JP6555680B2 - 顕微鏡用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、顕微鏡用照明装置に関し、特に顕微鏡の暗視野照明の技術に関する。

顕微鏡照明装置として、光源から照射された光を対物レンズの射出瞳位置に集光させるための明視野照明光学系と、リング状の光源からの照明光を試料に斜め方向から照射して散乱光や回折光を得るための暗視野照明光学系とを両方備えたものが知られている。更に、暗視野照明光学系の一部であり、光源とレンズを含む暗視野照明部を顕微鏡本体から挿脱可能にした顕微鏡装置も提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−２２７４４２号公報

特許文献１のように暗視野照明部が挿脱自在なユニットで構成されることで、必要な場面になった場合にのみ暗視野照明部を装着して、照明を暗視野照明に切換えて観察するような利用が可能になる。

そして、暗視野照明部が挿脱自在なユニットとして構成される顕微鏡装置では、暗視野照明部が観察光路の外周部に配置されるのに応じて、暗視野照明部の光源に対して、点灯や消灯等の適切な制御が行われるのが望ましい。

本願発明は、上記課題に鑑み、観察光路の外周部への暗視野照明部の配置に対応した制御が行われる顕微鏡用照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明の顕微鏡用照明装置によれば、顕微鏡の観察光路の外周部に配置可能な光源を有し、前記観察光路の外周部に挿脱自在に設けられる暗視野照明部と、前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置に配置されたことを検出して点灯信号を出力する、または、前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置から外されたことを検出して消灯信号を出力する検出部と、前記検出部の出力に応じて、前記光源の点灯または消灯を制御する制御部と、を備え、 前記暗視野照明部及び前記検出部は、前記観察光路中に所定の光学素子を配置するために、前記顕微鏡のレボルバに対して挿脱されるスライダに設けられ、前記検出部の検出用の端子は、前記スライダが前記顕微鏡のレボルバに対し装着される方向の先端に設けられ、前記検出部は、前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置に配置されたこと、または、前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置から外されたことを検出する際、前記スライダが前記レボルバの所定位置に配置されたこと、または外されたことを検出する。

第２の発明によれば、第１の発明の顕微鏡用照明装置において、前記検出用の端子は可動片である。

第３の発明によれば、第１の発明の顕微鏡用照明装置において、前記可動片は、前記スライダの本体から突き出た形状に形成される。第４の発明によれば、第１の発明の顕微鏡用照明装置において、前記可動片は、前記スライダの本体の中に凹む形状に形成される。

第５の発明によれば、第１の発明の顕微鏡用照明装置において、前記スライダは、前記装着方向の先端に円弧状の凹部が形成される

第６の発明によれば、第２の発明の顕微鏡用照明装置において、前記スライダは、前記暗視野照明部と共に微分干渉観察用の光学素子を有する。第７の発明によれば、第１乃至第６の発明の顕微鏡用照明装置において、前記光源は、半導体素子である。

第８の発明によれば、第１乃至第６の発明の顕微鏡用照明装置において、前記光源は、ＬＥＤである。第９の発明によれば、第７の発明の顕微鏡用照明装置において、前記制御部は、前記光源の色を変化させるよう制御する。

第１０の発明によれば、第１の発明の顕微鏡用照明装置において、前記光源はリング状に複数並べて配置され、前記制御部は、前記複数の光源を円周方向に沿って所定数のブロックに分け、特定のブロックを点灯させて偏斜照明の方向を制御する。

第１１の発明によれば、第１０の発明の顕微鏡用照明装置において、前記制御部は、前記ブロックの単位で、前記光源の点灯を制御する。第１２の発明によれば、第１０の発明の顕微鏡用照明装置において、前記制御部は、円周方向に沿ったブロックを指定した任意の順番で、前記光源をブロック単位で点灯させるように制御する。第１３の発明によれば、第１から１２の発明の顕微鏡用照明装置において、各照明状態を表示する表示部を有する。

本発明によれば、観察光路中の外周部への暗視野照明部の配置に対応した制御が行われる顕微鏡用照明装置を提供することができる。

第１実施形態に係る、顕微鏡装置１の全体構成図である。 第１実施形態の第１例に係る、スライダの外観図である。 第１実施形態の第１例に係る、暗視野照明部の制御ブロック図である。 第１実施形態の第２例のスライダをレボルバに装着時の標本側から見た図である。 第１実施形態の第２例の制御ブロック図である。 第１実施形態の第３例の制御ブロック図である。 第１実施形態のスライダの変形例の外観図である。 第１実施形態の第４例を説明する図である。 第１実施形態の第４例の制御ブロック図である。 第２実施形態に係る、顕微鏡装置の全体構成図である。 第２実施形態の光路折り返しユニットの構成を示す３面図である。 第３実施形態に係る、顕微鏡装置の全体構成図である。 第３実施形態のレボルバを回転軸の標本側から見た図である。 第３実施形態の制御ブロック図である。 第４実施形態の顕微鏡装置の構成を示す図である。 第４実施形態の検出機構に関するＡ部分の拡大図である 第４実施形態の対物レンズをレボルバへの取付け面側から見た図である。 第４実施形態の制御ブロック図である。 暗視野照明用光源の他の例である。

以下、図面に従って本発明の実施形態を説明する。本発明に係る顕微鏡用照明装置を、第１実施形態〜第４実施形態に分けて、以下順番に説明する。

〔第1実施形態〕
図１は、第1実施形態に係る顕微鏡用照明装置を搭載した顕微鏡装置１ａの観察光軸Lを含む面による断面図で、顕微鏡装置１ａの全体構成図である。第1実施形態は、顕微鏡装置１ａに挿脱自在に設けられるスライダに暗視野照明部を備える例である。

