JP5370157B2 - 鏡筒ベースユニットおよび顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、鏡筒ベースユニットおよび顕微鏡に関し、特に、外部位相差観察の機能を容易に追加できるようにした鏡筒ベースユニットおよび顕微鏡に関する。

従来、光学顕微鏡の種類の１つに、標本の位相差観察に対応した位相差顕微鏡があるが、対物レンズのNAを落とさずに位相差観察を行うために、位相差観察に用いる位相板を対物レンズの像側焦点面（以下、瞳面とも称する）と共役な面である瞳共役面に設置する、いわゆる外部位相差顕微鏡が知られている。特許文献１では、位相板を光路内へ挿脱可能とするスライダに設置し、観察条件に合わせて適する位相板を光路に配置することが開示されている。

特公平６−９７３０４号公報

しかし、ユーザが既に購入している顕微鏡が位相差観察できない顕微鏡であった場合、新たな外部位相差観察が可能な顕微鏡を購入しないと外部位相差観察を行うことができなかった。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、外部位相差観察の機能を容易に顕微鏡に追加できるようにするものである。

本発明の第１の側面の鏡筒ベースユニットは、双眼鏡筒と顕微鏡本体部とを有する倒立型の顕微鏡の双眼鏡筒と顕微鏡本体部との間に着脱可能に配置され、位相差観察に用いる位相板を収納し、双眼鏡筒と顕微鏡本体部との間に配置した際、双眼鏡筒が有する接眼レンズと顕微鏡本体部が有する対物レンズとを結ぶ光路に位相板が配置される。

本発明の第２の側面の顕微鏡は、位相差観察可能な倒立型の顕微鏡であって、双眼鏡筒と、顕微鏡の観察光学系において対物レンズの像側焦点面と共役な面である瞳共役面より標本側の観察光学系を含む顕微鏡本体部と、双眼鏡筒と顕微鏡本体部との間に着脱可能に配置され、双眼鏡筒と顕微鏡本体部との間に配置した際、双眼鏡筒が有する接眼レンズと顕微鏡本体部が有する対物レンズとを結ぶ光路上に瞳共役面を含み、位相差観察に用いる位相板を瞳共役面に挿入することが可能である鏡筒ベースユニットとを備える。

本発明の第３の側面の顕微鏡は、位相差観察可能な顕微鏡であって、顕微鏡の観察光学系において対物レンズの像側焦点面と共役な面である瞳共役面より標本側の観察光学系を含む本体部と、本体部に対して着脱可能であり、本体部に装着された状態において、瞳共役面を含み、位相差観察に用いる位相板を瞳共役面に挿入することが可能であり、観察光学系の光軸方向に位相板の光軸方向の位置を調整する調整手段を有する鏡筒ベースユニットと、鏡筒ベースユニットに対して着脱可能であり、瞳共役面より観察側の観察光学系を含む鏡筒ユニットとを備える。

本発明によれば、外部位相差観察の機能を容易に顕微鏡に追加することができる。

本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を示す斜視図である。 本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を示す側面図である。 本発明を適用した鏡筒ベースユニットの一実施の形態を示す正面図である。 本発明を適用した鏡筒ベースユニットの一実施の形態を示す断面図である。 本発明を適用した鏡筒ベースユニットの一実施の形態を示す断面図（Ａ矢視図）である。 本発明を適用した鏡筒ベースユニットの一実施の形態を示す断面図（Ｂ矢視図）である。 本発明を適用した鏡筒ベースユニットの一実施の形態を示す断面図（Ｃ矢視図）である。 位相板の調整について説明するための図である。 位相板の例を示す図である。

符号の説明

１０ 顕微鏡， １１ 本体部， １２ 鏡筒ベースユニット， １３ 双眼鏡筒， ２０ カメラ， ３１ 鏡筒ベースボディ， ３１Ａ 開口部， ３２ ターレット， ３２Ａ乃至３２Ｃ 突起部， ３２Ａ’乃至３２Ｃ’ 開口部， ３２Ｄ 開口部， ３３ａ乃至３３ｃ 操作軸， ３４ サイドポート直筒，３５ ベース板， ３５Ａ 凹部， ３６ 挿脱レバー， ６１ ベース板， ６１Ａ 開口部， ６２ａ乃至６２ｃ 支持枠， ６３ａ乃至６３ｃ 金枠， ６４ａ乃至６４ｃ 位相板， ６５ 反射鏡， ６６ 結像レンズ， ６７ 中心軸， ６８ 板バネ， ６９Ｌ，６９Ｒ 芯出しネジ， １０１ 焦点板

