JPH10268197A - 光制御部材を有する光学顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 透明な位相物体等の観察において、変調コン
トラスト観察法の立体感のある像を実現しながらも、位
相差観察法の検出感度の高さを持ち合わせた光学顕微鏡
を提供する。 【解決手段】 光制御部材１４上には少なくとも４つの
領域を有する変調コントラスト顕微鏡において、この領
域は、透過率Ｔａである第１の光吸収領域１４ａと、透
過率Ｔｂである第２の光吸収領域１４ｂと、透過率Ｔｃ
である第１の透過領域１４ｃと、透過率Ｔｄである第２
の透過領域１４ｄとから成っていて、Ｔｂ＜Ｔａ＜Ｔ
ｃ、Ｔａ＜Ｔｄ、Ｔｃ＞０．５、Ｔｄ＞０．５ を満たし、光制御部材１４上の少なくとも１つの領域が
位相変化作用を有し、第２の透過領域１４ｄを、第２の
光吸収領域１４ｂに対して第１の光吸収領域１４ａとほ
ぼ反対側に、第２の光吸収領域１４ｂに接するように配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光制御部材を有す
る光学顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体細胞のような無色透明な位相標本を
光学顕微鏡で観察する場合、通常の明視野観察によって
は、その構造を確認することができない。位相標本を可
視化する観察法としては様々な手法が知られている。代
表的な観察法としては、位相差観察法、変調コントラス
ト観察法、微分干渉観察法等が挙げられる。

【０００３】位相差観察法は、顕微鏡の照明光学系の瞳
位置にリングスリットを配置し、結像光学系の瞳上にリ
ングスリットと共役な形状の位相膜を配置するものであ
る。通常、位相構造からの回折光の位相は０次光に対し
てπ／２だけずれており、このままでは白黒のコントラ
ストのついた像を結ばないため、０次光と回折光との位
相差を打ち消すように０次光の通過する領域に位相膜が
設けられる。

【０００４】一般的には、０次光強度が回折光強度より
大きいため、位相膜に適当な大きさの光吸収力を与えて
コントラストを高めている。この観察法の長所は、構造
間の屈折率差が小さい標本や、細胞内の顆粒状の微小構
造等においても、高い検出感度で鮮明なコントラストの
ついた観察像を得ることができる点である。一方、短所
としては、構造の端部等が白く光って見える、ハローと
呼ばれる現象により、構造の輪郭が確認しにくい点が挙
げられる。

【０００５】一方、変調コントラスト観察法は、特開昭
５１−１２８５４８号に開示されているように、顕微鏡
の照明光学系の瞳位置にスリットを配置し、結像光学系
の瞳上には透過率の異なる領域を複数配置するものであ
る。通常、スリットと共役な領域に適当な透過率をもつ
吸収膜を配置し、それに隣接した一方の側を透過領域、
もう一方の側を遮光領域とする。瞳上では標本内の構造
による屈折の大小により、光の通過する領域が異なり、
それに伴って透過率も変化するため像に白黒の影をつけ
て観察することができる。この観察法の長所は、安価な
構成により位相物体に陰影をつけて立体感のある観察像
を得ることができる点である。また、位相差観察法でみ
られるハローが無いため、構造の輪郭を観察しやすく細
胞等のマニピュレーションに適している。一方、短所と
しては、位相差観察法に比べ検出感度が劣り、微少構造
が確認しにくいことが挙げられる。また、対物レンズを
交換するたびにスリットと吸収膜の向きを合わせる煩雑
な操作が必要となる。

【０００６】微分干渉観察法は、複屈折結晶により生じ
た直交する２偏光を標本面上に僅かにずらして照射し、
これらを干渉させることで標本の微少な構造を観察する
ものである。この観察法の長所は、非常に高いコントラ
ストで、位相標本に立体感をつけて観察することができ
る点である。一方、短所としては、複屈折結晶を使用す
るため装置が高価となることと、偏光を用いた観察であ
るため標本が偏光状態に影響を与えるような物質から成
る場合には正確な観察像が得られないことである。また
一般に、生体試料等の観察で使い捨て容器として頻繁に
用いられるプラスチックシャーレ等はプラスチックの複
屈折により偏光を乱すため、微分干渉観察法はプラスチ
ック容器に入った標本の観察には不適である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、位相
標本を観察するための各手法には一長一短があるため、
それぞれの長所を持ち合わせ、欠点を排除した観察方法
が求められる。特に、生体試料等の検査やマニピュレー
ション等を顕微鏡下で行う場合には、透明な微小構造も
高感度で検出する必要がある。さらに微小物等の正確な
操作を行うため構造の輪郭も明瞭でなければならない。
また試料や容器の偏光特性にとらわれない柔軟な観察が
行えることも重要である。一方、顕微鏡観察では標本内
の目的の構造を探すため、対物レンズの変換が頻繁に行
われるが、それにともなう開口の交換作業などの煩雑な
光学系の調整操作を極力排除して、検査やマニピュレー
ションを容易に効率よく行えることが求められる。

【０００８】以上のような要求を満たし、かつ安価な観
察法を実現するためには、従来の変調コントラスト観察
法と位相差観察法とを組み合わせることが考えられる。
これに関連する例を以下に挙げる。特開昭５７−１７８
２１２号の実施例には、光軸外に直線状開口を配置し、
これと共役な結像光学系の瞳面上に光吸収効果のある位
相膜を設け、結像に寄与する回折光を０次光に対して片
側だけとする構成が記載されている。また、別の実施例
として、この位相膜に接する領域のうち、光軸外方向に
接している領域の透過率を低くして、やはり結像に寄与
する回折光を０次光に対して片側だけとする構成が記載
されている。一般に、０次光に対して片側の回折光を全
て遮断すると観察像のコントラストが低くなる。例え
ば、位相分布が周期１／ｐの正弦波状である薄い平面位
相物体を考える。この物体を通過した光の等位相面φ
（ｘ）は次のように与えられる。