顕微鏡装置１ａは、標本９０の観察を行う顕微鏡の鏡筒部１０と、Ｌ字状の胴部１２と、標本９０を載置するステージ１４を有する。

鏡筒部１０は、観察部３２を有し、図示しない結像レンズ、接眼レンズ、またはＣＣＤカメラ等の撮像装置を備える。胴部１２は、鏡筒部１０、照明装置２０、レボルバ４０などを取り付け可能に構成されている。照明装置２０は、光源２２と明視野照明光学系２４とハーフミラー３０を有する。レボルバ４０は、複数の対物レンズを支持して、所定の対物レンズ５０を選択的に観察光路上に切り換えるものである。

光源２２は、ハロゲンランプやキセノンランプ、水銀ランプ等からなる。明視野照明光学系２４は、光源２２からの光を凸レンズ２４ａや凸レンズ２４ｂで明るさ絞り（ＡＳ）位置に結像させる。光源２２を１次光源としたとき、この像を２次光源としてさらに対物レンズ５０の射出瞳位置に再度光源像を結ばせる。

ハーフミラー３０は、明視野照明光を９０°下方の標本９０に向けて反射する。ハーフミラー３０で反射された明視野照明光は、観察光軸Ｌ上の対物レンズ５０から標本９０に照射される。ハーフミラー３０は、標本９０からの反射光を透過して観察部３２に導く。観察部３２は、結像レンズと接眼レンズあるいは撮像素子（不図示）を有し、ハーフミラー３０を透過した光学像を結像する。

レボルバ４０には、顕微鏡にオプション機能を追加するためのスライダを収納するためのスライダ装着部４２が形成される。

図１で装着されているスライダは、暗視野照明部を備えるスライダ１００ａである。矢印Ｐはスライダの挿脱方向を示す。使用者は、スライダ１００ａを矢印Ｐの左方向に引出して、スライダ１００ａを外し、他のスライダに交換することができる。スライダ１００ａ以外のスライダとして、特定の光学素子が設けられたスライダ１０５がある。例えば、微分干渉素子が設けられたスライダ１０５を装着することで、微分干渉観察をすることができる。

スライダ１００ａには、暗視野照明用光源１１２とコリメートレンズ１１４からなる暗視野照明部１１０ａが設けられる。暗視野照明用光源１１２は、ＬＥＤ等の面発光を行なう半導体発光素子である。ここで暗視野照明用光源１１２とコリメートレンズ１１４とは、一体に形成されていることが望ましい。コリメートレンズ１１４は、暗視野照明用光源１１２からの暗視野照明光を略平行光に変換して、対物レンズ５０側に照射する。暗視野照明部１１０ａは、暗視野照明用光源１１２とコリメートレンズ１１４からなる組が複数配列されて構成される。

なお、コリメートレンズ１１４の例を示したが、厳密に平行光に変換する必要はなく、暗視野照明用光源１１２からの暗視野照明光の多くを暗視野照明光路５２に入射させることのできる集光レンズであってもよい。

対物レンズ５０は、内部に複数のレンズ（不図示）が組み込まれ、コリメートレンズ１１４を射出した暗視野照明光を通過させる暗視野照明光路５２を観察光路の外周部に有する。なお、暗視野照明光路５２は、２つの円筒を観察光軸Ｌ中心に同心円状に配置している。また、暗視野照明光路５２は、標本側の先端部は、光軸方向に暗視野照明光を曲げるよう所定の角度をもった反射ミラーとなっている。また、標本側の先端付近にドーナツ状に中心をくり貫いた正屈折率のレンズなどの光学素子、または、この光学素子と先の反射ミラーの両方を設けて同じく暗視野照明光を観察光軸Ｌ方向に集光するような構造も採用可能である。対物レンズ５０の光軸を含む中心部は、観察光路を構成し、照明された標本９０の観察像が観察部３２に向かって通過する。

図２は、第１実施形態の第１例のスライダ１００ａの外観図である。図２（Ａ）は、スライダ１００ａを斜め下から見た斜視図である。図２（Ｂ）は、スライダ１００ａをレボルバ４０に装着時の標本９０側から見た図である。暗視野照明部１１０ａは、暗視野照明用光源１１２とコリメートレンズ１１４からなる組が、観察光軸Ｌを中心に観察光路の外周部にリング状に配置されて構成される。暗視野照明部１１０ａの観察光軸Ｌが通る中央部には、観察光路を構成する開口１１６が形成される。

スライダ１００ａの装着方向（矢印Ｐの右方向）の先端には、円弧状の凹部が形成される。そして、スライダ１００ａの先端の側部には、スライダ１００ａの挿脱したことを検出するための可動片１２１ａが設けられる。

図２（Ｂ）に示ように、スライダ１００ａは、内部に、検出部１２０ａ、暗視野駆動部１２２及び電源１２４を有する。電源は例えば充電可能な電池であってもよい。検出部１２０ａは、スライダ１００ａがレボルバ４０のスライダ装着部４２に装着されたことを検出するもので、例えば、マイクロスイッチである。可動片１２１ａは検出部１２０ａに取付けられた検出用の端子である。

暗視野駆動部１２２は、暗視野照明用光源１１２を点灯させるドライバー回路である。暗視野照明用光源１１２がＬＥＤの場合には、ＬＥＤドライバーである。暗視野駆動部１２２は、検出部１２０ａによりスライダ１００ａがスライダ装着部４２の所定位置に装着されたことが検出され、点灯信号が出力されると、暗視野照明用光源１１２に所定の電流を流す。暗視野駆動部１２２は、検出部１２０ａによりスライダ１００ａがスライダ装着部４２の所定位置から外されたことが検出され、消灯信号が出力されると、暗視野照明用光源１１２を停止する。電源１２４は、暗視野照明用光源１１２へ電流を供給するものである。

図３は、暗視野照明部１１０ａの制御ブロック図である。前述した、検出部１２０ａ、暗視野駆動部１２２及び電源１２４を、電気回路の形式で示したものである。暗視野照明用光源１１２への通電は、検出部１２０ａにより点灯や消灯を制御され、複数の暗視野照明用光源１１２は、暗視野駆動部１２２により一括して駆動される。本例では、検出部１２０ａは、制御部の機能も備える。