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について説明する。

図１および図２は、本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を示す外観図である。図１は顕微鏡１０の斜視図であり、図２は顕微鏡１０の側面図である。

なお、以下、顕微鏡１０において、双眼鏡筒１３が設けられ、顕微鏡１０を使用するときにユーザが顕微鏡１０を覗き込む側（図１および図２の右側）をユーザ側と称する。また、以下、顕微鏡１０において、ユーザ側を前方向、ユーザ側と反対側を後方向、ユーザ側から顕微鏡１０に向かって左側を左方向、ユーザ側から顕微鏡１０に向かって右側を右方向とする。

本体部１１は、ユニット１１Ａ乃至１１Ｆにより構成される。ユニット１１Ａの上面の前端部には鏡筒ベースユニット１２が設けられており、後端部にはユニット１１Ｅが設けられている。また、ユニット１１Ａの後側面には、ユニット１１Ｂが設けられおり、これらは一体のものである。さらに、ユニット１１Ｂの上面には、ユニット１１Ｃが設けられ、ユニット１１Ｃの上面には、ユニット１１Ｄが設けられている。また、ユニット１１Ｃは、顕微鏡１０の後面から落射照明装置が取り付けられる。さらに、ユニット１１Ｄは、透過照明装置を本体へ接続し、ステージ１４の片端を支持する。また、ユニット１１Ｄの上面には、垂直方向の柱１７Ａおよび水平方向の柱１７Ｂからなる逆Ｌ字型の透過照明支柱１７が設けられている。

さらに、ユニット１１Ｅの上面には、ユニット１１Ｆが設けられている。なお、ユニット１１Ｅは、上下動を行う部品であり、上下動機構により上下動する。また、ユニット１１Ｆの上面の前端にはレボルバ１５が設けられている。なお、ユニット１１Ｆは、レボルバ１５の支持ベース部材であり、レボルバの一部である。このユニット１１Ｆは、光軸方向に移動可能であるレンズを備えている。これにより、標本内部に焦点を合わせる際の検出光を調整して検出部へ入射させることができる。

鏡筒ベースユニット１２は、本体部１１のユニット１１Ａに着脱自在に構成されている。すなわち、鏡筒ベースユニット１２は、本体部１１に取り付けたり、本体部１１から取り外したりすることが可能である。また、詳細については図３乃至図７を参照して後述するが、鏡筒ベースユニット１２は、鏡筒ベースボディ３１、ターレット３２、操作軸３３ａ，３３ｂ、サイドポート直筒３４などにより構成される。さらに、サイドポート直筒３４には、カメラ２０が取り付けられている。

鏡筒ユニットとしての双眼鏡筒１３は、鏡筒ベースユニット１２に着脱自在に構成されている。すなわち、双眼鏡筒１３は、鏡筒ベースユニット１２に取り付けたり、鏡筒ベースユニット１２から取り外したりすることが可能である。ユーザは、双眼鏡筒１３に設けられている接眼レンズ４１Ｌ，４１Ｒを介して、ステージ１４上に設置された標本を観察することができる。

ステージ１４は、ユニット１１Ｄの上面の前端、および、鏡筒ベースユニット１２の最上面により、顕微鏡１０の底面に対してほぼ平行になるように支持されている。また、ステージ１４は、図示せぬ駆動機構により、前後、左右に移動させることができ、ステージ１４上の標本の位置を調整することが可能である。

レボルバ１５は、ユニット１１Ｆの上面の前端に回動自在に支持されている。ユーザは、レボルバ１５を左または右に回転させることにより、レボルバ１５に設けられている複数の対物レンズのうち、標本の観察に用いるものを選択することができる。なお、図２においては、図を分かりやすくするために、対物レンズ１６を１つのみ図示している。