【０００９】φ（ｘ）＝Ａｃｏｓ（２πｐｘ） ここで、ｘは物体に平行な方向の座標であり、Ａは位相
分布の振幅である。このとき、この位相物体上の複素振
幅分布Ｅ（ｘ）は、 Ｅ（ｘ）＝ｅｘｐ｛ｉφ（ｘ）｝ で与えられる。位相変化が小さいとして、Ａ《１とおけ
ば、 Ｅ（ｘ）＝１＋ｉＡｃｏｓ（２πｐｘ）＝１＋（Ａ／
２）ｅｘｐ（ｉπ／２＋２πｉｐｘ）＋（Ａ／２）ｅｘ
ｐ（ｉπ／２−２πｉｐｘ） となる。上の第１項が０次光、第２項が１次光、第３項
が−１次光を表している。位相膜によって、０次光と±
１次光との位相差π／２を打ち消すと、上式は以下の
Ｅ’（ｘ）と等価となる。

【００１０】 Ｅ’（ｘ）＝１＋（Ａ／２）ｅｘｐ（２πｉｐｘ）＋ （Ａ／２）ｅｘｐ（−２πｉｐｘ） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） ここで、一１次光を遮断すると、 Ｅ”（ｘ）＝１＋（Ａ／２）ｅｘｐ（２πｉｐｘ） ‥‥‥‥‥‥（２） となる。式（１）、（２）のそれぞれの強度Ｉ’
（ｘ）、Ｉ”（ｘ）は、 Ｉ’（ｘ）＝｜Ｅ’（ｘ）｜² ≒１＋２Ａｃｏｓ（２πｐｘ）‥‥‥（３） Ｉ”（ｘ）＝｜Ｅ”（ｘ）｜² ≒１＋Ａｃｏｓ（２πｐｘ）‥‥‥ （４） で与えられる。従って、±１次光のうち一方を遮光する
と（４）、遮光しない場合（３）に比べてコントラスト
がおよそ１／２に低下してしまう。よって、特開昭５７
−１７８２１２に開示されている構成によっては、変調
コントラスト効果は得られるものの、位相差観察法本来
の高い検出感度は得られない。

【００１１】一般に、変調コントラスト法では、結像光
学系の瞳上では標本からの光のうち、標本によって屈折
されない直接光に対して、一方の側に屈折された全ての
屈折光の透過率を低下させる、或いはほぼ遮光するよう
に吸収膜が配置される。これは、標本による屈折の方向
により明暗を付けることで位相物体の屈折率の変化して
いる部分のコントラストをつけるものである。特開昭５
１−１２８５４８においては、変調コントラスト法で用
いられる光制御部材上での光吸収領域の透過率分布の一
例が示されているが、光制御部材上の直接光が通過する
領域が中心に設けられ、この領域に接する片側領域全部
が透過率の低い領域となっている。このような構成の場
合、位相物体のコントラストはつくものの、瞳面を通過
する光束のほぼ半分を遮っているため、解像力が低下す
る。これに対処するため、一般には開口を光軸外に配置
し、透過率の低い領域を狭めて瞳面を通過する光束を広
げている。該特許では光制御部材上の各領域が位相変化
作用を有することが出来るとしているが、やはりこの場
合も、前述した特開昭５７−１７８２１２と同じく、０
次光に対して片側の回折光を遮る構成となるため、この
構成で得られる位相差観察法の効果は低い。

【００１２】更に以上のような構成の場合、光制御部材
上に構成される領域の配置が光軸に対して非対称となる
ため、対物レンズの交換毎に、開口と光制御部材の向き
を合わせる調整作業が必要となる。具体的には、対物レ
ンズ筒内の瞳面上に光制御部材を配置する場合、対物レ
ンズをレボルバーに取り付ける際に各対物レンズについ
て必ずしも光制御部材の向きが一定方向には揃わないた
め、各対物レンズについて、その都度開口の向きを光制
御部材の向きに一致させる作業が必要である。また、対
物レンズの倍率により開口が異なるので、対物レンズの
変換とともに開口も変換する必要がある。顕微鏡による
目視検査などでは、頻繁に観察倍率を切替えることがあ
り、そのたびに開口の変換作業を行なうことは非常に煩
雑である。

【００１３】米国特許第４４０７５６９号では、結像光
学系の瞳面上に位相変化領域と光吸収領域を独立に設
け、それぞれに対応する開口を適宜交換することによ
り、位相差観察と変調コントラスト観察を選択的に切替
える構成となっている。したがって、位相差効果と変調
コントラスト効果の両効果を同時には実現出来ない。該
特許の実施例には、位相差観察用と変調コントラスト観
察用の２つの開口を同一部材上に配置する構成も示され
ているが、この構成により両観察法の効果を同時に得る
ことは困難である。なぜならば、位相差観察用の開口か
らの０次光は位相変化を受けるが、変調コントラスト用
の開口からの０次光は位相変化を受けないため、０次光
と回折光との干渉効果が低くなるためである。たとえ、
変調コントラスト観察用の光吸収領域にも位相変化作用
を持たせたとしても、逆に回折光が位相変化を受ける領
域が広がるため、この場合にも０次光と回折光との干渉
効果は低くなる。

【００１４】一方、位相差観察法に特有のハローを抑制
するために、瞳面上で位相膜とは別の領域に吸収膜を設
ける位相差顕微鏡が特開平８−９４９３６に開示されて
いるが、該位相差顕微鏡では変調コントラストの効果が
得られることは示されておらず、また開口が輪帯状に限
定されているため、実際にその効果は得られない。ま
た、光制御部材上に配置される光吸収領域の幅や位置に
ついて具体的には明示されていないことからも、特開平
８−９４９３６により位相差観察法と変調コントラスト
法の両手法の効果を同時に得ることはできない。

【００１５】これまで説明したように、従来から提案さ
れている手法では、変調コントラスト観察法の立体感と
位相差観察法の高い検出感度を両立させることはできな
かった。対物レンズの変換に伴う開口の交換作業を軽減
している例として、ライカ社のデルタオプティックスで
採用されている位相差用のリングスリットが挙げられ
る。このリングスリットは１種類で対物レンズ倍率１０
倍〜４０倍に対応しているため、それぞれの倍率の変換
時においては、リングスリットの交換の必要がない。た
だし、開口形状がリング状であるため、高倍率対物レン
ズの使用時には照明側の有効なＮＡが小さく解像力が低
下する。またハローが強くなり構造の輪郭が検出し難く
なる。