図４、図５は、第１実施形態の第２例を説明する図である。第２例は、複数の暗視野照明用光源１１２を円周方向に沿って複数のブロックに分けて、ブロックごとに点灯や消灯を制御できるようにしたものである。特定のブロックだけを駆動することで、暗視野照明を特定の方向から行う、いわゆる偏斜照明を実現することができる。また、複数のブロックを点灯させて偏斜照明の方向や光強度を制御してもよい。

図４は、第２例のスライダ１００ｂをレボルバ４０に装着時の標本９０側から見た図である。スライダ１００ｂは、先端とは反対側にあたる後端に操作部１２６を有する。暗視野照明用光源１１２は、円周方向に沿って複数のブロックに分けて、操作部１２６の操作に応じて制御される。ここでは、全１６個の暗視野照明用光源１１２が設けられて、１６個の暗視野照明用光源１１２が４個ずつ４つのブロック（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）に分けて制御されるとする。

図５は、暗視野照明部１１０ａの制御ブロック図である。スライダ１００ｂは、検出部１２０ａ、暗視野駆動部１２２、電源１２４、操作部１２６及び制御部１３０ａを有する。検出部１２０ａ、暗視野駆動部１２２、電源１２４の各部位は、図３と実質同一機能であるので、説明は省略する。

制御部１３０ａは、ＣＰＵとメモリを有し、メモリに記憶された制御プログラムを読込みＣＰＵにより制御処理を実行する。そして、制御部１３０ａには、検出部１２０ａと操作部１２６が接続され、検出部１２０ａと操作部１２６の信号が通知される。操作部１２６は、使用者が、全体の点灯や消灯あるいは照明するブロックを指示するものである。

制御部１３０ａは、可動片１２１ａの移動に対応する検出部１２０ａからの出力により、スライダ１００ｂがスライダ装着部４２に挿脱されたことを判断して、暗視野駆動部１２２を制御して暗視野照明用光源１１２を駆動（点灯または消灯）させる。スライダ１００ｂがスライダ装着部４２の所定位置から引き出された場合は、暗視野照明用光源１１２を即座に消灯させるよう制御する。

また、制御部１３０ａは、操作部１２６の操作を検出して、操作に応じて、Ｂ１〜Ｂ４ブロックを選択的に点灯させるように暗視野駆動部１２２を制御する。例えば、制御部１３０ａは、操作部１２６へのプッシュ操作に応じて、全て点灯→Ｂ１のみ点灯→Ｂ２のみ点灯→Ｂ３のみ点灯→Ｂ４のみ点灯→全て停止を、順次切換えていくようにしてもよい。

なお、可動片１２１ａをスライダ１００ｂから突き出たものとしたが、逆にスライダ装着部４２に凸部を設け、可動片１２１ａがスライダ１１０ｂの中に凹む形状に形成され、検出部１２０ａで装着時にスライダ装着部４２の凸部が検出されるものとしてもよい。このようにすることで、スライダ１００ｂを装着しないとき、可動片１２１ａに接触してしまい無用に点灯させてしまうことを防止することができる。

また、スライダの挿脱を検出する検出部は非接触式であってもよい。ホールセンサによる磁力検出、フォトインタラプタによる反射光検出、フォトダイオードによる明るさ検出を行なってもよい。さらに可動片１２１ａの位置は先端に限らず、側面や底面にあってもよい。

図６は、第１実施形態の第３例の制御ブロック図である。第３例は、暗視野照明装置を、スライダ１００ｃとスライダ制御装置１５０から構成したものである。スライダはスペースに制限があるので、スライダの本体とは別に、スライダ制御装置１５０を設け、スライダ制御装置１５０側に部材の一部を移動させたものである。スライダ１００ｃの外観は、図２のスライダ１００ａと同様なので図示は省略する。本例では、暗視野駆動部１２２、電源１２４、操作部１２６及び制御部１３０ａ等を分離して、スライダ制御装置１５０に設けた。なお、図５と同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。

スライダ１００ｃには、暗視野照明部１１０ａと検出部１２０ａが設けられる。スライダ１００ｃと別体化したスライダ制御装置１５０に、暗視野駆動部１２２、電源１２４、操作部１２６及び制御部１３０ａ等が組み込まれる。スライダ制御装置１５０とスライダ１００ｃはケーブル１５５で接続される。

表示部１４０は、スライダ１００ｃの装着の有無、あるいは暗視野照明の状態を表示するもので、例えばいずれのブロックが現在照明（駆動）されているかを表示する。表示部１４０は、例えば、小型のＬＣＤである。スライダ制御装置１５０は、スライダに比べて
サイズの制約が少ないので、表示部１４０を配置することも容易になる。なお、表示部は、エラーを表示したり、スライダの挿脱の状態を通知したり、明視野照明用光源、暗視野照明用光源のどの光源が点灯状態になっているかなど照明状態を表示したり、調光状態を表示したりしてもよい。

操作部１２６は、暗視野照明の切換えを指示する入力部である。操作部１２６は、表示部１４０と一体化したタッチパネルにしてもよい。操作部１２６からの操作に応じて、制御部１３０ａは、Ｂ１〜Ｂ４ブロックのいずれか１つ、複数ブロックの組み合わせ、あるいはブロック全体を点灯させるよう、暗視野駆動部１２２を制御する。なお、電源１２４の替りに、ＡＣ／ＤＣコンバータを備えてＡＣ入力としてもよい。

図７は、スライダの変形例の外観図である。図７のスライダ１００ｄは、微分干渉素子１６０と暗視野照明部１１０ａの両方が搭載されたものである。スライダ１００ｄは外観が略左右対象に形成され、スライダ１００ｄの装着方向を変えることで、微分干渉素子１６０または暗視野照明部１１０ａを選択することができる。スライダ１００ｄを使用することで、微分干渉素子１６０と暗視野照明部１１０ａの選択でき、複数のスライダを用意する必要がなくなる。なお、制御系に関しては、図３や図５の電源を内蔵したものや図８の接点により電流を供給するものが採用できる。