透過照明支柱１７の角部（柱１７Ａの上面および柱１７Ｂの後面）には、透過照明用ランプ１８が設けられており、透過照明支柱１７の柱１７Ｂの下面の先端部、かつ、ステージ１４の上方には、コンデンサレンズ１９が設けられている。

なお、図１および図２において、コンデンサレンズ１９は、かなり簡略化した記載になっている。実際には、例えば、コンデンサレンズ１９は、図示せぬ支持部材により光軸方向（図１の上下方向）に移動自在に支持され、コンデンサレンズ１９の光軸方向の位置を調整することが可能である。また、例えば、図示せぬターレットなどを用いて、使用するリング絞りなどの光学素子を切替えることができるように構成されている。

ここで、顕微鏡１０を用いて位相差観察を行う場合の顕微鏡１０の作用を簡単に説明する。

透過照明用ランプ１８から発せられた透過照明光は、図示せぬリング絞りによって絞られた後、コンデンサレンズ１９により平行光束とされ、ステージ１４上の標本に照射される。標本に照射された透過照明光は、標本内部を直進する直接光と、標本に含まれる位相物体により回折し曲がって進む回折光とに分かれる。回折光と直接光はそれぞれ、対物レンズ１６を通過し、鏡筒ベースユニット１２内に設けられ、対物レンズ１６の像側焦点面（瞳面）と共役な瞳共役面に挿入されている、図１、２では図示せぬ位相板に到達する。

位相板は、例えば、光の位相をλ／４（λは透過照明光の波長）ずらす１／４波長板と、光を吸収するＮＤフィルタがリング状に形成されており、それ以外の部分は透明になっている。直接光は対物レンズ１６により集光され、位相板のリング上の部分を通過し、位相がλ／４ずれると同時に明るさが弱められる。一方、回折光は大部分が位相板の透明な部分を通過し、位相も明るさもほとんど変化しない。その後、直接光と回折光は像面に到達し、明暗のコントラストがついた像として、接眼レンズ４１Ｌ，４１Ｒを介して観察したり、カメラ２０により撮像したりすることができる。

図３乃至図７は、鏡筒ベースユニット１２の構成を、より詳細に表した模式図である。
図３は鏡筒ベースユニット１２の正面図、図４は鏡筒ベースユニット１２を通過する透過照明光の光軸を含む面の断面図、図５は鏡筒ベースユニット１２を通過する透過照明光の光軸を含む面の断面図（Ａ矢視図）、図６は鏡筒ベースユニット１２のターレット３２の上面における断面図（Ｂ矢視図）、および、図７は鏡筒ベースユニット１２のターレット３２の取付面における断面図（Ｃ矢視図）である。

まず、位相板の切り替え、芯出し、および、光軸方向の位置調整に関わる部分の構成について説明する。

ターレット３２は、固定されている中心軸６７によって、ベース板６１に回動自在に保持されている。また、ベース板６１は、ベース板３５の円形の凹部３５Ａ内に配置されるとともに、板バネ６８、および、芯出しネジ６９Ｌ，６９Ｒにより、その水平方向の位置が支持されている。さらに、ベース板３５は、鏡筒ベースボディ３１に取り付けられ、その位置が固定されている。

従って、ターレット３２は、中心軸６７を中心に左および右方向に回転させることができるとともに、図示せぬクリック機構により、その位置が位置決めされる。また、芯出しネジ６９Ｌおよび６９Ｒの締め位置を調整し、凹部３５Ａ内においてベース板６１を水平方向に移動させることにより、中心軸６７を介してベース板６１に取り付けられているターレット３２の水平方向の位置を調整することができる。

また、顕微鏡１０の本体部１１から入射される透過照明光を通過させるために、ベース板６１には円形の開口部６１Ａが設けられ、開口部６１Ａの真下に、ベース板３５の開口部が設けられている。

ターレット３２の底面には、円筒状の突起部３２Ａ乃至３２Ｃが設けられ、突起部３２Ａ乃至３２Ｃの内側に開口部３２Ａ’乃至３２Ｃ’が設けられている。また、ターレット３２の底面には、開口部３２Ｄが設けられている。開口部３２Ａ’乃至３２Ｃ’および開口部３２Ｄは、中心軸６７を中心とする同一円周上にほぼ等間隔で設けられている。

