ シャッター機構
２９ 全反射ミラー
３０，３０’，３０Ａ〜３０Ｄ 光源像
３１Ａ〜３１Ｄ 結像レンズ
３２Ａ〜３２Ｄ 凹面鏡
３２Ａａ，３２Ｂａ，３２Ｃａ，３２Ｄａ 反射面
３３Ａ〜３３Ｄ 光路遮断部材
３３Ａａ 開口部
３３Ａｂ 遮断部
３４Ａ〜３４Ｄ 回転軸
３５Ａ〜３５Ｄ パルスモータ
３６Ａ〜３６Ｄ 遮断検知センサ
７１ 瞳投影レンズ
７２，７６ 全反射ミラー
７３ ハーフミラー
７４ ダイクロイックミラー
７５ 結像レンズ
７７ カメラ
７７ａ 撮像面
７８ ファイバコネクタ
９１ 光源
９２ ハーフミラー
９３ レンズ
９４Ａ〜９４Ｃ ダイクロイックミラー
９５Ａ〜９５Ｃ シャッター
９６Ａ〜９６Ｃ ミラー
９７Ａ〜９７Ｃ 光源像
１００ 紫外線顕微鏡装置
１０１ 顕微鏡本体
１０２ 光源装置
ＢＦ 戻り光束
ＣＲＡ２ 主光線
ＥＰ 射出瞳
ＭＩＡ１，ＭＩＡ２，ＭＩＢ１，ＭＩＢ２，ＭＩＣ１，ＭＩＣ２，ＭＩＤ１，ＭＩＤ２ 中間像
Ｐ 中心角
ＰＦ 平行光束
ＲＦＡ，ＲＦＢ，ＲＦＣ，ＲＦＤ 反射光束
ＴＦＡ，ＴＦＢ，ＴＦＣ，ＴＦＤ 折返光束

Claims (9)

1. 光源が発した光の中から所定波長域の光を抽出して射出する光源装置において、
   前記光源が発した光をリレーして１次光源像を結像させ、該１次光源像から発せられる光を集光し、自光学系の光軸に対して傾斜した平行光束を射出する集光光学系と、
   前記自光学系の光軸上に設けられ、前記集光光学系から射出された前記平行光束中の前記所定波長域の光を選択的に反射するとともに、該反射する所定波長域以外の光を透過させる選択反射光学系と、
   前記選択反射光学系の反射光軸上に設けられ、前記選択反射光学系が反射した反射光束を前記反射光軸に対して対称な平行光束として折り返す折返光学系と、
   前記折返光学系の光路上に配置され、前記折返光学系の光路の遮断および開放を選択的に行うシャッター機構と、
   を備え、
   前記選択反射光学系は、前記折返光学系が折り返した折返光束を、前記自光学系の光軸に対して傾斜した前記平行光束と前記自光学系の光軸に対して対称で、かつ逆向きの再反射光束として再反射し、
   前記集光光学系は、前記選択反射光学系により再反射された前記再反射光束を集光して前記光源の２次光源像を結像することを特徴とする光源装置。
2. 前記所定波長域は、複数であり、
   前記選択反射光学系は、それぞれ前記自光学系の光軸に対して傾斜した平行光束中の異なる前記所定波長域の光を反射するとともに、該反射する波長域以外の光を透過させる複数の選択反射素子を備え、
   前記折返光学系は、前記選択反射素子ごとに該選択反射素子の反射光軸上に配置され、各々対応する前記選択反射素子からの前記反射光束を折り返して射出し、
   前記シャッター機構は、前記折返光学系ごとに設けられ、各々対応する折返光学系の光路の遮断および開放を選択的に行うことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記折返光学系は、
   所定の焦点距離を有し、前記反射光軸上であって前記集光光学系の射出瞳から前記焦点距離以上離れた位置に配置されるとともに、前記反射光束を集光して前記光源の第１中間像を結像する結像レンズと、
   前記第１中間像からの光束を集光し、前記反射光軸に対して前記第１中間像と対称な位置に第２中間像を結像する凹面鏡と、
   を備え、
   前記結像レンズは、前記第２中間像からの光束を集光して前記折返光束を射出し、
   前記シャッター機構は、前記第１中間像近傍または前記第２中間像近傍の少なくとも一方の光路の遮断および開放を選択的に行うことを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記シャッター機構による光路の遮断および開放動作を制御するシャッター制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光源装置。
5. 前記シャッター機構は、
   回転軸を回転駆動するパルスモータと、
   前記回転軸に接続され、前記パルスモータによる回転駆動に応じて前記折返光学系の光路の遮断および開放を行う遮断部材と、
   を備え、
   前記シャッター制御手段は、前記パルスモータにパルス信号を供給し、前記遮断部材による光路の遮断および開放動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記遮断部材は、周方向に所定間隔で複数の開口部が形成されるとともに、中心部が前記回転軸に接続され、前記パルスモータによる回転駆動に応じて周方向に回転される円盤状部材であることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記所定間隔に対応する中心角は、前記パルスモータによる偶数パルス分の回転駆動量に応じた前記回転軸の回転角に等しいことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 前記シャッター機構が前記折返光学系の光路を遮断したか否かを検知する遮断検知手段を備え、
   前記シャッター制御手段は、前記遮断検知手段の検知結果をもとに、前記シャッター機構による光路の遮断および開放動作を制御することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載の光源装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の光源装置を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。

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