図８は、第１実施形態の第４例を説明する図である。第４例は、検出部１２０ｂ、暗視野駆動部１２２、電源１２４、及び制御部１３０等を、スライダ装着部４２側、すなわちレボルバ４０や胴部１２に設けた例である。

図８（Ａ）は、第４例であるスライダ１００ｅの観察光軸Ｌを含む面での断面図である。図１と同様な方向から見た図で、暗視野照明部１１０ａの箇所を断面で示す。スライダ１００ｅの右端には、凸部１７０が形成される。凸部１７０は、可動片１２１ａの替りに、スライダ１００ｅの装着をレボルバ４０に検出させるためのものである。スライダ１００ｅには、暗視野照明部１１０ａが設けられる。

図８（Ｂ）は、スライダ１００ｅをレボルバ４０に装着時の標本９０側から見た図で、スライダ１００ｅがレボルバ４０に装着直前の状態である。図２（Ｂ）と同方向の図である。スライダ１００ｅの装着方向（矢印Ｐの右方向）の先端にはレボルバ４０から供給される駆動電流を入力するための電気接点（接点１７５ｓ、接点１７５ｇ）が設けられる。図８（Ｂ）の右側の図は、右側面図で、電気接点の配置を説明するための図である。

接点１７５ｓは、レボルバ４０から暗視野照明用光源１１２へ電流を供給する接点で、ブロックごとに点灯や消灯させるために、ブロック数分設けられる。例えば、暗視野照明部１１０ａは、図８（Ｄ）に示すように、Ｂ１〜Ｂ４の４ブロックに分けて駆動されるとする。Ｂ１〜Ｂ４の４ブロックあるので、接点１７５ｓは、４つ設けられる。４つの接点１７５ｓは、スライダ１００ｅ内部で対応するブロックの各暗視野照明用光源１１２に接続される。接点１７５ｇは、共通グランドである。

検出部１２０ｂは、スライダ装着部４２へのスライダ１００ｅの装着を検出するもので、レボルバ４０に取付けられる。検出部１２０ｂの可動片１２１ｂが、移動した凸部１７０に押圧されて、検出部１２０ｂ内部でスイッチがオンになる。

なお、スライダ１００ｅへの電流を供給する電源をレボルバ４０に設け、レボルバ４０とスライダ１００ｅの接点で供給するようにしたので、スライダ１００eを装着しないとき、スライダ１００eのどこに接触してしまっても無用に点灯させてしまうことを防止することができる。

また、レボルバ４０のスライダ装着部４２には、スライダ１００ｅの接点１７５ｓ及び接点１７５ｇと接触する位置に、対応する数（本例では５本）の可動接点１７７が設けられる。可動接点１７７は、例えば、スプリングが内蔵されＰ方向に所定量移動可能な導電性のピンである。可動接点１７７は、板バネでもよい。

図８（Ｃ）は、スライダ１００ｅをレボルバ４０に装着時の標本９０側から見た図で、スライダ１００ｅが、図８（Ｂ）の状態から更に右に移動されて、スライダ装着部４２に完全に装着された状態である。

図９は、第４例の制御ブロック図である。図５、図６等と同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。照明装置２０には、光源２２、検出部１２０ｂ、暗視野駆動部１２２、制御部１３０ｂ等が設けられる。また、操作部１２６、表示部１４０、光源駆動部１４２等が胴部１２等に設けられる。

制御部１３０ｂは、顕微鏡装置１の全体を統括的に制御する制御部である。制御部１３０ｂは、ＣＰＵとメモリを有し、メモリに記憶された制御プログラムを読込みＣＰＵにより制御処理を実行する。光源駆動部１４２は、光源２２を駆動（点灯または消灯）する駆動部である。制御部１３０ｂには、検出部１２０ｂ、暗視野駆動部１２２、操作部１２６、表示部１４０、光源駆動部１４２が接続される。

制御部１３０ｂは、スライダ１００ｅが装着されない状態では、光源駆動部１４２を制御して、光源２２を点灯させる。

制御部１３０ｂは、検出部１２０ｂからスライダ１００ｅの装着が検出されると、暗視野駆動部１２２を制御して、暗視野照明部１１０ａを点灯させる。あるいは、制御部１３０ｂは、暗視野照明使用可能であることを表示部１４０に表示して、操作部１２６からの指示に応じて、暗視野駆動部１２２を制御するようにしてもよい。

暗視野駆動部１２２は、制御部１３０ｂからの制御により、指示された暗視野照明部１１０ａのブロックに対応する可動接点１７７に通電する。可動接点１７７に接触された接点１７５ｓを介して、所定のブロックの暗視野照明用光源１１２に電流が流れ、暗視野照明用光源１１２が点灯する。なお、ブロックに対応する数の接点を設けたが、電源供給の接点と制御信号の接点を設けて、制御信号によりブロックごとの点灯を制御するようにしてもよい。

なお、制御部１３０ｂは、スライダ１００ｅの装着が検出されると、光源２２の点灯を停止させるようにしてもよい。また、制御部１３０ｂは、操作部１２６からの指示に基づき、暗視野照明用光源１１２とともに、光源２２を同時に点灯させるようにしてもよい。

以上のように、第１実施形態の顕微鏡用照明装置は、リング状に配置された光源を有し、顕微鏡の観察光路中に挿脱自在に設けられる暗視野照明部と、暗視野照明部が観察光路中に配置または外されたことを検出する検出部と、検出部による検出に応じて、光源の点灯及びまたは消灯を制御する制御部を含む。

また、上記第１実施形態において、暗視野照明用光源１１２を複数の色の素子（例えば、赤、緑、青、紫外等）から構成して、制御部１３０ａ（または１３０ｂ）は、操作部１２６の操作により、発光色を選択するようにしてもよい。また、制御部１３０ａ（または１３０ｂ）は、指示に応じて、ブロックを円周方向に沿って、順番に点灯させるように制御してもよい。つまり、Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ４→Ｂ１・・・のように、点灯させるような制御をしてもよい。また、指定した任意の順で点灯させるようにしてもよい。また、ブロックごとに発光する色を変えてもよい。なお、ブロックを円周方向に沿って分割する例を示したが、動径方向にもブロックを分割して構成してもよい。