突起部３２Ａ乃至３２Ｃには、それぞれ、円筒状の支持枠６２ａ乃至６２ｃが、上下方向にスライド自在に挿入されている。また、支持枠６２ａ乃至６２ｃの上端のフランジ部の一部に設けられた水平方向の溝に、操作軸３３ａ乃至３３ｃのクランク状の先端がそれぞれ嵌合されている。従って、操作軸３３ａ乃至３３ｃを軸回りに回転させることにより、支持枠６２ａ乃至６２ｃを上下方向に移動させることができる。

なお、支持枠６２ａ乃至６２ｃにおいては、その上面の上下方向のストローク範囲がほぼ同一となるように、各支持枠の上面と操作軸３３ａ乃至３３ｃを嵌合する溝の位置が設定される。すなわち、支持枠６２ａ乃至６２ｃの上面は、操作軸３３ａ乃至３３ｃを回転させることにより、ほぼ同じ範囲を上下方向に移動する。

円筒状の金枠６３ａ乃至６３ｃは、それぞれ支持枠６２ａ乃至６２ｃに挿入されるとともに、上端に設けられているフランジ部により、その位置が固定されている。また、金枠６３ａ乃至６３ｃの下端には、それぞれ位相板６４ａ乃至６４ｃが取り付けられている。
なお、金枠６３ａ乃至６３ｃの上端から位相板６４ａ乃至６４ｃまでの距離により、操作軸３３ａ乃至３３ｃの回転に伴う位相板６４ａ乃至６４ｃの上下方向のストローク範囲が決定される。

以上のような構成により、ターレット３２を回転させ、ベース板６１の開口部６１Ａの真上（透過照明光の光軸上）にくるターレット３２の開口部（開口部３２Ａ’乃至３２Ｄ）を切り替えることにより、位相板の使用の有無を選択したり、観察に用いる位相板を選択したりすることができる。また、操作軸３３ａ乃至３３ｃを操作することにより、光路上に設置されている対物レンズ１６の瞳共役面に配置されるように、位相板６４ａ乃至６４ｃの光軸方向の位置を個別に調整することができる。さらに、芯出しネジ６９Ｌおよび６９Ｒの締め位置を調整し、ターレット３２を光軸方向と垂直な方向に移動させることにより、位相板６４ａ乃至６４ｃの芯出しを行うことができる。

次に、透過照明光の進行方向の切り替え、および、サイドポート直筒３４に関わる部分の構成について説明する。

挿脱レバー３６は、顕微鏡１０の左右方向（図４の紙面上左右方向）に押したり引いたりすることができるように、鏡筒ベースボディ３１に取り付けられている。また、挿脱レバー３６の鏡筒ベースユニット１２内側の先端には、左方向かつ斜め下約４５度の方向に向くように反射鏡６５が取り付けられている。

挿脱レバー３６が奥まで押し込まれた状態において、反射鏡６５は、本体部１１（図４の紙面上、下方向）から入射する標本からの光（標本を透過した透過照明光、または、標本から発せられた蛍光）の光軸上に配置される。この場合、標本からの光は、ベース板３５の開口部およびベース板６１の開口部６１Ａを通過した後、ターレット３２に設けられている位相板６４ａ乃至６４ｃまたは開口部３２Ｄのいずれかを透過し、反射鏡６５により、結像レンズ６６の方向に反射される。反射された光は、結像レンズ６６により、サイドポート直筒３４の左端に装着されているカメラ２０の撮像面において結像し、カメラ２０はその像を撮像する。

また、挿脱レバー３６が引かれ、反射鏡６５が標本からの光の光軸上から外れている場合、標本からの光は、ベース板３５の図示せぬ開口部およびベース板６１の開口部６１Ａを通過した後、ターレット３２に設けられている位相板６４ａ乃至６４ｃまたは開口部３２Ｄのいずれかを透過し、さらに、鏡筒ベースボディ３１の開口部３１Ａを通過し、双眼鏡筒１３に入射する。この場合、ユーザは、双眼鏡筒１３の接眼レンズ４１Ｌ，４１Ｒを介して、標本の像を観察することができる。

