JP6108772B2

JP6108772B2 - 顕微鏡及び暗視野対物レンズ

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Publication number: JP6108772B2
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Inventors: 啓文山本
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Description

本発明は、顕微鏡及び暗視野対物レンズに関し、特に、落射暗視野照明を行う顕微鏡及び暗視野対物レンズに関する。

従来の一般的な顕微鏡による落射暗視野観察で採用される照明方法は、以下の２つに大別される。

第１の方法は、明視野観察で使用される顕微鏡本体の光源からの光を用いて暗視野照明を行う方法である。典型的には、顕微鏡本体の光源からの光が顕微鏡本体に設けられた中空のミラーを反射することで、暗視野対物レンズの暗視野照明光路に入射する円環状の光束が形成される。なお、暗視野対物レンズの暗視野照明光路の入射端は、顕微鏡本体に暗視野対物レンズを取り付けるためのねじ部よりも内側に位置するのが通常である。

第２の方法は、暗視野対物レンズに設けられた光源からの光で暗視野照明を行う方法である。典型的には、暗視野対物レンズのレンズ系の外側に、ファイバー光源の出射端またはＬＥＤを円環状に並べて配置することで、円環状の光束が形成される。

ところで、高開口数化、長作動距離化に対する要求の著しい近年においては、対物レンズを構成するレンズ系の外径は大きくなる傾向にあり、それに伴って、レンズ系の外側に形成される暗視野照明光路の外径も大きくなってきている。

この点に関して、第１の方法を採用する場合には、この対物レンズ内に形成される暗視野照明光路の外径の大型化に合わせて顕微鏡本体内における光束径を太くする対応が考えられる。しかしながら、顕微鏡本体内に太い径の光束を通過させる構成は、顕微鏡本体の光学系の大型化や配置の制約などの面で生じる不利益が少なくない。このため、例えば、特許文献１、２に開示されているような、従来どおりの径の光束を顕微鏡本体から対物レンズに入射させて、対物レンズ内で光束径を拡大させる方法が提案されている。

一方、光源をレンズ系の外側に配置する第２の方法を採用する場合には、対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対して特別な対応を要しない。第２の方法は、例えば、特許文献３、４に開示されている。

特開２０１２−０１３８７９号公報特公平０４−０４８２０３号公報特開２００９−０６３８５６号公報特開平０２−０９７９０９号公報

特許文献１及び特許文献２に開示される技術では、対物レンズ内に光束径を拡大させるための構造が必要となる。このため、対物レンズ内の機械的構造が複雑になり、調整作業も複雑になってしまう。また、対物レンズの製造コストも上昇してしまう。
特許文献３及び特許文献４に開示される技術では、対物レンズ毎に専用の光源が必要となる。このため、対物レンズの製造コストが高くなってしまう。
以上のような実情を踏まえ、本発明は、暗視野対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対応可能な顕微鏡及び暗視野対物レンズを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、光源部と、対物レンズを取り付けるための本体側嵌合部と、第２の光源部と、を備えた顕微鏡本体と、標本面からの光を取り込むための光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する暗視野照明光路が形成された暗視野対物レンズと、標本面からの光を取り込むための第２の光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する第２の嵌合部と、を備え、前記第２の光源部からの光が通過する第２の暗視野照明光路が形成された第２の暗視野対物レンズと、を含み、前記暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記光学系の光軸を中心として前記嵌合部よりも外側に前記暗視野照明光路の入射端を有し、前記第２の暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記第２の光学系の光軸を中心として前記第２の嵌合部よりも内側に前記第２の暗視野照明光路の入射端を有する顕微鏡を提供する。

本発明の第２の態様は、光源部と、対物レンズを取り付けるための本体側嵌合部と、第３の光源部と、を備えた顕微鏡本体と、標本面からの光を取り込むための光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する暗視野照明光路が形成された暗視野対物レンズと、標本面からの光を取り込むための第３の光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する第３の嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する第１の暗視野照明光路と前記第３の光源部からの光が通過する第３の暗視野照明光路とが形成された第３の暗視野対物レンズと、を含み、前記暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記光学系の光軸を中心として前記嵌合部よりも外側に前記暗視野照明光路の入射端を有し、前記第３の暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記第３の光学系の光軸を中心として前記第３の嵌合部よりも外側に前記第１の暗視野照明光路の入射端及び前記第３の暗視野照明光路の入射端を有する顕微鏡を提供する。

本発明の第３の態様は、光源部と、対物レンズを取り付けるための本体側嵌合部と、第３の光源部と、を備えた顕微鏡本体と、標本面からの光を取り込むための光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する暗視野照明光路が形成された暗視野対物レンズと、標本面からの光を取り込むための第４の光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する第４の嵌合部と、を備え、前記第３の光源部からの光が通過する第３の暗視野照明光路が形成された第４の暗視野対物レンズと、を含み、前記暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記光学系の光軸を中心として前記嵌合部よりも外側に前記暗視野照明光路の入射端を有し、前記第４の暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記第４の光学系の光軸を中心として前記第４の嵌合部よりも外側に前記第３の暗視野照明光路の入射端を有する顕微鏡を提供する。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡において、前記光源部は、リング状に並べられたＬＥＤ光源である顕微鏡を提供する。

本発明の第５の態様は、第４の態様に記載の顕微鏡において、前記光源部は、リング状に２重にして並べられたＬＥＤ光源である顕微鏡を提供する。

本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡において、前記光源部は、ファイバー光源である顕微鏡を提供する。