そして、第１実施形態では、挿脱自在なスライダに、暗視野照明部１１０ａを設けたので、顕微鏡装置全体の構成を大きく変えることなく、暗視野照明への対応ができるようになる。また、暗視野照明の制御部等を、外付け装置（スライダ制御装置１５０）や顕微鏡本体に設けることにより、暗視野照明の切換えや状態表示が容易になり、使い勝手が向上する。

また、第１例や第２例のスライダ１００ａによれば、スライダ１００ａが引出された場合に、制御部１３０ａは、暗視野照明用光源１１２の点灯を停止するよう制御することで、スライダ１００ａが引出される途中で、暗視野照明用光源１１２の照明が直接に対物レンズ５０の観察光路に入ることを防止する（防眩効果）。スライダ１００ａが引出される途中でも、暗視野照明用光源１１２の照明が直接に対物レンズ５０の観察光路に入ると、例えば、撮像素子によるモニター観察していた場合は、大きな光量変動が発生し、接眼レンズにより暗視野観察していた場合は、暗視野観察に慣れた観察者は、まぶしさを感じてしまうからである。

〔第２実施形態〕
第２実施形態は、暗視野照明部１１０ｃを光路折り返しユニットに設けたものである。図１０は、第２実施形態に係る顕微鏡用照明装置を搭載した顕微鏡装置１ｃの全体構成図である。

光路折り返しユニット６０は、ミラーユニットとも呼ばれ、ハーフミラー３０を含むユニットである。照明装置２０は、通常の光路折り返しユニット６０と暗視野照明部１１０ｃが設けられた光路折り返しユニット６０ｃを、装着が自在になるよう構成される。

図１０は、暗視野照明部１１０ｃが設けられた光路折り返しユニット６０ｃが、照明装置２０に装着された状態の図である。なお、図１と同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。なお、光路折り返しユニット６０ｃはハーフミラーが回動可能に構成され、暗視野観察時には観察光路上から退避する構成となっている。図１０に示す状態のときは、暗視野照明と明視野照明の両方を同時に行い観察することに対応する。また、暗視野観察専用のユニットとして、暗視野照明部１１０ｃのみを備え、ハーフミラー３０のない構成としてもよい。

暗視野照明部１１０ｃは、第１実施形態と同様に、暗視野照明用光源１１２とコリメートレンズ１１４の組が、複数リング状に配列されて構成される。図１０で見て、光路折り返しユニット６０ｃの右端には、装着検出用の凸部１７０ｃが設けられる。通常の光路折り返しユニット６０には、装着検出用の凸部１７０ｃは設けられない。照明装置２０には、凸部１７０ｃを検出する検出部１２０ｃが設けられる。

図１１は、光路折り返しユニット６０ｃの構成を示す３面図である。左上が光路折り返しユニット６０ｃを図１０と同方向から見た図で、右上はその右側面図で、左下は標本９０側から見た図である。

図１１で見て光路折り返しユニット６０ｃの右側面には、明視野照明を通過させる照明開口３４が形成され、照明開口３４の下部には、凸部１７０ｃ、接点１７５ｓ、接点１７５ｇが設けられる。接点１７５ｓ、接点１７５ｇは照明装置２０側に対応して設けられた接点（不図示）と接触される。接点１７５ｓ、接点１７５ｇを介して、照明装置２０から光路折り返しユニット６０ｃの暗視野照明部１１０ｃに給電が行われる。接点１７５ｓは、分割して点灯されるブロック数分設けられる。

標本９０側から見た図で示すように、暗視野照明部１１０ｃは、図４で説明したと同様に、円周方向に沿ってブロックＢ１〜Ｂ４に分けて制御されてもよい。暗視野照明部１１０ｃで点灯された暗視野照明光は、対物レンズ５０の観察光路の外周部を通過して標本９０に照射される。

照明装置２０には、図９で説明したと同様に、暗視野駆動部１２２、制御部１３０ｃ、検出部１２０ｃ、光源２２が設けられる。第２実施形態の制御ブロック図は、図９と同様であるので省略する。

通常の光路折り返しユニット６０が外されて光路折り返しユニット６０ｃが照明装置２０に装着されると、凸部１７０ｃが検出部１２０ｃに接触する。制御部１３０ｃは、検出部１２０ｃからの出力により、暗視野照明部１１０ｃが設けられた光路折り返しユニット６０ｃが装着されたことを検知し、暗視野駆動部１２２を制御して暗視野照明用光源１１２を点灯させる。また、光路折り返しユニット６０ｃが外されたことを検知し、暗視野駆動部１２２を制御して暗視野照明用光源１１２を消灯させる。このようにすることで制御部１３０ｃは、光路折り返しユニット６０ｃの取り外しに応じて、暗視野照明部１１０ｃへの通電をオンからオフに切換えて、防眩を実現できる。あるいは、制御部１３０ｃは、操作部１２６の指示に応じて、暗視野照明用光源１１２の全体あるいはブロック別に点灯させるようにしてもよい。

なお、上記説明では、検出部１２０ｃ、制御部１３０ｃ、暗視野駆動部１２２等を照明装置２０に設けると説明したが、検出部１２０ｃや制御部１３０ｃ等を光路折り返しユニット６０ｃに設けるようにしてもよい。

また、第１実施形態で説明したように、暗視野照明用光源１１２を複数の色の素子（例えば、赤、緑、青、紫外等）から構成して、制御部１３０ｃは、操作部１２６の操作により、偏斜照明だけでなく、発光色を選択するようにしてもよい。また、制御部１３０ｃは、指示に応じて、ブロックを円周方向に沿って、順番に点灯させるように制御してもよい。また、指定した任意の順で点灯させるようにしてもよい。また、制御部１３０ｃは、表示部１４０に暗視野照明の状態を表示させてもよい。