【００１６】一方、解像力を高くするために照明リング
スリット径を大きくすると、低倍率対物レンズ観察時に
結像光学系の瞳面上で０次光が通過する領域が大きくな
るため、コントラストが低下する等の問題があった。本
発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その第１の目的は、透明な位相物
体等の観察において、変調コントラスト観察法の立体感
のある像を実現しながらも、位相差観察法の検出感度の
高さを持ち合わせた光学顕微鏡を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、上記の観察法等を行なう
際、その効果を損なうことなく、比較的広い範囲の倍率
の各対物レンズに対して、照明光学系側の開口の切替え
操作を不要として、観察者の手間を軽減することであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するため、本発明の光学顕微鏡は、光源と、標本を照明
するための照明光学系と、照明光学系の瞳位置またはそ
の近傍に配置した開口と、標本を拡大して観察するため
の、対物レンズを含む結像光学系と、結像光学系の瞳位
置またはその近傍に配置した光制御部材とを有し、該光
制御部材上には少なくとも４つの領域を有する変調コン
トラスト顕微鏡において、前記領域は、開口と共役な領
域の全部もしくは一部を包含し透過率Ｔａである第１の
光吸収領域と、第１の光吸収領域に隣接して配置され透
過率Ｔｂである第２の光吸収領域と、第１の光吸収領域
に隣接して配置され透過率Ｔｃである第１の透過領域
と、透過率Ｔｄである第２の透過領域とから成ってい
て、 Ｔｂ＜Ｔａ＜Ｔｃ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（５） Ｔａ＜Ｔｄ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（６） Ｔｃ＞０．５ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（７） Ｔｄ＞０．５ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（８） を満たし、光制御部材上の少なくとも１つの領域が位相
変化作用を有し、第２の透過領域を、第２の光吸収領域
に対して第１の光吸収領域とほぼ反対側に、第２の光吸
収領域に接するように配置したことを特徴としている。
また、第２の目的を達成するための手段として、本発明
の光学顕微鏡は、光源と、標本を照明するための照明光
学系と、照明光学系の瞳位置またはその近傍に配置した
開口と、標本を拡大して観察するための、対物レンズを
含む結像光学系と、結像光学系の瞳位置またはその近傍
に光制御部材を有する光学顕微鏡において、前記開口
は、光軸を中心としたリングの一部を覆った形状であ
り、前記開口の最も内側を通る光線が標本面において取
り得る開口数をＮＡｃ、使用する複数の対物レンズの各
々の開口数のうち最小値をＮＡｏとしたとき、 ＮＡｃ＞０．７ＮＡｏ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（９） が成立し、光制御部材上には、前記開口と共役な領域を
包含し光軸を中心としたリング形状の位相変化作用を有
する光吸収領域を配置し、使用する複数の異なる倍率の
対物レンズに対して、１つだけの開口を共通に使用して
偏斜照明観察を行なうことを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】上記した第１の目的を達成するた
めの手段における作用について、図を用いて説明する。
図１は、本発明の光学顕微鏡の全体構成と主要な構成要
素についての説明図である。図１（ａ）は、本発明の光
学顕微鏡の全体構成を示したものであって、１は光源、
２は照明光学系、３は標本、４は結像光学系、５は標本
３の観察像、６は光軸、７はコレクタレンズ、８は照明
光学系２の瞳位置、９はコンデンサレンズ、１０は対物
レンズ、１１は結像光学系４の瞳位置、１２は結像レン
ズ、１３は開口部材、１４は光制御部材である。本発明
の光学顕微鏡は、照明光学系２の瞳位置８あるいはその
近傍に配置した開口部材１３と結像光学系４の瞳位置１
１あるいはその近傍に配置した光制御部材１４との組合
わせによって、標本３の観察像５を得るものである。

【００１９】図１（ｂ）は開口部材１３の一例を示した
ものであり、１３ａは光の通過する領域である開口を示
している。図９（ｃ）は図１（ｂ）の開口１３ａの形状
に対応した、従来の変調コントラスト観察法で一般に用
いられている光制御部材１４の一例を示したものであ
る。領域１４ａ’、１４ｂ’、１４ｃ’の透過率を順に
Ｔａ’、Ｔｂ’、Ｔｃ’とすると、通常、 Ｔｂ’＜Ｔａ’＜Ｔｃ’ が満たされている。

【００２０】一方、図１（ｃ）は、本発明における光学
顕微鏡において、図１（ｂ）の開口に対応した光制御部
材１４の例を示したものである。この光制御部材１４
は、第１の光吸収領域１４ａ、第２の光吸収領域１４
ｂ、及び第１の透過領域１４ｃ、第２の透過領域１４ｄ
を有し、それぞれの透過率Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄは上
記した式（５）〜（８）を満たす。

【００２１】従来の変調コントラスト観察法において
は、図９に示すように開口１３ａからの光のうち、標本
３により屈折もしくは回折されなかった直接光は光制御
部材１４上の領域１４ａ’内を通る。標本により屈折も
しくは回折された光は、領域１４ａ’に隣接する領域１
４ｂ’もしくは１４ｃ’を通過する。このうち、領域１
４ｂ’は領域１４ａ’よりも透過率が低いため、領域１
４ｂ’を通る光の強度は弱められる。一方、領域１４
ｃ’は領域１４ａ’よりも透過率が高いため、この領域
を通る光の大部分が透過する。したがって、標本の屈折
率分布などにコントラストがつく。すなわち、公知の変
調コントラスト観察が行える。このことは、本発明にお
いて用いられる図１（ｃ）の光制御部材についても言え
る。すなわち、図１（ｃ）において、標本からの直接光
は、領域１４ａを通り、１４ａの両側に配置された領域
１４ｂ，１４ｃにより、本発明の光制御部材においても
変調コントラスト効果が得られる。

【００２２】ここで、領域１４ａ’あるいは１４ａに位
相変化作用を持たせることにより、上記の変調コントラ
スト観察像に、位相差観察の効果を加えることができ
る。このとき、従来の変調コントラスト法で用いられる
図９（ｃ）の光制御部材の領域１４ａ’に位相変化作用
を持たせた場合に比べ、本発明の図１（ｃ）で領域１４
ａに位相変化作用を持たせた場合は、図９（ｃ）に比べ
て新たに第２の透過領域１４ｄが設けられているため位
相差効果が増す。これは、位相差観察法が、０次光と回
折光との干渉により位相物体にコントラストをつける手
法であり、図９（ｃ）では０次光に対し片側の回折光し
か干渉に寄与しないのに対して、図１（ｃ）では両側に
回折された光の各々について、瞳を通り得る最も外側の
光が０次光と干渉できるためである。つまり、本発明で
は第２の透過領域を設けることで、この透過領域を通過
する回折角の大きな光、すなわち標本のより微少な構造
の情報を持つ光も観察像面に達するため、高い検出感度
を得ることが出来る。したがって、本発明における図１
（ｃ）の光制御部材１４を使用したときの方が、図９
（ｃ）の光制御部材を使用したときよりも検出感度の高
い位相差効果が得られる。