本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡において、前記顕微鏡本体は、切り換えて使用する複数の対物レンズが取り付けられるレボルバを備え、前記レボルバは、複数の前記本体側嵌合部を備える顕微鏡を提供する。

本発明の第８の態様は、第７の態様に記載の顕微鏡において、前記レボルバは、同焦点距離の異なる暗視野対物レンズが取り付けられる顕微鏡を提供する。

本発明の第９の態様は、第１の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載の顕微鏡において、前記光源部は、紫外線領域の波長の光を出射する顕微鏡を提供する。

本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第８の態様のいずれか１項に記載の顕微鏡において、前記光源部は、４００ｎｍから４８０ｎｍの領域の波長の光を出射する顕微鏡を提供する。

本発明の第１１の態様は、第１の態様に記載の顕微鏡において、前記光源部から出射される光の波長と前記第２の光源部から出射される光の波長が異なる顕微鏡を提供する。

本発明の第１２の態様は、第２の態様または第３の態様に記載の顕微鏡において、前記光源部から出射される光の波長と前記第３の光源部から出射される光の波長が異なる顕微鏡を提供する。

本発明によれば、暗視野対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対応可能な顕微鏡及び暗視野対物レンズを提供することができる。

本発明の実施例１に係る顕微鏡の構成を示した図である。図１に示す暗視野光源部の構成を示した図である。図１に示す暗視野光源部の他の構成を示した図である。図１に示す暗視野光源部のさらに他の構成を示した図である。本発明の実施例１に係る顕微鏡の構成の変形例を示した図である。図５に示す暗視野光源部の構成を示した図である。本発明の実施例１に係る顕微鏡の構成の他の変形例を示した図である。本発明の実施例２に係る顕微鏡の構成を示した図である。図８に示す暗視野光源部の構成を示した図である。図８に示す暗視野光源部の他の構成を示した図である。本発明の実施例３に係る顕微鏡の構成を示した図である。本発明の実施例４に係る顕微鏡の構成を示した図である。図１２に示す暗視野光源部の構成を示した図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の各実施例について説明する。

図１は、本実施例に係る顕微鏡の構成を示した図である。図２は、図１に示す暗視野光源部の構成を示した図である。図１に示す顕微鏡１００は、顕微鏡本体１０と暗視野対物レンズ６０を備える落射暗視野観察に用いられる顕微鏡である。なお、顕微鏡１００は、落射明視野観察にも用いることができる。

顕微鏡本体１０は、図１に示すように、明視野照明光路と検出光路とを分岐させるためのハーフミラー２２を備えた落射照明投光管２０と、撮像光路と目視観察光路を分岐させるためのハーフミラープリズム３３を備えた鏡筒３１と、を備えている。顕微鏡本体１０は、さらに、撮像光路上に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子を備えた撮像部３７と、鏡筒３１と撮像部３７とを接続するカメラアダプタ３５を備えている。また、目視観察光路上には、接眼レンズを備えた接眼部３９を備えている。

落射照明投光管２０は、ハーフミラー２２に加えて、明視野観察に用いられる明視野光源部２１と、暗視野観察に用いられる暗視野光源部２３と、対物レンズを取り付けるための本体側嵌合部２４と、を備えている。暗視野光源部２３は、例えば、図２に示すように、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）２３ａをリング状に並べたＬＥＤ光源である。ＬＥＤ２３ａは、例えば、白色光を出射する白色ＬＥＤである。また、ＬＥＤ２３ａは、より高い解像度を得るために、白色光の代わりに紫外線領域の波長の光（以降、ＵＶ光と記す）を出射してもよく、または、目視で観察するために波長の短い可視光、例えば、４００ｎｍから４８０ｎｍ程度の波長の光を出射してもよい。

暗視野対物レンズ６０は、標本面Ｓからの光を取り込むためのレンズ系６１と、本体側嵌合部２４に嵌合する嵌合部６２と、暗視野照明光路６３上に配置された偏向素子６４と、を備えている。

暗視野対物レンズ６０では、暗視野光源部２３からの光が通過する暗視野照明光路６３は、レンズ系６１を取り囲みようにレンズ系６１の外側に円環状に形成されている。暗視野照明光路６３の入射端６３ａは、落射照明投光管２０に接する暗視野対物レンズ６０の胴付き面に、暗視野光源部２３と向かい合うように形成されている。より詳細には、暗視野対物レンズ６０は、暗視野対物レンズ６０が顕微鏡本体１０に取り付けられたときに、レンズ系６１の光軸を中心として嵌合部６２よりも外側に、暗視野照明光路６３の入射端６３ａを有している。これに対して、顕微鏡１００は、顕微鏡本体１０に暗視野対物レンズ６０を取り付けたときに、暗視野対物レンズ６０の光軸を中心として本体側嵌合部２４よりも外側に、暗視野光源部２３からの光を暗視野対物レンズ６０に導く暗視野照明光路２７の出射端２７ａを有している。

偏向素子６４は、暗視野光源部２３から出射されて入射端６３ａから光軸と平行に暗視野照明光路６３へ入射した光を、標本に向けて斜めに出射させるための光学素子である。偏向素子６４は、例えば、暗視野照明光路６３に並べられた円環状のミラー、レンズの中心部分がくり貫かれた円環状のレンズなどである。