以上のように、第２実施形態では、光路折り返しユニットを挿脱自在にして、光路折り返しユニットに暗視野照明部１１０ｃを設けたので、顕微鏡装置全体の構成を大きく変えることなく、暗視野照明への対応ができるようになる。

〔第３実施形態〕
第３実施形態は、対物レンズを切換えるためのレボルバに暗視野照明部１１０ｄを設けたものである。図１２は、第３実施形態に係る顕微鏡用照明装置を搭載した顕微鏡装置１ｄの構成を示す図である。図１と同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。

レボルバ４０ｄは、固定部４４、可動部４５、及び可動部４５を固定部４４に対して回転させるための回転軸４６を有する。可動部４５には、対物レンズ５０を装着するための雌ネジが形成された取付け部４９が複数設けられる。対物レンズ５０には、中央にレンズ５１が備えられ、レンズ５１の外側に暗視野照明光路５２が設けられる。

暗視野照明部１１０ｄは、可動部４５の各取付け部４９に、それぞれ設けられる。各暗視野照明部１１０ｄは、各取付け部４９で、対物レンズ５０のほぼ直上になるような位置に配置される。

可動部４５の外周には、レボルバ４０ｄの回転位置を検出するための被検出子４８が設けられる。対応して、胴部１２には、被検出子４８を検出する検出部１２０ｄが固定して設けられる。

被検出子４８と検出部１２０ｄは、非接触で検出できる形式であればよい。以下では、被検出子４８が磁石で、検出部１２０ｄがホール素子センサである例を示す。なお、被検出子４８が反射板で、検出部１２０ｄがフォトセンサでもよい。

検出部１２０ｄは、胴部１２に設けられた制御部１３０ｄに接続される。制御部１３０ｄで、検出部１２０ｄの信号によって、レボルバ４０ｄの回転位置を判断する。

図１３は、レボルバ４０ｄを回転軸４６の標本側から見た図である。レボルバ４０ｄは、Ｑ方向に回転される。図１３に示すレボルバ４０ｄは、取付け部４９が５か所設けられたものである。レボルバ４０ｄには、対物レンズ５０の取付け部４９の５か所に、それぞれ暗視野照明部１１０ｄが設けられる。ここでは、各暗視野照明部１１０ｄに、暗視野照明用光源１１２が６個設けられた例を示す。

更に、レボルバ４０ｄの各取付け部４９の外側に、被検出子４８が設けられる。被検出子４８は、３個の磁石を１組とし、３個の磁石のＳ／Ｎの極性の組み合わせを、５か所の取付け部４９で異ならせることで、回転位置に応じた異なる組合せのパターン（２^３＝８通り）を発生させることができる。なお、図１３の被検出子４８は、本来レボルバ４０ｄの回転軸４６の胴部１２側から見える位置にあるが、位置を示すため便宜上標本側から見えるように記載されている。

図１４は、第３実施形態の制御ブロック図である。胴部１２は、光源駆動部１４２、検出部１２０ｄ、制御部１３０ｄ、暗視野駆動部１２２、表示部１４０や操作部１２６等を有する。図９と同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。

ホール素子センサを備える検出部１２０ｄは、レボルバ４０ｄの３個の磁石の極性パターンを検出して、制御部１３０ｄに通知する。制御部１３０ｄは、予め用意されたテーブルを参照して、検出された極性パターンからレボルバ４０ｄの現在位置を検出する。そして、制御部１３０ｄは、５つの暗視野照明部１１０ｄのうちいずれの暗視野照明部１１０ｄが観察光路に対応する位置にあるかを判断する。

制御部１３０ｄは、操作部１２６の操作に応じて、暗視野駆動部１２２を制御して、観察光路に対応する暗視野照明部１１０ｄを点灯させる。これにより、観察光路に対応しない他の４つの暗視野照明部１１０ｄへ、無駄な通電をすることがない。なお、固定部４４から可動部４５への通電は、例えばスリップリング（不図示）を利用すればよい。

また、制御部１３０ｄは、レボルバ４０ｄに取付けられた対物レンズ５０の倍率を検出する手段が備えられる場合には、検出された対物レンズ５０の倍率に応じて、対応する暗視野照明用光源１１２や光源２２のへの光量を制御するようにしてもよい。

また、レボルバ４０ｄの回転を手動で行うタイプでは、制御部１３０ｄは、検出部１２０ｄの出力によってレボルバ４０ｄの回転を検出した場合には、暗視野照明部１１０ｄへの通電をオンからオフに切換えて、第１実施形態と同様に、防眩を実現するようにしてもよい。レボルバ４０ｄの回転を電動制御するタイプでは、制御部１３０ｄは、レボルバ回転制御用のハンドスイッチの操作に応じて、暗視野照明部１１０ｄへの通電をオンからオフに切換えて、防眩を実現するようにしてもよい。

また、第１実施形態で説明したように、暗視野照明用光源１１２を複数の色の素子（例えば、赤、緑、青、紫外等）から構成して、制御部１３０ｄは、操作部１２６の操作により、発光色を選択するようにしてもよい。なお、検出部１２０ｄを、鏡筒部１０ｄではなく、固定部４４に設けてもよい。また、暗視野照明部１１０ｄは、レボルバ４０ｄの取付け部４９の全てに設けなくともよい。

また、第１実施形態で説明したように、制御部１３０ｄは、各取付け部４９の暗視野照明部１１０ｄをさらにブロックに分けて偏斜照明したり、あるいは、そのブロックを円周方向に沿って、順番に点灯させるよう制御してもよい。また、指定した任意の順で点灯させるようにしてもよい。また、制御部１３０ｄは、表示部１４０に暗視野照明の状態を表示させてもよい。

〔第４実施形態〕
第４実施形態は、対物レンズ内部に暗視野照明部を設けた例である。図１５は、第４実施形態に係る顕微鏡用照明装置を搭載した顕微鏡装置１ｅの構成を示す図である。図１と同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。