【００２３】特開昭５１−１２８５４８号では、変調コ
ントラストのための各光吸収領域が種々の位相変化作用
を持つことが出来るとしていることは先にも述べた。し
かし、本発明にあるような第２の透過領域を設け、さら
に前述したような位置に配置することについては触れら
れておらず、さらには、この領域を設けることで高い位
相差効果が得られることを示すには至っていない。した
がって、本発明のように、第２の光吸収領域１４ｂに隣
接して第２の透過領域１４ｄを設けることにより初め
て、本来の変調コントラスト観察法と位相差観察法の両
手法の効果を同時に実現することが出来る。すなわち、
位相標本構造の端部まで鮮明化され、構造に陰がついた
ように見える立体感のある像が得られ、低屈折率物体や
微小構造なども高い検出感度で観察することが出来る。

【００２４】本発明の構成においては、位相変化作用を
上記のように前記第１の光吸収領域に与えるのが望まし
い。０次光と回折光との位相差を打ち消すには前記第１
の光吸収領域には位相変化を与えず、その他の全領域に
位相変化作用を与えるという方法もあるが光制御部材の
製作上、コーティング工程が複雑となり効率が悪い。本
発明の以上の構成において、前記第２の光吸収領域を遮
光膜とし、前記第１の透過領域および前記第２の透過領
域の透過率が９０％以上であることが望ましい。これに
より、さらにコントラストを高めることができるからで
ある。

【００２５】また、前記第１の光吸収領域と前記第２の
光吸収領域が、光軸にほぼ垂直な方向に沿って配列され
ることが望ましい。これは、本発明によりコントラスト
が付くのは前記第１の光吸収領域と前記第２の光吸収領
域とが配列される方向であるが、この方向に回折される
回折光を最も多く取り得る方向が、光軸に垂直な方向で
あるからである。

【００２６】また、光軸に垂直な方向に対して、前記第
１の光吸収領域の幅Ｗａと前記第２の光吸収領域の幅Ｗ
ｂが、 Ｗａ／２＜Ｗｂ＜２Ｗａ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１０） を満たすことが望ましい。この条件を満たすことで最適
な解像力とコントラストを得ることが出来る。Ｗｂが２
Ｗａを越える場合は、回折光の光量が低下するためコン
トラストが低下し、また、ＷｂがＷａ／２を下回ると、
立体感が薄れ、変調コントラスト効果が低下する。

【００２７】さらには、前記開口が光軸を中心としたリ
ングの一部を覆った形状であって、前記第１の光吸収領
域及び前記第２の光吸収領域が光軸を中心としたリング
形状であることが望ましい。これにより光制御部材上の
各領域の配置が光軸に対して回転対称となり、開口形状
に対して光制御部材の向きを調節する作業が不要とな
る。また、観察像のコントラストの付く方向を変えて観
察したい場合にも、開口のみを回転させるだけで、光制
御部材の向きを調節する必要がない。

【００２８】次に、前記した第２の目的を達成するため
の手段における作用について図を用いて説明する。図１
０は、従来の位相差観察法による照明光学系において使
用する複数の対物レンズのうち，最小の開口数を有する
（一般には最も低倍率の）対物レンズ使用時の全体構成
と構成要素を示している。 図１０（ａ）は、使用する
複数の対物レンズのうち、最小の開口数を有する（一般
には最も低倍率の）対物レンズ１０Ｌ使用時の、照明光
学系の瞳位置８から結像光学系の瞳位置１１までを示し
たものである。照明光学系の瞳位置８では、対物レンズ
１０ＬのＮＡに対応する径の光束１６Ｌの通過する領域
が有効な領域となる。具体的には、低倍率対物レンズの
開口数は小さいため、照明光学系の瞳位置では光軸付近
の領域のみが有効となる。図ではこのときの光束１６Ｌ
を点線で示している。

【００２９】一方、図１１は高倍率対物レンズ１０Ｈ使
用時について、図１０と同様の光学系を示したものであ
る。高倍率対物レンズの開口数は大きいため、照明光学
系の瞳位置では、低倍率対物レンズ使用時よりも太い光
束１６Ｈの通過する領域が有効となる。図ではこのとき
の光束１６Ｈを鎖線で示している。従来の位相差観察法
において、結像光学系の瞳位置に配置されたリング状位
相膜の径は、使用する対物レンズの瞳径に対して最適な
位相差効果が得られるように、各対物レンズに対して設
定されるため、この位相膜に対応するリングスリットの
径も対物レンズの開口数によって異なるのが一般的であ
る。図１０（ｂ），図１１（ｂ）は、低倍率対物レンズ
使用時、高倍率対物レンズ使用時のそれぞれについての
リングスリットを示していて、図１０（ｃ），図１１
（ｃ）は、対物レンズの瞳に配置される光制御部材（位
相板）１４Ｌ，１４Ｈを示している。したがって、対物
レンズを交換するたびに、リングスリットも交換しなけ
ればならない。倍率を頻繁に切替えて観察を行なうよう
な場合、リングスリットの交換は非常に煩雑なものとな
る。これは位相差観察法に限らず、変調コントラスト法
等、照明光学系の瞳位置に配置された開口と結像光学系
の瞳位置に配置された光制御部材との組合わせにより観
察を行なう手法に共通の問題点である。

【００３０】図５及び図６は、本発明に係る照明光学系
を示している。図５（ｂ）及び図６（ｂ）は瞳位置８に
配置される開口を示したものであり、両者は全く同一で
ある。図５（ｄ）は、使用する対物レンズのうち最も開
口数の小さいものを使用した場合に用いられる，結像光
学系の瞳位置１１に配置された光制御部材１４Ｌであ
り、図６（ｄ）は、図５（ｂ）又は図６（ｂ）の開口を
用い、開口数の大きい，一般的には高倍率の対物レンズ
を使用する場合に用いられる光制御部材１４Ｈである。
ここでは、図５（ｄ）及び図６（ｄ）ともに開口１３ａ
に対応した径のリング形状の位相膜１４ｅが配置されて
いるが、第１の目的を達成するための手段である図２
（ｂ）の光制御部材を使用することもできる。また、図
５（ｂ）或いは図６（ｂ）の開口を低倍率対物レンズに
対しても、高倍率対物レンズに対しても共通に使用する
ことで、対物レンズの切替えに伴う開口の交換作業は全
く不要となる。