本体側嵌合部２４、嵌合部６２は、代表的には、雌ねじ、雄ねじが形成されたねじ嵌合部である。ただし、本体側嵌合部２４と嵌合部６２は、顕微鏡本体１０と暗視野対物レンズ６０が互いに着脱可能に固定されるかぎり、ねじ嵌合部に限られない。例えば、それぞれ異なる磁極を有する永久磁石を備えた磁石嵌合部であってもよい。

以上のように構成された顕微鏡１００では、円環状に並べたＬＥＤ２３ａからの光は、嵌合部６２よりも外側に位置する入射端６３ａから暗視野対物レンズ６０の光軸と平行に暗視野対物レンズ６０に形成された暗視野照明光路６３へ入射する。そして、暗視野照明光路６３に配置された偏向素子６４で偏向することで、標本面Ｓに対して斜めに照射される。ここで、光の照射角度は、その正反射光がレンズ系６１に入射することがない角度に設定されているため、標本面Ｓで散乱した光（以降、検出光と記す）のみがレンズ系６１に入射する。レンズ系６１に入射した検出光は、ハーフミラー２２を透過してハーフミラープリズム３３に入射する。ハーフミラープリズム３３を透過した検出光は、撮像部３７に入射し画像信号に変換される。一方、ハーフミラープリズム３３を反射した検出光は、接眼部３９に入射し目視で観察される。

本実施例では、レンズ系の大型化を見越して、ＪＩＳ等において規格化されている嵌合部６２の位置よりも外側に入射端６３ａを設け、その入射端６３ａの位置に合わせて、暗視野対物レンズ６０に暗視野照明光路６３を形成し且つ顕微鏡本体１０に暗視野光源部２３を設けている。このため、本実施例に係る顕微鏡１００及び暗視野対物レンズ６０によれば、暗視野対物レンズ６０に暗視野光源や光束径を拡張するための素子を設けることなく、比較的簡単な構成で暗視野対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対応することができる。

また、対物レンズ内の機械的構造が複雑になることがないため、対物レンズの調整作業が複雑化する虞もなく、対物レンズの製造コストが従来の暗視野対物レンズに比べて極端に上昇してしまうこともない。また、顕微鏡本体に暗視野観察のための暗視野光源部が必要であるが、用途に応じて切り換えて使用される暗視野対物レンズ毎に暗視野光源部を設ける場合に比べて、顕微鏡による観察に要する全体のコストを抑えることができる。

また、顕微鏡１００では、顕微鏡本体１０内に形成された暗視野照明光路（暗視野光源部２３と暗視野対物レンズ６０の間の光路）と検出光路（暗視野対物レンズ６０の光軸上の光路）とを、完全に分離することができる。このため、明視野光源部２１を暗視野光源部として流用する場合に比べて、照明光が光源と標本と間の光学素子を反射し検出光路に入射することによって生じる迷光を抑制することができる。

なお、以上では、顕微鏡１００が、明視野照明光路と検出光路とを分岐させるためのハーフミラー２２と、撮像光路と目視観察光路を分岐させるためのハーフミラープリズム３３と、を備える例を示したが、ハーフミラー２２は、暗視野観察を行う場合には、取り外してもよい。これにより、さらに明るい暗視野観察が可能となる。また、ハーフミラープリズム３３も、撮像のみが行われる場合には取り外してもよい。また、目視観察のみが行われる場合にはハーフミラープリズム３３の代わりにミラーを配置しても良い。また、必要に応じて、異なる比率で撮像光路と目視観察光路とに検出光を導く光路分割素子をハーフミラープリズム３３の代わりに配置しても良い。

また、図２では、暗視野光源部として、ＬＥＤ２３ａを円環状に並べたＬＥＤ光源である暗視野光源部２３を例示したが、顕微鏡１００は、暗視野光源部２３の代わりに、図３に示すような、赤色ＬＥＤ２５ａ、緑色ＬＥＤ２５ｂ、青色ＬＥＤ２５ｃを順番に円環状に並べたＬＥＤ光源である暗視野光源部２５を備えても良く、また、図４に示すような、ＬＥＤ２６ａを円環状に２重にして並べたＬＥＤ光源である暗視野光源部２６を備えてもよい。また、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを円環状に２重にして並べたＬＥＤ光源である暗視野光源部を備えても良い。

図３に示す暗視野光源部２５を備えることで、より高い解像を得たい場合には青色ＬＥＤ２５ｃを使用し、より深い焦点深度を得たい場合には赤色ＬＥＤ２５ａを使用し、白色光で照明した場合にはすべてのＬＥＤを使用するなど、用途に応じて光源を使い分けることができる。また、図４に示す暗視野光源部２６を備えることで、暗視野光源部に含まれる発光素子の数を増やすことができる。このため、より明るい照明が可能となり、暗視野観察に好適である。

図５は、本実施例に係る顕微鏡の構成の変形例を示した図である。図６は、図５に示す暗視野光源部の構成を示した図である。図５及び図６に示すように、顕微鏡は、ＬＥＤ光源である暗視野光源部２３の代わりに、ファイバー光源を備えても良い。