対物レンズ５０ｅは、暗視野照明部１１０ｅを有する。対物レンズ５０ｅは、レボルバ４０ｅへの取付け部４９の近傍の位置に、暗視野照明部１１０ｅを設ける。暗視野照明部１１０ｅは、暗視野照明用光源１１２とコリメートレンズ１１４からなり、対物レンズ５０ｅの外周部にリング状に設けられる。対物レンズ５０ｅの暗視野照明部１１０ｅの下には、暗視野照明光路５２が形成される。暗視野照明用光源１１２から発せられた暗視野照明光は、コリメートレンズ１１４で略平行光に変換され、暗視野照明光路５２を通過して、対物レンズ５０ｅから出射して標本９０を照射する。なお、対物レンズ５０ｅの標本側の先端部の構造は第１の実施形態に記載の同様のものが採用される。

暗視野照明部１１０ｅは、例えば図４で示したように、暗視野照明用光源１１２を１６個等間隔で配置される。そして、暗視野照明用光源１１２は、図４で示したようにＢ１〜Ｂ４ブロックに分けて点灯が制御される。

対物レンズ５０ｅのレボルバへの取付け面５１側のＡ部には、暗視野照明部１１０ｅが内蔵された対物レンズ５０ｅ（暗視野対物レンズ５０ｅとも呼ぶ）の装着を検出する検出機構が設けられる。

図１６は、検出機構を示すＡ部の拡大図である。対物レンズ５０ｅの暗視野照明部１１０ｅの上部に、検出機構が設けられる。対物レンズ５０ｅのレボルバへの取付け面５１には、ピン１８０と、ピン１８０をレボルバ４０ｅ方向に付勢するスプリング１８２が設けられる。

レボルバ４０ｅの各対物レンズ５０ｅの取付け部４９に、検出部１２０ｅが設けられる。検出部１２０ｅは、例えばマイクロスイッチである。検出部１２０ｅは、可動片１２１ｅが対物レンズ５０ｅのピン１８０により変位するような位置に設けられる。

図１７は、対物レンズ５０ｅをレボルバへの取付け面５１側から見た図である。対物レンズ５０ｅのレボルバへの取付け面５１には、開口１１７の周囲に、図１６で説明したピン１８０と、暗視野照明用光源１１２へ電流を供給するための電気接点として、接点１７５ｓと１７５ｇが設けられる。接点１７５ｓは、ブロック数分だけ設けられる。本例では、接点１７５ｓは４か所設けられる。

図１８は、第４実施形態の制御ブロック図である。胴部１２は、、光源駆動部１４２、制御部１３０ｅ、暗視野駆動部１２２や操作部１２６等を有する。レボルバ４０ｅは、検出部１２０ｅ、接点１７５ｓ等を有する。図９と同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。

レボルバ４０ｅの各対物レンズ５０ｅの取付け部４９に設けられた検出部１２０ｅの出力は、制御部１３０ｅに接続される。暗視野対物レンズ５０ｅのピン１８０が、検出部１２０ｅの可動片１２１ｅを移動させて、検出部１２０ｅのスイッチを接続する。制御部１３０ｅは、各検出部１２０ｅからの出力により、いずれのレボルバ４０ｅの取付け部４９に、暗視野対物レンズ５０ｅが装着されたかを判断する。

そして、制御部１３０ｅは、レボルバ４０ｅが回転されて、暗視野対物レンズ５０ｅが、観察光路に移動したこと、あるいは、観察光路に対応する取付け部４９に暗視野対物レンズ５０ｅが装着されたことを判断して、暗視野駆動部１２２を制御して、暗視野照明用光源１１２を点灯させる。なお、鏡筒部１０ｅとレボルバ４０ｅ間は、スリップリング等で電気的に接続される。制御部１３０ｅは、操作部１２６の指示に応じて、暗視野照明用光源１１２の全体あるいはブロック別に点灯を制御する。

また、第１実施形態で説明したように、暗視野照明用光源１１２を複数の色の素子（例えば、赤、緑、青、紫外等）から構成して、制御部１３０ｅは、操作部１２６の操作により、発光色を選択するようにしてもよい。また、制御部１３０ｅは、暗視野照明部１１０ｅをブロックに分けて偏斜照明したり、あるいは、そのブロックを円周方向に沿って、順番に点灯させるよう制御してもよい。また、指定した任意の順で点灯させるようにしてもよい。また、制御部１３０ｅは、表示部１４０に暗視野照明の状態を表示させてもよい。

以上のように、第４実施形態では、対物レンズに暗視野照明部を設けたので、使用する対物レンズに応じて、暗視野照明の選択が可能になる。

そして、第２〜４の各実施形態の顕微鏡用照明装置は、観察光軸Ｌを中心としてその周りにリング状に配置された光源を有し、顕微鏡の観察光路中に挿脱自在に設けられる暗視野照明部と、暗視野照明部が観察光路中に配置または外されたことを検出する検出部と、検出部による検出に応じて、光源の点灯及びまたは消灯を制御する制御部を含む。

〔その他の実施形態〕
図１９は、暗視野照明用光源１１２の他の例である。上述した各実施形態では、暗視野照明用光源１１２としてＬＥＤ等の面発光を行う半導体発光素子を例に説明したが、これに限るものではない。図１９は、暗視野照明用光源１１２ｆとして円弧状の蛍光管を用いた例である。図１９は、暗視野照明部１１０ｆをレボルバ４０等に装着時の標本９０側から見た図である。暗視野照明部１１０ｆは、略角度９０度円弧状の４本の蛍光管が円周上に配置されて構成される。

蛍光管を用いた暗視野照明部１１０ｆは、第１実施形態のようにスライダ１００ａ（１００ｂ）に内蔵されてもよいし、あるいは第２実施形態のように折り返しユニット６０ｃ、第３実施形態のようにレボルバ４０ｄ、第４実施形態のように対物レンズ５０ｅに、内蔵されてもよい。制御部１３０ａ等は、上記各実施形態で暗視野照明部をブロック別に制御したように、複数本（本例では４本）の蛍光管を、別々に制御してもよい。