【００３１】１つの開口を、使用する複数の対物レンズ
に対して共通に用いる場合、対物レンズが高倍率になる
ぼど、光制御部材上で０次光が通過する領域が狭くな
り、十分な光量を確保することができなくなる。このた
め、高倍率対物レンズに対しては開口面積をできるだけ
大きくしたいが、その場合、低倍率対物レンズに対して
は逆に光制御部材上の０次光の通過領域が大きくなり過
ぎる。そこで、できるだけ広範囲の倍率の対物レンズに
亘って１つの開口を共通に使用するために、図５（ｂ）
又は図６（ｂ）の開口１３ａは、１６Ｌで囲まれた領域
のうち、できるだけ光軸から離れた位置に配置する。具
体的には式（９）を満足する。

【００３２】上記の構成において、開口の形状を通常の
位相差観察法と同様のリング形状とした場合には、低倍
率対物レンズ１０Ｌの使用時には図１０（ｃ）と比べて
光制御部材１４Ｌ上で０次光の領域が大きくなり、最適
な位相差効果を得るための０次光と回折光とのバランス
がとれなくなる。したがって、上記の構成における開口
１３ａの形状はリングの一部を覆った形状とし、これと
リング形状の領域からなる光制御部材との組み合わせに
よる偏斜照明観察の構成をとることとする。開口領域の
形状は光軸に対して非対称であっても、光制御部材上の
領域が光軸に対して回転対称であるので、開口と光制御
部材との向きの調整等の必要はない。

【００３３】開口をリングの一部を覆った形状にするこ
とにより偏斜照明となるため、低倍率用に最適化された
リングスリットを用いる場合よりも高倍率観察時、低倍
率観察時ともに解像力およびコントラストを高めること
ができる。また、式（９）を満たすことにより、各倍率
で高い解像力で観察を行なうことが出来、より高い倍率
の対物レンズを使用可能とすることができる。式（９）
が満たされない場合は、特に高倍率観察時に有効なＮＡ
が小さくなり解像力が低下する。また、使用する複数の
対物レンズのうち開口数が最小である対物レンズの使用
時に限り、前記結像光学系の瞳上で、前記開口と共役な
領域が前記瞳の最周縁またはその近傍に位置し、前記光
制御部材上には、前記開口と共役な領域を包含し光軸を
中心としたリング形状の光吸収領域を配置する構成とす
ることができる。ここで前記光吸収領域に位相変化作用
を与えてもよい。この場合、開口数が最小の対物レンズ
に対しては、照明側の有効ＮＡを最大限に設定したこと
になるので、使用する各対物レンズに対して最も解像力
が高い開口の配置となる。このときの開口を図７（ｂ）
に示す。このとき開口数が最小の対物レンズにおいて
は、結像光学系の瞳面で、回折光のうち０次光に対して
瞳の内側を通過する回折光は透過率が高く、反対側に回
折された光は対物レンズに入射できない、つまり遮光さ
れたのと同じ状態となるので、観察像では変調コントラ
スト効果が得られる。

【００３４】また、前記開口が光軸を中心として回転可
能であるように構成すれば、観察像のコントラストの付
く方向を変えて観察したい場合には開口を回転させるだ
けで、光制御部材を一切調整する必要がない。以上の手
段により、使用する複数の対物レンズに対して同一の開
口を使用することができるので、対物レンズ変換時にも
開口の交換作業が不要となる。さらに、第１の目的を達
成するための手段を合わせて用いることにより、以上の
作用に加え、高い感度の位相差効果と、鮮明な輪郭と立
体感を与える変調コントラスト効果の両者を兼ね備えた
観察像を得ることができる。

【００３５】実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。初め
に、本発明の第１の目的を実現するための実施例につい
て説明する。図１は本発明に係る光制御部材を有する光
学顕微鏡の全体構成、開口部材の開口、及び光制御部材
を示したものであり、図２は本発明に係る光制御部材を
有する光学顕微鏡における開口部材の開口及び光制御部
材のその他の例を示した図である。図１（ｂ）は開口部
材１３の一例を示したものであり、光の通過する領域
（開口）を１３ａで示している。 一方、図１（ｃ）は
本発明における光学顕微鏡において、図１（ｂ）の開口
に対応した光制御部材の例を示したものである。この光
制御部材は、第１の光吸収領域１４ａ、第２の光吸収領
域１４ｂ、第１の透過領域１４ｃ、第２の透過領域１４
ｄを有し、それぞれの透過率を順にＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ，
Ｔｄとすると、

【００３６】０．１＜Ｔａ＜０．４ Ｔｂ＜０．０１ Ｔｃ＝Ｔｄ＞０．９ のように設定することが出来る。また、第１の光吸収領
域には、他の領域に対してπ／２の位相変化作用を与え
ている。なお、第１の透過領域１４ｃ及び第２の透過領
域１４ｄは、図１（ｃ）のように独立に存在していなく
ても、図２（ｆ）のようにそれぞれ繋がって１つの透過
領域を構成するように配置されても良い。つまり、本発
明の効果を得るためには、第１の光吸収領域１４ａに隣
接した領域と、第２の光吸収領域１４ｂに対して第１の
光吸収領域１４ａとほぼ反対側であって、第２の光吸収
領域１４ｂに隣接した領域が、それぞれ透過領域となっ
ていればよい。

【００３７】図１（ｂ）のような直線状開口と、図１
（ｃ）のような、光軸に対して非対称な形状の光制御部
材を用いる場合、対物レンズ１０の交換に伴い、開口１
３ａと光制御部材上の領域１４ａが平行となるように光
制御部材を回転させてその向きを調整する作業が必要と
なる。また、観察像のコントラストのつく方向を変えて
観察したい場合、開口を回転させると共に光制御部材も
回転させる必要があり、観察者は非常に面倒な作業を強
いられる。そこで、図２（ａ）のように開口を光軸を中
心とするリングの一部を覆った形状とし、光制御部材上
の各領域を図２（ｂ）のように光軸を中心としたリング
形状とすることにより、上記の光制御部材の回転調整作
業が不要となり、観察者の手間を省くことが出来る。