図５に示す顕微鏡１０１は、顕微鏡本体１０の代わりに顕微鏡本体４０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なっている。顕微鏡本体４０は、落射照明投光管２０の代わりに落射照明投光管５０を備えていて、落射照明投光管５０は、ＬＥＤ光源である暗視野光源部２３の代わりに、光源５２と暗視野照明光路を構成する光ファイバー５３とからなるファイバー光源である暗視野光源部５１を備えている。図５に示すように、光ファイバー５３の出射端５３ａは、暗視野対物レンズ６０の暗視野照明光路６３の入射端６３ａに接続されている。つまり、図６に示すように、光ファイバー５３の出射端５３ａは、円環状をなしている。図５に示す顕微鏡１０１によっても、顕微鏡１００と同様の効果を得ることができる。

図７は、本実施例に係る顕微鏡の構成の他の変形例を示した図である。図７に示すように、顕微鏡は、ＬＥＤ光源である暗視野光源部２３の代わりに、明視野照明に使用される明視野光源部を暗視野光源部として使用してもよい。

図７に示す顕微鏡１０２は、顕微鏡本体１０の代わりに顕微鏡本体１１０を備える点が、図１に示す顕微鏡１００と異なっている。顕微鏡本体１１０は、落射照明投光管２０の代わりに落射照明投光管１２０を備えている。落射照明投光管１２０は、明視野光源部としても使用可能な高圧水銀ランプなどのランプ光源である暗視野光源部１２１と、コリメートレンズ１２２と、コリメートレンズ１２２の標本側に配置されて円形の平行光束の中心部分を遮光する絞り１２３と、ハーフミラー１２４と、本体側嵌合部１２５と、を備えている。落射照明投光管１２０では、絞り１２３で円形の平行光の中心部分が遮光されることで、暗視野対物レンズ６０の暗視野照明光路６３に入射する円環状の光束が形成される。

顕微鏡１０２でも、レンズ系の大型化を見越して、ＪＩＳ等で規格化されている嵌合部６２の位置よりも外側に入射端６３ａを設け、その入射端６３ａの位置に合わせて、暗視野対物レンズ６０と落射照明投光管１２０に暗視野照明光路を形成している。このため、本実施例に係る顕微鏡１０２によれば、顕微鏡１００と同様に、暗視野対物レンズ６０に暗視野光源や光束径を拡張するための素子を設けることなく、比較的簡単な構成で暗視野対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対応することができる。

また、顕微鏡１０２によれば、暗視野観察と明視野観察で光源を共通化することができるため、顕微鏡１００よりも顕微鏡による観察に要する全体のコストを抑えることができる。

図８は、本実施例に係る顕微鏡の構成を示した図である。図９は、図８に示す暗視野光源部の構成を示した図である。図８に示す顕微鏡１０３は、顕微鏡本体１３０と複数の暗視野対物レンズ（暗視野対物レンズ６０、暗視野対物レンズ７０）を備える落射暗視野観察に用いられる顕微鏡である。なお、顕微鏡１０３は、落射明視野観察にも用いることができる。

顕微鏡１０３は、顕微鏡本体１０の代わりに顕微鏡本体１３０を備える点と、顕微鏡本体に第１の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ６０に加えて第２の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ７０が取り付けられている点が、図１に示す顕微鏡１００と異なっている。以下、顕微鏡１００との相違点を中心に、本実施例に係る顕微鏡１０３について説明する。

暗視野対物レンズ７０は、従来から使用されている一般的な暗視野対物レンズと同様の構成を有している。具体的には、暗視野対物レンズ７０は、標本面Ｓからの光を取り込むための第２のレンズ系であるレンズ系７１と、本体側嵌合部２４に嵌合する第２の嵌合部である嵌合部７２と、第２の暗視野照明光路である暗視野照明光路７３上に配置された偏向素子７４を備えている。暗視野対物レンズ７０は、顕微鏡本体１３０に取り付けられたときに、レンズ系７１の光軸を中心として嵌合部７２よりも内側に暗視野照明光路７３の入射端７３ａを有する点が、レンズ系６１の光軸を中心として嵌合部６２よりも外側に暗視野照明光路６３の入射端６３ａを有する暗視野対物レンズ６０と異なっている。

顕微鏡本体１３０に備えられている落射照明投光管１４０は、暗視野対物レンズ６０とともに使用される第１の光源部である暗視野光源部２３に加えて暗視野対物レンズ７０とともに使用される第２の光源部である暗視野光源部１４１を備える点と、複数の対物レンズ（暗視野対物レンズ６０、暗視野対物レンズ７０）が取り付けられるレボルバ１４２を備える点が、図１に示す落射照明投光管２０と異なっている。

暗視野光源部１４１は、暗視野対物レンズ７０を使用するときに暗視野光源部１４１からの光が暗視野対物レンズ７０に形成された暗視野照明光路７３を通過するように、入射端７３ａと向かい合う位置に設けられている。つまり、図９に示すように、暗視野光源部１４１を構成するＬＥＤ１４１ａは、落射照明投光管１４０内において、円環状に並べられた暗視野光源部２３を構成するＬＥＤ２３ａよりも内側に、円環状に並べられている。なお、暗視野光源部２３から出射される光の波長と暗視野光源部１４１から出射される光の波長は異なっていてもよい。