次に、図８および図９を参照して、位相板の調整について、さらに詳細に説明する。図８は、位相板の調整を行う場合の顕微鏡１０の観察光学系の構成の例を示す図である。

まず、顕微鏡１０の観察光学系の作用について説明する。

透過照明用ランプ１８からの透過照明光により照明された標本からの光（回折光および直接光）は、図８では図示されていない対物レンズ１６によって平行光束となり、第２対物レンズ１０２により一次像面ＩＭ１に結像する。なお、標本からの光は、一次像面ＩＭ１に結像する前に、反射鏡１０３により、瞳面と瞳共役面ＣＰの共役関係を成立させるために用いられるフィールドレンズ１０４の方向に反射される。一次像面Ｉ１に結像された光は、フィールドレンズ１０４を透過した後、反射鏡１０５によりリレーレンズ１０６の方向に反射され、リレーレンズ１０６により平行光束となり、対物レンズ１６の瞳共役面ＣＰに入射する。なお、ターレット３２に設けられている位相板６４ａ乃至６４ｂは、この瞳共役面ＣＰに挿入されるとともに、ターレット３２を回転させることにより、瞳共役面ＣＰに挿入する位相板を切り替えることができる。

その後、対物レンズ１６の瞳共役面ＣＰに入射した光は、反射鏡６５により結像レンズ６６の方向に反射され、結像レンズ６６により、カメラ２０の撮像面ＩＭ２において結像する。

なお、上述したように、反射鏡６５を光軸上から外すことにより、標本からの光は、双眼鏡筒１３に入射され、双眼鏡筒１３の接眼レンズ４１Ｌ，４１Ｒを介して、標本の像が観察される。

なお、図８において、面Ｆ１は標本面を示し、面Ｆ２は対物レンズ１６の胴付面を示し、面Ｆ３は鏡筒ベースユニット１２の胴付面を示し、面Ｆ４は双眼鏡筒１３の胴付面を示している。従って、鏡筒ベースユニット１２には、対物レンズ１６の瞳共役面ＣＰ、反射鏡６５、および、結像レンズ６６が含まれる。また、本体部１１には、顕微鏡１０の観察光学系のうち瞳共役面ＣＰより標本側の観察光学系が含まれ、双眼鏡筒１３には、顕微鏡１０の観察光学系のうち瞳共役面ＣＰより観察側（接眼レンズ４１Ｌ，４１Ｒ側）の観察光学系が含まれる。

次に、位相板の調整について説明する。なお、位相板の調整を行う場合には、対物レンズ１６の代わりに、焦点板１０１が顕微鏡１０のレボルバ１５に取り付けられる。

図９は、焦点板１０１の例を示す図である。焦点板１０１には、焦点板１０１の中心を中心として同心円状にリングＲ１乃至Ｒ３が設けられている。リングＲ１乃至Ｒ３は、それぞれ使用する対物レンズの倍率に対応しており、例えば、最も小さいリングＲ１は、倍率が１００倍の対物レンズを用いる場合の芯出し用、リングＲ２は、倍率が６０倍の対物レンズを用いる場合の芯出し用、最も大きいリングＲ３は、倍率が４０倍の対物レンズを用いる場合の芯出し用として用いられる。

ユーザは、ターレット３２を回転し、例えば、NA（Numerical Aperture）および倍率が最も大きい対物レンズに対応した位相板を選択し、選択した位相板のリングの像が、焦点板１０１の対応する倍率のリングと重なるように、芯出しネジ６９Ｌおよび６９Ｒの締め位置を調整する。これにより、ターレット３２の全体の芯出しが行われる。この場合、その他の位相板の芯出しの精度は、ターレット３２の加工精度に依存する。従って、さらに個々の位相板に対する芯出しの微調整が必要な場合、コンデンサレンズ１９側の図示せぬリング絞りの芯出しを行うことにより微調整する。