【００３８】ところで、最適な効果を得るために第１の
光吸収領域の幅Ｗａと第２の光吸収領域の幅Ｗｂが式
（１０）を満たすべきであることを既に述べた。これに
ついて図２（ａ）の開口１３ａと図２（ｂ）の光制御部
材１４を使用した場合について具体例を挙げる。なお、
図２（ｃ）は図２（ｂ）の点線で囲まれた範囲を示して
いる。図２（ａ）の開口１３ａからの光束がＮＡ０．２
４〜０．２８の範囲にあるとする。コンデンサレンズ９
及び対物レンズ１０の焦点距離をそれぞれｆｃ，ｆｏと
し、図２（ａ）の開口１３ａの内径をｒｉ，外径をｒ
ｏ，図２（ｃ）の第１の光吸収領域の内径をｒａ，外径
をｒｂ，第２の光吸収領域の外径をｒｃとする。このと
きｒｉ，ｒｏは、

【００３９】ｒｉ＝０．２４ｆｃ ｒｏ＝０．２８ｆｃ である。通常は光制御部材上で開口の共役像を完全に覆
うように第１の光吸収領域を設けるため、上の値に比べ
てｒａはｒｉよりやや小さくｒｂはｒｏよりやや大きく
設定するのが普通である。そこで、 ｒａ＝０．２３ｆｏ ｒｂ＝０．２９ｆｏ とする。ここで式（９）中のＷａ，Ｗｂは以下のように
与えられる。 Ｗａ＝ｒｂ−ｒａ＝０．０６ｆｏ Ｗｂ＝ｒｃ−ｒｂ＝ｒｃ−０．２９ｆｏ

【００４０】よって、式（９）から以下の条件が得られ
る。 ０．０３ｆｏ＜Ｗｂ＜０．１２ｆｏ あるいは、 ０．３２ｆｏ＜ｒｃ＜０．４１ｆｏ つまり、上の条件を満たすように第２の光吸収領域の幅
を設定することで、最適な効果が得られる。図２（ｂ）
の場合、第２の光吸収領域１４ｂが配置される位置は、
第１の光吸収領域１４ａの外側に示されているが、図２
（ｄ）のように内側にあっても良い。ただし、それぞれ
において同一の開口、例えば図２（ａ）の開口を用いる
場合、コントラストの付く方向は両者で逆となる。ま
た、標本を照明する光量を増やすために図２（ｇ）のよ
うに開口１３ａを複数とし、それぞれの開口領域に合わ
せてコントラストの付き方が等しくなるように光吸収領
域を配置することもできる。図２（ｈ）にその一例を示
す。図１では、本発明の光学顕微鏡の光学系が透過型の
場合を示したが、図３のように落射型の場合についても
透過型と同様な構成を用いることが出来る。

【００４１】また、図４（ａ）に示すように、結像光学
系の瞳位置１１をリレーして、光制御部材を瞳リレー位
置１１’に配置することもできる。さらには、光制御部
材上の領域の一部を瞳リレー位置１１’に分割して配置
したりすることも出来る。図４（ｂ）および図４（ｃ）
は、図２（ｂ）に示した光制御部材上の第１の光吸収領
域と第２の光吸収領域を、対物レンズ１０の瞳位置１１
とリレーされた瞳位置１１’とに分割して配置した例を
示したものである。

【００４２】次に、本発明の第２の目的を実現するため
の実施例について説明する。例として、使用する対物レ
ンズが以下の４つである場合について説明する。 ［１］倍率１０倍、ＮＡ０．２５ ［２］倍率２０倍、ＮＡ０．４ ［３］倍率４０倍、ＮＡ０．６ ［４］倍率６０倍、ＮＡ０．９ 図５及び図６は、本発明に係る照明光学系を示してい
て、図５（ｂ）又は図６（ｂ）は照明光学系の瞳位置８
に配置される開口を示したものである。点線１６Ｌは、
使用する対物レンズのうち、開口数が最小である対物レ
ンズ使用時の、対物レンズに入射可能な光束の範囲を示
している。つまり、本実施例の［１］の対物レンズを使
用したときの有効な光束を示している。また、鎖線１６
Ｈは、高倍率対物レンズ使用時の光束の範囲を示してい
る。ここでは［４］の対物レンズに対して有効な光束を
示しているとする。ここで、図５（ｂ）又は図６（ｂ）
の開口の一例として、開口１３ａがＮＡ０．１８〜０．
２の範囲にあるとする。このとき、ＮＡｃ＝０．２、Ｎ
Ａｏ＝０．２５であるから式（９）を満たしている。こ
のとき光制御部材上の、開口と共役な領域を包含するリ
ング形状の領域が覆うべき開口数の範囲を、各対物レン
ズの開口数に対する比率で表すと、

【００４３】［１’］約７２〜８０％ ［２’］約４５〜５０％ ［３’］約３０〜３３％ ［４’］約２０〜２２％ となる。図５（ｄ）及び図６（ｄ）は、光制御部材上
に、開口と共役な領域を包含するリング状位相膜を配置
し、偏斜位相差観察を行う場合の模式図を、対物レンズ
［１］、［４］の場合についてそれぞれ示している。し
たがって、図５（ｂ）或いは図６（ｂ）の開口を用い、
この開口を［１］〜［４］の対物レンズに共通して使用
することで、倍率を頻繁に切り換えて観察を行なう場合
でも開口の交換作業をする必要がない。この実施例の場
合は倍率１０倍から６０倍まで（開口数で０．２５〜
０．９）の範囲で１つの開口を共通に使用して観察でき
る。また、光制御部材上の領域がリング形状であるた
め、開口が光軸に対して回転して配置されても光制御部
材の位置を調整するような作業が不要である。よって、
観察者の手間を大きく軽減して効率よく観察を行なうこ
とができる。