レボルバ１４２には、複数の対物レンズを取り付けるための複数の本体側嵌合部２４が設けられていて、ここでは、同焦点距離が異なる暗視野対物レンズ６０と暗視野対物レンズ７０が取り付けられている例が示されている。レボルバ１４２は、手動または電動で回転するように構成されていて、レボルバ１４２の回転により、レボルバ１４２に取り付けられた対物レンズのいずれかが検出光路上に配置される。また、レボルバ１４２には、本体側嵌合部２４毎に円環状の暗視野照明光路１４４及び暗視野照明光路１４５が形成されている。暗視野照明光路１４４は、暗視野対物レンズ６０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部２３から出射した光を入射端６３ａに導くための光路であり、暗視野照明光路１４５は、暗視野対物レンズ７０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部１４１から出射した光を入射端７３ａに導くための光路である。従って、暗視野照明光路１４４、暗視野照明光路１４５は、暗視野光源部２３、暗視野光源部１４１の位置に合わせて形成されている。即ち、顕微鏡１０３は、暗視野対物レンズ６０の光軸を中心として本体側嵌合部２４よりも外側に、暗視野光源部２３からの光を暗視野対物レンズ６０に導く暗視野光路１４４の出射端を有し、暗視野対物レンズ７０の光軸を中心として本体側嵌合部２４よりも内側に、暗視野光源部１４１からの光を暗視野対物レンズ７０に導く暗視野光路１４５の出射端を有している。

以上のように構成された顕微鏡１０３では、大きなレンズ系６１を有する暗視野対物レンズ６０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部２３を発光させて、暗視野光源部２３からの光を嵌合部６２よりも外側に位置する入射端６３ａから暗視野照明光路６３を通過させることで、良好な暗視野照明を実現することができる。また、従来から使用されている暗視野対物レンズ７０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部１４１を発光させて、暗視野光源部１４１からの光を嵌合部７２よりも内側に位置する入射端７３ａから暗視野照明光路７３を通過させることで、良好な暗視野照明を実現することができる。

従って、本実施例に係る顕微鏡１０３によれば、実施例１に係る顕微鏡１００と同様の効果を得ることができる。つまり、暗視野対物レンズに暗視野光源や光束径を拡張するための素子を設けることなく比較的簡単な構成で暗視野対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対応することができる。また、顕微鏡による観察に要する全体のコストを抑えることが可能である点、迷光を抑制することができる点も同様である。さらに、本実施例に係る顕微鏡１０３では、嵌合部よりも内側に暗視野照明光路が形成された従来の暗視野対物レンズも使用することが可能である。

なお、本実施例に係る顕微鏡１０３も、実施例１に係る顕微鏡１００と同様に、種々の変形が可能である。例えば、ＬＥＤ光源である暗視野光源部２３、暗視野光源部１４１を、それぞれ光ファイバー５３を備えたファイバー光源、光ファイバー５４を備えたファイバー光源に置き換えてもよい。この場合、光ファイバー５３、光ファイバー５４の出射端は、図１０に示すように、それぞれ円環状をなし、光ファイバー５３が光ファイバー５４を取り囲むように形成される。また、光ファイバー５３と光ファイバー５４は同じ光源に接続されていても良い。

図１１は、本実施例に係る顕微鏡の構成を示した図である。図１１に示す顕微鏡１０４は、顕微鏡本体１５０と複数の暗視野対物レンズ（暗視野対物レンズ６０、暗視野対物レンズ８０、暗視野対物レンズ９０）を備える落射暗視野観察に用いられる顕微鏡である。なお、顕微鏡１０４は、落射明視野観察にも用いることができる。

顕微鏡１０４は、顕微鏡本体１０の代わりに顕微鏡本体１５０を備える点と、顕微鏡本体に第１の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ６０と第３の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ８０と第４の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ９０が取り付けられている点が、図１に示す顕微鏡１００と異なっている。以下、顕微鏡１００との相違点を中心に、本実施例に係る顕微鏡１０４について説明する。

暗視野対物レンズ８０は、標本面Ｓからの光を取り込むための第３のレンズ系であるレンズ系８１と、本体側嵌合部２４に嵌合する第３の嵌合部である嵌合部８２と、第１の暗視野照明光路である暗視野照明光路８３と第３の暗視野照明光路である暗視野照明光路８４の上に配置された偏向素子８５を備えている。暗視野対物レンズ８０は、顕微鏡本体１５０に取り付けられたときに、レンズ系８１の光軸を中心として嵌合部８２よりも外側に、２つの入射端（暗視野照明光路８３の入射端８３ａと暗視野照明光路８４の入射端８４ａ）を有する点が、レンズ系６１の光軸を中心として嵌合部６２よりも外側に1つの入射端（暗視野照明光路６３の入射端６３ａ）を有する暗視野対物レンズ６０と異なっている。なお、暗視野対物レンズ８０の暗視野照明光路８３及び入射端８３ａは、暗視野対物レンズ６０の暗視野照明光路６３及び入射端６３ａに対応するものであり、暗視野照明光路８４及び入射端８４ａよりも内側に形成されている。

暗視野対物レンズ９０は、標本面Ｓからの光を取り込むための第４のレンズ系であるレンズ系９１と、本体側嵌合部２４に嵌合する第４の嵌合部である嵌合部９２と、第３の暗視野照明光路である暗視野照明光路９３上に配置された偏向素子９４を備えている。暗視野対物レンズ９０は、顕微鏡本体１５０に取り付けられたときに、レンズ系９１の光軸を中心として嵌合部９２よりも外側に１つの入射端（暗視野照明光路９３の入射端９３ａ）を有する点は、レンズ系６１の光軸を中心として嵌合部６２よりも外側に１つの入射端（暗視野照明光路６３の入射端６３ａ）を有する暗視野対物レンズ６０と同様である。ただし、入射端９３ａは、入射端６３ａに比べて、レンズ系の光軸から離れた位置に形成されている点が異なっている。なお、暗視野対物レンズ９０の暗視野照明光路９３及び入射端９３ａは、暗視野対物レンズ８０の暗視野照明光路８４及び入射端８４ａに対応するものである。