なお、以上で説明した鏡筒ベースユニット１２は、外部位相差観察機能およびカメラ２０用のサイドポート直筒３４が設けられたタイプ（以下、サイドポート／外部位相差タイプと称する）であり、その他にも、例えば、サイドポート直筒３４のみが設けられたタイプ（以下、サイドポートタイプと称する）、外部位相差観察機能およびサイドポート直筒３４の両方が設けられていないタイプ（以下、ベーシックタイプと称する）などを設けることが可能である。

このように複数のタイプの鏡筒ベースユニット１２を設けることにより、本体部１１および双眼鏡筒１３の構成を変更することなく、鏡筒ベースユニット１２のみを取り替えることにより、ユーザが必要とする機能を有した顕微鏡を提供することが可能となり、汎用性が向上する。例えば、位相差観察および標本の撮影の両方を行わないユーザには、ベーシックタイプの鏡筒ベースユニット１２を組み込んだ顕微鏡１０を提供し、標本の撮影のみを行うユーザには、サイドポートタイプの鏡筒ベースユニット１２を組み込んだ顕微鏡１０を提供し、位相差観察および標本の撮影の両方を行うユーザには、サイドポート／外部位相差タイプの鏡筒ベースユニット１２を組み込んだ顕微鏡１０を提供するといったことが可能である。

また、ユーザが、いったんベーシックタイプの鏡筒ベースユニット１２を組み込んだ顕微鏡１０を購入した後、外部位相差観察を行う必要が生じた場合、ユーザは、サイドポート／外部位相差タイプの鏡筒ベースユニット１２のみを購入して、所持している顕微鏡１０に装着すればよく、新たに位相差顕微鏡を購入する必要はない。すなわち、位相差観察ができない顕微鏡１０に後から位相差観察の機能を容易に追加することができる。

さらに、鏡筒ベースユニット１２は、顕微鏡１０の本体部１１に装着された状態において対物レンズ１６の瞳共役面を含むため、新たなタイプの鏡筒ベースユニット１２を設けることにより、対物レンズ１６の瞳共役面（＝対物レンズ１６の瞳面）の像を用いる機能を後から容易に顕微鏡１０に追加することができる。

また、以上の説明では、位相板を切り替える機構としてターレット３２を用いる例を示したが、スライダなどのその他の機構を用いるようにすることも可能である。

さらに、挿脱レバー３６の先端に、反射鏡６５の代わりにビームスプリッタなどを設けるようにして、透過照明光の光路への挿脱を行うようにすることも可能である。

また、図９の焦点板１０１を、落射照明装置の芯出し用の焦点板として用いることも可能である。この場合、焦点板１０１にＮＤフィルタなどの減光板を設け、芯出し時の位相差観察用の透過照明光と落射照明装置の落射照明光が適切な明るさとなるように調整しておくことが望ましい。

さらに、一般的に顕微鏡観察の際、異なる倍率の対物レンズを切り替えて試料の観察を行うが、対物レンズの種類が異なると瞳共役面の位置は、光軸方向で異なる位置になる。

また、光路に設置される、例えばダイクロイックミラーやバリアフィルタなどを備えたフィルタブロックなどの何らかの光路素子を光路に挿脱させた場合にも瞳共役面の位置が光軸方向で異なってくる。

従来技術の構成の場合、観察条件の変化に伴う瞳共役面の光軸方向への移動に対応することができず、最適な位相差観察をすることができなかった。しかし、本実施の形態に記載したように、位相板の光軸方向の位置を任意に変更可能にすれば、観察条件が変化した場合でも、光の変化に対応した最適な位置に位相板を配置することが可能なので、観察条件に対応した位相差観察が可能になる。

なお、鏡筒ベースユニット１２には、例えば、コントラスト可変位相差観察用、ヒルベルト微分コントラスト観察用、および、ホフマンモジュレーションコントラスト観察用の３種類があり、ユーザは、これら３種類のユニットの間で交換することが可能である。

何れの場合も、鏡筒ベースユニット１２と設定中の対物レンズとの間にはリレー光学系が配置され、対物レンズの瞳共役面（外部瞳）は、このリレー光学系によって形成される。

[コントラスト可変位相差観察]
まず、コントラスト可変位相差観察時の顕微鏡光学系を説明する。

コントラスト可変位相差観察時、コンデンサレンズ１９に設けられた絞りは、位相リング絞りに設定され、鏡筒ベースユニット１２として、コントラスト可変位相差観察用の鏡筒ベースユニットが設定される。