【００４４】また、開口形状はリングの一部を覆った形
状であるので、低倍率対物レンズ使用時も高コントラス
トの位相差効果が得られる。また、上記の開口を用い、
光制御部材として図２（ｂ）に示したものを用いること
で、前述した、位相差効果と変調コントラスト効果を兼
ね備えた観察を行なうことが出来る。つまり、開口の交
換や調整等の作業が不要な上に、透明標本の構造を感度
良く、鮮明な輪郭と立体感をもって観察することが出来
る。このとき、対物レンズ［１］、［４］に対応する光
制御部材を図５（ｅ）及び図６（ｅ）に夫々示す。ま
た、いうまでもなく、使用する各倍率の対物レンズに対
して用いられる光制御部材上の各領域の種類・形状・相
対的位置を等しくすることで、コントラストの付き方等
が、標本像の見え方を各倍率において共通とすることが
できる。図５（ｃ）及び図６（ｃ）は、図５（ｂ）及び
図６（ｂ）の開口１３ａを夫々拡大して示した図である
が、図中のθの設定により、偏斜効果の大きさが変わ
る。θの範囲としては６０°〜１２０°程度が最も適当
であると考えられる。θが６０％未満では、偏斜の効果
が僅かに高くなるものの光量が不足する。とくに高倍率
対物レンズでは低倍率対物レンズよりも０次光領域の瞳
に占める割合が小さくなるため、光量不足は顕著とな
る。一方、θが１２０°以上であると、偏斜の効果が薄
れ、像のコントラストが低下する。

【００４５】ところで、以上のような構成の場合、前述
したように高倍率観察時には観察像が暗くなりがちで、
また０次光が光制御部材上で光軸に非常に近い領域を通
過するため、解像力が得られ難く光制御部材による効果
も低い。そこで図７（ｂ）のように開口１３ａを結像光
学系の瞳の最外周縁、つまり光束１６Ｌの最も外側かそ
の近傍に配置すると、図５（ｂ）或いは図６（ｂ）の開
口を使用したときよりも高倍率対物レンズに対して光制
御部材上の０次光通過領域が光軸から遠くなるので、偏
斜効果が上がり解像力が増して、光制御部材による効果
も高くなる。例として、先に挙げた［１］〜［４］の対
物レンズに対して、開口の一例としてＮＡが０．２２〜
０．２５の範囲にある図７（ｂ）の形状の開口を用い
る。このとき各対物レンズの位相膜あるいは図２（ｂ）
に示す光制御部材上の第１の光吸収領域が覆うべき開口
数の範囲を、各対物レンズの開口数に対する比率で表す
と、

【００４６】［１”］約８８〜１００％ ［２”］約５５〜６３％ ［３”］約３７〜４２％ ［４”］約２４〜２８％ となる。このときの、対物レンズ［４］に対して図２
（ｂ）の光制御部材を使用したときの模式図を図８
（ｃ）に示す。以上のように、［４’］では０次光の通
過領域が結像光学系の（対物レンズの）瞳の中心に偏っ
ているが、［４”］では０次光の通過領域が光軸からよ
り遠い場所に位置するため、光制御部材による効果が得
られやすい。

【００４７】ただし、図７（ｂ）の開口を用いた場合
は、低倍率観察時において、図２（ｂ）に示したような
光制御部材を使用することはできない。それは、図２
（ｂ）においては、光制御部材上の開口に対応する領域
の更に外側に光吸収領域、透過領域を設ける構成を取っ
ているためである。そこで、開口を図７（ｂ）のように
配置し、開口数が最小である対物レンズを使用する場合
（ここでは対物レンズ［１］使用時）にのみ、図７
（ｃ）のような光制御部材を用い、それ以外の対物レン
ズに対しては図２（ｂ）に示した光制御部材を使用する
という構成にすることが出来る。図７（ｃ）の１４ｆは
リング形状の光吸収領域であり、この領域に位相変化作
用を与えても良い。開口からの直接光はこの領域１４ｆ
を通過する。この領域の外側の領域１４ｆｏは対物レン
ズの瞳の外であり、光が通過することが出来ない一方、
１４ｆの内側の領域１４ｆｉの透過率を高く設定する
と、これらの領域は通常の変調コントラストと同様の構
成となるため、変調コントラスト効果を得ることが出来
る。したがって、図７（ｂ）の開口により、高倍率対物
レンズ使用時も観察手法の効果を損なうことなく、低倍
率対物レンズから高倍率対物レンズまで１つの開口を共
通に使用でき、最小の開口数を有する対物レンズの使用
時には変調コントラスト効果が、それ以外の対物レンズ
に対しては位相差効果と変調コントラスト効果の両者を
同時に得ることが出来る。

【００４８】以上説明したように、本発明に係る光制御
部材を有する光学顕微鏡は、特許請求の範囲に記載され
た特徴の他に、下記の特徴を有する。 （１） 前記第１の光吸収領域が、位相変化作用を有す
ることを特徴とする、請求項１に記載の光学顕微鏡。

【００４９】（２） 前記第２の光吸収領域を遮光膜と
し、前記第１の透過領域および前記第２の透過領域の透
過率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１ま
たは上記（１）に記載の光学顕微鏡。

【００５０】（３） 前記第１の光吸収領域と前記第２
の光吸収領域が、光軸にほぼ垂直な方向に沿って配列さ
れることを特徴とする、請求項１、上記（１）及び上記
（２）の何れかに記載の光学顕微鏡。

【００５１】（４） 前記方向に対する前記第１の光吸
収領域の幅Ｗａと前記第２の光吸収領域の幅Ｗｂが、 Ｗａ／２＜Ｗｂ＜２Ｗａ を満たすことを特徴とする、上記（３）に記載の光学顕
微鏡。

【００５２】（５） 前記開口は、光軸を中心としたリ
ングの一部を覆った形状であり、前記第１の光吸収領域
及び前記第２の光吸収領域が光軸を中心としたリング形
状であることを特徴とする、請求項１、上記（１）乃至
（４）の何れかに記載の光学顕微鏡。

【００５３】（６） 前記第２の光吸収領域が、光軸に
対して前記第１の光吸収領域の外側に配置され、前記開
口の最も内側を通る光線が標本面において取り得る開口
数をＮＡｃ、使用する複数の対物レンズの各々の開口数
のうち最小値をＮＡｏとしたとき、 ＮＡｃ＞０．７ＮＡｏ が成立し、使用する複数の異なる倍率の対物レンズに対
して、１つだけの前記開口を共通に使用することを特徴
とする、上記（５）に記載の光学顕微鏡。