顕微鏡本体１５０に備えられている落射照明投光管１６０は、第１の光源部である暗視野光源部２３に加えて第３の光源部である暗視野光源部１６１を備える点と、複数の対物レンズ（暗視野対物レンズ６０、暗視野対物レンズ８０、暗視野対物レンズ９０）が取り付けられるレボルバ１６２を備える点が、図１に示す落射照明投光管２０と異なっている。

暗視野光源部１６１は、暗視野対物レンズ８０を使用するときに暗視野光源部１６１からの光が暗視野対物レンズ８０に形成された暗視野照明光路８４を通過するように、入射端８４ａと向かい合う位置に設けられている。つまり、暗視野光源部１６１は、暗視野対物レンズ９０を使用するときに暗視野光源部１６１からの光が暗視野対物レンズ９０に形成された暗視野照明光路９３を通過するように、入射端９３ａと向かい合う位置に設けられている。

一方、暗視野光源部２３は、暗視野対物レンズ６０を使用するときに暗視野光源部２３からの光が暗視野対物レンズ６０に形成された暗視野照明光路６３を通過するように、入射端６３ａと向かい合う位置に設けられている。つまり、暗視野光源部２３は、暗視野対物レンズ８０を使用するときに暗視野光源部２３からの光が暗視野対物レンズ８０に形成された暗視野照明光路８３を通過するように、入射端８３ａと向かい合う位置に設けられている。なお、暗視野光源部２３から出射される光の波長と暗視野光源部１６１から出射される光の波長は、異なっていてもよい。

レボルバ１６２には、複数の対物レンズを取り付けるための複数の本体側嵌合部２４が設けられていて、ここでは、同焦点距離が異なる暗視野対物レンズ６０と暗視野対物レンズ８０と暗視野対物レンズ９０が取り付けられている例が示されている。レボルバ１６２は、手動または電動でスライドするように構成されていて、レボルバ１６２のスライドにより、レボルバ１６２に取り付けられた対物レンズのいずれかが検出光路上に配置される。また、レボルバ１６２には、本体側嵌合部２４毎に円環状の暗視野照明光路１４４及び暗視野照明光路１６３が形成されている。暗視野照明光路１４４は、暗視野対物レンズ６０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部２３から出射した光を入射端６３ａに導くための光路であり、且つ、暗視野対物レンズ８０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部２３から出射した光を入射端８３ａに導くための光路である。暗視野照明光路１６３は、暗視野対物レンズ８０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部１６１から出射した光を入射端８４ａに導くための光路であり、且つ、暗視野対物レンズ９０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部１６１から出射した光を入射端９３ａに導くための光路である。従って、暗視野照明光路１４４、暗視野照明光路１６３は、暗視野光源部２３、暗視野光源部１６１の位置に合わせて形成されている。即ち、顕微鏡１０４は、暗視野対物レンズの光軸を中心として本体側嵌合部２４よりも外側に、暗視野光源部２３からの光を暗視野対物レンズに導く暗視野光路１４４の出射端と暗視野光源部１６１からの光を暗視野対物レンズに導く暗視野光路１６３の出射端とを有している。

以上のように構成された顕微鏡１０４では、大きなレンズ系６１を有する暗視野対物レンズ６０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部２３を発光させて、暗視野光源部２３からの光を嵌合部６２よりも外側に位置する入射端６３ａから暗視野照明光路６３を通過させることで、良好な暗視野照明を実現することができる。また、さらに大きなレンズ系９１を有する暗視野対物レンズ９０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部１６１を発光させて、暗視野光源部１６１からの光を嵌合部９２よりも外側に位置する入射端９３ａから暗視野照明光路９３を通過させることで、良好な暗視野照明を実現することができる。また、レンズ系６１と同程度の大きさのレンズ系８１を有する暗視野対物レンズ８０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部２３または暗視野光源部１６１の少なくとも一方を発光させて、良好な暗視野照明を実現することができる。

従って、本実施例に係る顕微鏡１０４によれば、実施例１に係る顕微鏡１００と同様の効果を得ることができる。つまり、暗視野対物レンズに暗視野光源や光束径を拡張するための素子を設けることなく比較的簡単な構成で暗視野対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対応することができる。また、顕微鏡による観察に要する全体のコストを抑えることが可能である点、迷光を抑制することができる点も同様である。さらに、本実施例に係る顕微鏡１０４では、暗視野光源部２３からの光が通過する暗視野照明光路８３と暗視野光源部１６１からの光が通過する暗視野照明光路８４とが形成された暗視野対物レンズ８０を使用する場合には、暗視野光源部２３と暗視野光源部１６１の両方を発光させることで、さらに明るい良好な暗視野照明を実現することができる。
なお、本実施例に係る顕微鏡１０４も、実施例１に係る顕微鏡１００と同様に、種々の変形が可能である。