透過照明用ランプ１８の光源から射出した光は、不図示のコレクタレンズ、リレーレンズを介して光量を制限するＮＤフィルタ、色温度を制御するＮＣＢフィルタ、波長を制限する干渉フィルタの何れかを通過し標本を介して設定中の対物レンズへ入射する。

コンデンサレンズ１９に設けられた、位相リング絞りの配置先は、コンデンサレンズ１９の瞳位置の近傍である。

鏡筒ベースユニット１２の内部には、光の入射順に、偏光素子a、１／４波長板、位相差素子、偏光素子b、デポラライザーが配置される。このうち、位相差素子の基準面（位相膜の形成された面）が外部瞳の近傍に位置しており、デポラライザーと偏光素子bとは一体に構成されている。

偏光素子aは、顕微鏡１０の光軸の周りに回転可能である。また、偏光素子aはスライダに装着されており、そのスライダには、偏光素子aと並んで中空部も形成されている。

１／４波長板は、スライダに装着されており、そのスライダには、１／４波長板と並んで中空部が形成されている。

位相差素子は、その素子中心を顕微鏡１０の光軸に対して位置合わせ（芯だし調整）することが可能であり、かつ光軸方向に移動可能である。また、位相差素子は、他の種類の位相差素子と共にターレットに装着されており、そのターレットには、複数種類の位相差素子と並んで中空部も形成されている。

ターレットに装着される位相差素子の種類数は、例えば３種類である。それらの位相差素子は、設定中の対物レンズの倍率や開口数に応じて選択使用される。また、ターレットの切り替え精度は十分に高く、このターレットの中心と顕微鏡１０の光軸とを位置合わせすると、ターレットに装着された個々の位相差素子の芯だし調整がなされるものとする。

偏光素子b及びデポラライザーは、顕微鏡１０の光軸の周りに回転可能である。また、偏光素子b及びデポラライザーは、スライダに装着されており、そのスライダには偏光素子b及びデポラライザーと並んで中空部が形成されている。

位相リング絞りは、位相差顕微鏡に使用される位相リング絞りと同様の形状であり、薄い遮光板に、光軸を中心としたリング状の開口部を形成したものである。

１／４波長板の方位は所定方向に設定されている。

位相差素子は、方位の直交する２種類の偏光膜で構成されている。製品例では、フォトニック結晶がある。但し、２種類の偏光膜の各々に構造複屈折結晶を使用する場合、偏光素子を直線偏光タイプではなく円偏光タイプとし、１／４波長板を省くことになる。

[ヒルベルト微分コントラスト観察]
次に、ヒルベルト微分コントラスト観察時の顕微鏡光学系を説明する。

ヒルベルト微分コントラスト観察時、コンデンサレンズ１９の絞りは、微分位相差絞りに設定され、鏡筒ベースユニット１２として、ヒルベルト微分コントラスト観察用の鏡筒ベースユニットが設定される。

鏡筒ベースユニットの内部には、微分位相差素子が配置される。この微分位相差素子の基準面は、外部瞳の近傍に位置する。この微分位相差素子は、顕微鏡１０の光軸の周りに回転可能であり、顕微鏡１０の光軸に対して芯だし調整することが可能であり、また、光軸方向に移動可能である。また、微分位相差素子は、他の種類の微分位相差素子と共にターレットに装着されており、そのターレットには、複数種類の微分位相差素子と並んで中空部も形成されている。

ターレットに装着される微分位相差素子の種類数は、例えば３種類である。それらの微分位相差素子は、設定中の対物レンズの倍率や開口数に応じて選択使用される。

このように、ヒルベルト微分コントラスト観察に関わる光学素子は、微分位相差用絞り、微分位相差素子である。

[ホフマンモジュレーションコントラスト観察]
最後に、ホフマンモジュレーションコントラスト観察時の顕微鏡光学系を説明する。

ホフマンモジュレーションコントラスト観察時、鏡筒ベースユニット１２として、ホフマンモジュレーションコントラスト観察用の鏡筒ベースユニットが設定される。

鏡筒ベースユニットの内部には、モジュレータが配置される。このモジュレータの基準面は、外部瞳の近傍に位置する。このモジュレータは、顕微鏡１０の光軸の周りに回転可能であり、顕微鏡１０の光軸に対して芯だし調整することが可能であり、また、光軸方向に移動可能である。