なお、本発明の実施形態では、主に暗視野照明のみを使った暗視野観察を想定して説明したが、明視野照明と暗視野照明を同時に点灯させる観察方法もある。 例えば、落射での明視野照明の光源の色を白色、暗視野照明の光源の色を赤など、色を変えて観察することにより、暗視野照明光により赤となって観察される部分が標本のエッジ部分として観察することができる。また、明視野照明の光量と暗視野照明の光量は独立して調整でき、最適な光量比を選択して設定できるようになっていても良い。

また、蛍光観察用のミラーユニット、同軸落射タイプの暗視野照明を行なうためのミラーユニット、本発明の暗視野照明と明視野照明を同時に行なうためのハーフミラーを備えたミラーユニット等を備えるターレットと、明視野観察のみを行う対物レンズや暗視野照明光路を備えた暗視野観察用対物レンズなど複数の対物レンズを装着可能なレボルバとを備えた顕微鏡であって、ターレットとレボルバのそれぞれがどのミラーユニット、どの対物レンズを光路に配置しているか検出可能とするための検出器を備えている顕微鏡システムの場合に、誤って想定されない組み合わせになったときにアラーム音を発したり、表示部に警告を表示するようにしてもよい。例えば、明視野照明と暗視野照明を同時に点灯させて観察したいときに蛍光観察用のミラーユニットや同軸落射タイプの暗視野照明を行なうためのミラーユニットが配置されてしまったときに警告を発するようにすることが望ましい。また、防眩のためレボルバまたはターレットの回転時に、明視野照明や暗視野照明の光源を消灯することが望ましい。

また、暗視野照明光としてより短い波長を用いることにより解像力の高い観察を行うことができる。さらに、暗視野観察時に暗視野照明用光源として紫外光を発するＬＥＤ等を用いることにより、一般的な同軸の落射タイプの暗視野照明装置を使う場合に比べ、装置も簡単な構成で対物レンズの自家蛍光の影響の無い標本の蛍光観察を行うことができる。

また、光源としてＬＥＤを記載したが、有機ＥＬ素子などの面発光を行う半導体素子や外部の光源からスライダ等に光ファイバにより導入してもよい。また、図９、図１４、図１８には電源供給を行う電源の記載はないが、外部電源等から適宜各部に供給されるもので、図面上の記載を省略している。

また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることはもちろんである。

１ａ １ｃ １ｄ １ｅ 顕微鏡装置
１０ １０ｃ １０ｄ １０ｅ 鏡筒部
３０ ハーフミラー
３２ 観察部
３４ 照明開口
４０ ４０ｄ ４０ｅ レボルバ
４４ 固定部
４５ 可動部
４６ 回転軸
４８ 被検出子
４９ 取付け部
５０ ５０ｅ 対物レンズ
５２ 暗視野照明光路
６０ ６０ｃ 折り返しユニット
１００ スライダ
１１０ａ １１０ｃ １１０ｄ １１０ｅ １１０ｆ 暗視野照明部
１１２ 暗視野照明用光源
１１４ コリメートレンズ
１２０ａ １２０ｂ １２０ｃ １２０ｄ １２０ｅ 検出部
１２１ 可動片
１２２ 光源駆動部
１３０ａ １３０ｂ １３０ｃ １３０ｄ １３０ｅ 制御部
１４０ 表示部
１５０ スライダ制御装置

Claims (13)

1. 顕微鏡の観察光路の外周部に配置可能な光源を有し、前記観察光路の外周部に挿脱自在に設けられる暗視野照明部と、
   前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置に配置されたことを検出して点灯信号を出力する、または、前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置から外されたことを検出して消灯信号を出力する検出部と、
   前記検出部の出力に応じて、前記光源の点灯または消灯を制御する制御部と、を備え、
   前記暗視野照明部及び前記検出部は、前記観察光路中に所定の光学素子を配置するために、前記顕微鏡のレボルバに対して挿脱されるスライダに設けられ、
   前記検出部の検出用の端子は、前記スライダが前記顕微鏡のレボルバに対し装着される方向の先端に設けられ、
   前記検出部は、前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置に配置されたこと、または、前記暗視野照明部が観察光路の外周部の所定位置から外されたことを検出する際、前記スライダが前記レボルバの所定位置に配置されたこと、または外されたことを検出する
   ことを特徴とする顕微鏡用照明装置。
2. 前記検出用の端子は可動片である
   ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明装置。
3. 前記可動片は、前記スライダの本体から突き出た形状に形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡用照明装置。
4. 前記可動片は、前記スライダの本体の中に凹む形状に形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡用照明装置。
5. 前記スライダは、前記装着方向の先端に円弧状の凹部が形成される
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか1項に記載の顕微鏡用照明装置。
6. 前記スライダは、前記暗視野照明部と共に微分干渉観察用の光学素子を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡用照明装置。
7. 前記光源は、半導体素子である
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載の顕微鏡用照明装置。
8. 前記光源は、ＬＥＤである
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載の顕微鏡用照明装置。
9. 前記制御部は、前記光源の色を変化させるよう制御する
   ことを特徴とする請求項７に記載の顕微鏡用照明装置。
10. 前記光源はリング状に複数並べて配置され、前記制御部は、前記複数の光源を円周方向に沿って所定数のブロックに分け、特定のブロックを点灯させて偏斜照明の方向を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明装置。
11. 前記制御部は、前記ブロックの単位で、前記光源の点灯を制御する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の顕微鏡用照明装置。
12. 前記制御部は、円周方向に沿ったブロックを指定した任意の順番で、前記光源をブロック単位で点灯させるように制御する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の顕微鏡用照明装置。
13. 前記制御部は、各照明状態を表示する表示部を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の顕微鏡用照明装置。