図１２は、本実施例に係る顕微鏡の構成を示した図である。図１３は、図１２に示す暗視野光源部の構成を示した図である。図１２に示す顕微鏡１０５は、顕微鏡本体１７０と複数の暗視野対物レンズ（暗視野対物レンズ６０、暗視野対物レンズ７０、暗視野対物レンズ９０）を備える落射暗視野観察に用いられる顕微鏡である。なお、顕微鏡１０５は、落射明視野観察にも用いることができる。

顕微鏡１０５は、顕微鏡本体１０の代わりに顕微鏡本体１７０を備える点と、顕微鏡本体に第１の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ６０と第２の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ７０と第４の暗視野対物レンズである暗視野対物レンズ９０が取り付けられている点が、図１に示す顕微鏡１００と異なっている。以下、顕微鏡１００との相違点を中心に、本実施例に係る顕微鏡１０５について説明する。

なお、暗視野対物レンズ６０、暗視野対物レンズ７０、及び、暗視野対物レンズ９０は、実施例１から実施例３において既に上述したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。

顕微鏡本体１７０に備えられている落射照明投光管１８０は、第１の光源部である暗視野光源部２３に加えて第２の光源部である暗視野光源部１４１及び第３の光源部である暗視野光源部１６１を備える点と、複数の対物レンズ（暗視野対物レンズ６０、暗視野対物レンズ７０、暗視野対物レンズ９０）が取り付けられるレボルバ１８２を備える点が、図１に示す落射照明投光管２０と異なっている。

暗視野光源部２３は、暗視野対物レンズ６０を使用するときに暗視野光源部２３からの光が暗視野対物レンズ６０に形成された暗視野照明光路６３を通過するように、入射端６３ａと向かい合う位置に設けられている。

暗視野光源部１４１は、暗視野対物レンズ７０を使用するときに暗視野光源部１４１からの光が暗視野対物レンズ７０に形成された暗視野照明光路７３を通過するように、入射端７３ａと向かい合う位置に設けられている。

暗視野光源部１６１は、暗視野対物レンズ９０を使用するときに暗視野光源部１６１からの光が暗視野対物レンズ９０に形成された暗視野照明光路９３を通過するように、入射端９３ａと向かい合う位置に設けられている。

つまり、図１３に示すように、暗視野光源部１４１を構成するＬＥＤ１４１ａは、落射照明投光管１８０内において、円環状に並べられた暗視野光源部２３を構成するＬＥＤ２３ａよりも内側に円環状に並べられていて、暗視野光源部１６１を構成するＬＥＤ１６１ａは、落射照明投光管１８０内において、円環状に並べられた暗視野光源部２３を構成するＬＥＤ２３ａよりも外側に円環状に並べられている。

レボルバ１８２には、複数の対物レンズを取り付けるための複数の本体側嵌合部２４が設けられていて、ここでは、同焦点距離が異なる暗視野対物レンズ６０と暗視野対物レンズ７０と暗視野対物レンズ９０が取り付けられている例が示されている。レボルバ１８２は、手動または電動でスライドするように構成されていて、レボルバ１８２のスライドにより、レボルバ１８２に取り付けられた対物レンズのいずれかが検出光路上に配置される。また、レボルバ１８２には、本体側嵌合部２４毎に円環状の暗視野照明光路１４４、暗視野照明光路１４５及び暗視野照明光路１６３が形成されている。暗視野照明光路１４４は、暗視野対物レンズ６０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部２３から出射した光を入射端６３ａに導くための光路である。暗視野照明光路１４５は、暗視野対物レンズ７０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部１４１から出射した光を入射端７３ａに導くための光路である。暗視野照明光路１６３は、暗視野対物レンズ９０が検出光路上に配置された状態にあるときに、暗視野光源部１６１から出射した光を入射端９３ａに導くための光路である。従って、暗視野照明光路１４４、暗視野照明光路１４５、暗視野照明光路１６３は、暗視野光源部２３、暗視野光源部１４１、暗視野光源部１６１の位置に合わせて形成されている。即ち、顕微鏡１０５は、暗視野対物レンズの光軸を中心として本体側嵌合部２４よりも外側に、暗視野光源部２３からの光を暗視野対物レンズに導く暗視野光路１４４の出射端と暗視野光源部１６１からの光を暗視野対物レンズに導く暗視野光路１６３の出射端とを有し、暗視野対物レンズの光軸を中心として本体側嵌合部２４よりも内側に、暗視野光源部１４１からの光を暗視野対物レンズに導く暗視野光路１４５の出射端を有している。

以上のように構成された顕微鏡１０５では、大きなレンズ系６１を有する暗視野対物レンズ６０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部２３を発光させて、暗視野光源部２３からの光を嵌合部６２よりも外側に位置する入射端６３ａから暗視野照明光路６３を通過させることで、良好な暗視野照明を実現することができる。また、さらに大きなレンズ系９１を有する暗視野対物レンズ９０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部１６１を発光させて、暗視野光源部１６１からの光を嵌合部９２よりも外側に位置する入射端９３ａから暗視野照明光路９３を通過させることで、良好な暗視野照明を実現することができる。また、従来から使用されている暗視野対物レンズ７０が検出光路上に配置されているときには、暗視野光源部１４１を発光させて、暗視野光源部１４１からの光を嵌合部７２よりも内側に位置する入射端７３ａから暗視野照明光路７３を通過させることで、良好な暗視野照明を実現することができる。