モジュレータは、他の種類のモジュレータと共にターレットに装着されており、そのターレットには、複数のモジュレータと並んで中空部も形成されている。

なお、ターレットに装着されるモジュレータの種類数は、例えば３種類である。それらのモジュレータは、設定中の対物レンズの倍率や開口数に応じて選択使用される。

また、ターレットの切り替え精度は十分に高く、このターレットの中心と顕微鏡１０の光軸とを位置合わせすると、ターレットに装着された個々のモジュレータの芯だし調整がなされるものとする。

ホフマンモジュレーションコントラスト観察に関わる光学素子は、ＭＣ矩形絞り、モジュレータである。

ＭＣ矩形絞りは、薄い遮光板の光軸から外れた位置に、径方向に短い矩形開口を形成し、かつその矩形開口の光軸側の約半分の矩形領域を偏光板で覆ったものである。その結果、ＭＣ矩形絞りには、矩形状の偏光領域と、矩形状の開口とが形成され、標本の像のコントラストを変化させる。

モジュレータは、透過率の互いに異なる低透過率領域、中透過率領域、高透過率領域からなり、標本の像に、境界線に直交する方向に影が付き、立体感のある観察を行うことができる。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

Claims (9)

1. 双眼鏡筒と顕微鏡本体部とを有する倒立型の顕微鏡の前記双眼鏡筒と前記顕微鏡本体部との間に着脱可能に配置され、
   位相差観察に用いる位相板を収納し、前記双眼鏡筒と前記顕微鏡本体部との間に配置した際、前記双眼鏡筒が有する接眼レンズと前記顕微鏡本体部が有する対物レンズとを結ぶ光路に前記位相板が配置されることを特徴とする鏡筒ベースユニット。
2. 請求項１の前記鏡筒ベースユニットは、前記顕微鏡に装着された状態において、前記顕微鏡の観察光学系において前記対物レンズの像側焦点面と共役な面である瞳共役面に設置可能である。
3. 請求項１の前記鏡筒ベースユニットは、前記顕微鏡から外され、他の光学装置を収納した他の鏡筒ベースユニットとの交換が可能である。
4. 請求項２の前記鏡筒ベースユニットは、前記瞳共役面に設置する前記位相板を他の位相板に切り替える切り替え手段をさらに備える。
5. 請求項２の前記鏡筒ベースユニットは、前記観察光学系の光軸方向と垂直な方向の前記位相板の位置を調整する調整手段をさらに備える。
6. 請求項２の前記鏡筒ベースユニットは、前記観察光学系に設置された前記位相板の光軸方向の位置を個別に調整する調整手段をさらに備える。
7. 請求項５または請求項６の前記調整手段は、前記瞳共役面に設置する前記位相板を他の位相板に切り替える切り替え手段に設置される。
8. 請求項３の前記他の鏡筒ベースユニットは、
   カメラを装着するポートと、
   前記カメラの撮像面に観察像を結像させる結像レンズと
   を備える。
9. 位相差観察可能な倒立型の顕微鏡において、
   双眼鏡筒と、
   前記顕微鏡の観察光学系において対物レンズの像側焦点面と共役な面である瞳共役面より標本側の前記観察光学系を含む顕微鏡本体部と、
   前記双眼鏡筒と前記顕微鏡本体部との間に着脱可能に配置され、前記双眼鏡筒と前記顕微鏡本体部との間に配置した際、前記双眼鏡筒が有する接眼レンズと前記顕微鏡本体部が有する対物レンズとを結ぶ光路上に前記瞳共役面を含み、位相差観察に用いる位相板を前記瞳共役面に挿入することが可能である鏡筒ベースユニットと
   を備えることを特徴とする顕微鏡。

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