従って、本実施例に係る顕微鏡１０５によれば、実施例１に係る顕微鏡１００と同様の効果を得ることができる。つまり、暗視野対物レンズに暗視野光源や光束径を拡張するための素子を設けることなく比較的簡単な構成で暗視野対物レンズを構成するレンズ系の大型化に対応することができる。また、顕微鏡による観察に要する全体のコストを抑えることが可能である点、迷光を抑制することができる点も同様である。さらに、本実施例に係る顕微鏡１０５では、嵌合部よりも内側に暗視野照明光路が形成された従来の暗視野対物レンズも使用することが可能である。

上述した各実施例は、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例に限定されるものではない。各実施例に係る顕微鏡及び暗視野対物レンズは、特許請求の範囲により規定される本発明の思想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。

１０、４０、１１０、１３０、１５０、１７０顕微鏡本体
２０、５０、１２０、１４０、１６０、１８０落射照明投光管
２１明視野光源部
２２、３３、１２４ハーフミラー
２３、２５、２６、５１、１２１、１４１、１６１暗視野光源部
２３ａ、２６ａ、１４１ａ、１６１ａＬＥＤ
２４、１２５本体側嵌合部
２５ａ赤色ＬＥＤ
２５ｂ緑色ＬＥＤ
２５ｃ青色ＬＥＤ
２７、６３、７３、８３、８４、９３、１４４、１４５、１６３暗視野照明光路
２７ａ、５３ａ出射端
３１鏡筒
３５カメラアダプタ
３７撮像部
３９接眼部
５２光源
５３、５４光ファイバー
６０、７０、８０、９０暗視野対物レンズ
６１、７１、８１、９１レンズ系
６２、７２、８２、９２嵌合部
６３ａ、７３ａ、８３ａ、８４ａ、９３ａ入射端
６４、７４、８５、９４偏向素子
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５顕微鏡
１２２コリメートレンズ
１２３絞り
１４２、１６２、１８２レボルバ

Claims

光源部と、対物レンズを取り付けるための本体側嵌合部と、第２の光源部と、を備えた顕微鏡本体と、
標本面からの光を取り込むための光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する暗視野照明光路が形成された暗視野対物レンズと、
標本面からの光を取り込むための第２の光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する第２の嵌合部と、を備え、前記第２の光源部からの光が通過する第２の暗視野照明光路が形成された第２の暗視野対物レンズと、を含み、
前記暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記光学系の光軸を中心として前記嵌合部よりも外側に前記暗視野照明光路の入射端を有し、
前記第２の暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記第２の光学系の光軸を中心として前記第２の嵌合部よりも内側に前記第２の暗視野照明光路の入射端を有する
ことを特徴とする顕微鏡。
光源部と、対物レンズを取り付けるための本体側嵌合部と、第３の光源部と、を備えた顕微鏡本体と、
標本面からの光を取り込むための光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する暗視野照明光路が形成された暗視野対物レンズと、
標本面からの光を取り込むための第３の光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する第３の嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する第１の暗視野照明光路と前記第３の光源部からの光が通過する第３の暗視野照明光路とが形成された第３の暗視野対物レンズと、を含み、
前記暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記光学系の光軸を中心として前記嵌合部よりも外側に前記暗視野照明光路の入射端を有し、
前記第３の暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記第３の光学系の光軸を中心として前記第３の嵌合部よりも外側に前記第１の暗視野照明光路の入射端及び前記第３の暗視野照明光路の入射端を有する
ことを特徴とする顕微鏡。
光源部と、対物レンズを取り付けるための本体側嵌合部と、第３の光源部と、を備えた顕微鏡本体と、
標本面からの光を取り込むための光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する嵌合部と、を備え、前記光源部からの光が通過する暗視野照明光路が形成された暗視野対物レンズと、
標本面からの光を取り込むための第４の光学系と、前記本体側嵌合部に嵌合する第４の嵌合部と、を備え、前記第３の光源部からの光が通過する第３の暗視野照明光路が形成された第４の暗視野対物レンズと、を含み、
前記暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記光学系の光軸を中心として前記嵌合部よりも外側に前記暗視野照明光路の入射端を有し、
前記第４の暗視野対物レンズは、前記顕微鏡本体に取り付けられたときに、前記第４の光学系の光軸を中心として前記第４の嵌合部よりも外側に前記第３の暗視野照明光路の入射端を有する
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
前記光源部は、リング状に並べられたＬＥＤ光源である
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項４に記載の顕微鏡において、
前記光源部は、リング状に２重にして並べられたＬＥＤ光源である
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
前記光源部は、ファイバー光源である
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
前記顕微鏡本体は、切り換えて使用する複数の対物レンズが取り付けられるレボルバを備え、
前記レボルバは、複数の前記本体側嵌合部を備える
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項７に記載の顕微鏡において、
前記レボルバは、同焦点距離の異なる暗視野対物レンズが取り付けられる
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
前記光源部は、紫外線領域の波長の光を出射する
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
前記光源部は、４００ｎｍから４８０ｎｍの領域の波長の光を出射する
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項１に記載の顕微鏡において、
前記光源部から出射される光の波長と前記第２の光源部から出射される光の波長が異なる
ことを特徴とする顕微鏡。
請求項２または請求項３に記載の顕微鏡において、
前記光源部から出射される光の波長と前記第３の光源部から出射される光の波長が異なる
ことを特徴とする顕微鏡。