【００５４】（７） 使用する複数の対物レンズのうち
開口数が最小である対物レンズの使用時に限り、前記結
像光学系の瞳上で、前記開口と共役な領域が前記瞳の最
周縁またはその近傍に位置し、前記光制御部材上には、
前記開口と共役な領域を包含し光軸を中心としたリング
形状の光吸収領域を配置したことを特徴とする、上記
（６）または請求項２に記載の光学顕微鏡。

【００５５】（８） 前記光吸収領域が位相変化作用を
有することを特徴とする、上記（７）に記載の光学顕微
鏡。

【００５６】（９） 前記開口は、光軸を中心として回
転可能であることを特徴とする、請求項２、上記（５）
乃至（８）の何れかに記載の光学顕微鏡。

【００５７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、光制御部材上の開口と共役な領域を第１の光吸収
領域とし、これに位相変化作用をもたせ、この領域に隣
接してさらに透過率の低い第２の光吸収領域を配置し、
第２の光吸収領域に対して第１の光吸収領域とほぼ反対
側に第２の光吸収領域と接するように透過領域を設ける
ことで、変調コントラスト観察法で得られる像の立体感
や標本構造の端部の鮮明化の効果に加え、位相差観察法
の高感度観察という、両手法のもつそれぞれの効果を兼
ね備えた顕微鏡観察を行うことが出来る。また、使用す
る複数の対物レンズのうち最小の開口数を有する対物レ
ンズに対応して開口を設定し、この開口を、使用する各
対物レンズに対して共通に用いることで、従来の位相差
観察法や変調コントラスト法で対物レンズの交換時に必
要であった開口の交換・調整作業を不要とし、倍率を頻
繁に変換して観察する場合の観察者の手間を大きく省く
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光制御部材を有する光学顕微鏡の
光学系を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、
（ｂ）は開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。

【図２】本発明に係る光制御部材を有する光学顕微鏡に
おける開口部材の開口、及びそれに対応する光制御部材
を示す説明図であって、（ａ）（ｅ）（ｇ）は様々な形
状の開口、（ｂ）（ｆ）（ｈ）は夫々対応する光制御部
材、（ｄ）は（ａ）の開口に対応した光制御部材の他の
例、（ｃ）は（ｂ）の点線部を示す。

【図３】本発明を落射光学系に応用した場合を示す説明
図である。

【図４】本発明の結像光学系にリレー光学系を付加した
場合を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）
は光制御部材、（ｃ）は分割された光制御部材を示す。

【図５】本発明の第２の目的を達成するための低倍率対
物レンズを使用した場合の光学系を示す説明図であっ
て、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は開
口の詳細、（ｄ）は光制御部材、（ｅ）は（ｄ）に図２
（ｂ）を応用した例を示す。

【図６】本発明の第２の目的を達成するための高倍率対
物レンズを使用した場合の光学系を示す説明図であっ
て、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、（ｃ）は開
口の詳細、（ｄ）は光制御部材、（ｅ）は（ｄ）に図２
（ｂ）を応用した例を示す。

【図７】本発明の第２の目的を達成するための低倍率対
物レンズを使用した場合の光学系で、開口に他の例を用
いた場合を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、
（ｂ）は開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。

【図８】本発明の第２の目的を達成するための高倍率対
物レンズを使用した場合の光学系の開口に他の例を用い
た場合を示す説明図であって、（ａ）は全体構成、
（ｂ）は開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。

【図９】従来の変調コントラスト観察法で用いられる光
学系であって、（ａ）は全体構成、（ｂ）は開口部材、
（ｃ）は光制御部材を示す。

【図１０】従来の低倍率対物レンズ使用時の光学系であ
って、（ａ）は全体構成、（ｂ）はリング状開口を有す
る開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。

【図１１】従来の高倍率対物レンズ使用時の光学系であ
って、（ａ）は全体構成、（ｂ）はリング状開口を有す
る開口部材、（ｃ）は光制御部材を示す。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 照明光学系 ３ 標本 ４ 結像光学系 ５ 観察像 ６ 光軸 ７ コレクタレンズ ８ 照明光学系の瞳位置 ９ コンデンサレンズ １０ 対物レンズ １１ 結像光学系の瞳位置 １２ 結像レンズ １３ 開口部材 １３ａ 開口 １４ 光制御部材 １４ａ，１４ａ’ 第１の光吸収領域 １４ｂ，１４ｂ’ 第２の光吸収領域 １４ｃ，１４ｃ’ 第１の透過領域 １４ｄ 第２の透過領域 １４ｅ 位相膜 １４Ｌ 光制御部材 １４Ｈ 光制御部材 １４’ 分割された光制御部材 １５ ハーフミラー １６Ｌ，１６Ｈ 光束 Ｗａ 第１の光吸収領域の幅 Ｗｂ 第２の光吸収領域の幅 ｒａ 第１の光吸収領域の内径 ｒｂ 第１の光吸収領域の外径 ｒｃ 第２の光吸収領域の外径 ｒｉ 開口の内径 ｒｏ 開口の外径

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、標本を照明するための照明光学
   系と、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍に配置し
   た開口と、標本を拡大して観察するための、対物レンズ
   を含む結像光学系と、前記結像光学系の瞳位置またはそ
   の近傍に配置した光制御部材とを有し、該光制御部材上
   には少なくとも４つの領域を有する変調コントラスト顕
   微鏡において、 前記領域は、 前記開口と共役な領域の全部もしくは一部を包含し透過
   率Ｔａである第１の光吸収領域と、 前記第１の光吸収領域に隣接して配置され透過率Ｔｂで
   ある第２の光吸収領域と、 前記第１の光吸収領域に隣接して配置され透過率Ｔｃで
   ある第１の透過領域と、 透過率Ｔｄである第２の透過領域とから成っていて、 Ｔｂ＜Ｔａ＜Ｔｃ Ｔａ＜Ｔｄ Ｔｃ＞０．５ Ｔｄ＞０．５ を満たし、 前記光制御部材上の少なくとも１つの領域が位相変化作
   用を有し、 前記第２の透過領域を、前記第２の光吸収領域に対して
   前記第１の光吸収領域とほぼ反対側に、前記第２の光吸
   収領域に接するように配置したことを特徴とする光学顕
   微鏡。
2. 【請求項２】 光源と、標本を照明するための照明光学
   系と、前記照明光学系の瞳位置またはその近傍に配置し
   た開口と、標本を拡大して観察するための、対物レンズ
   を含む結像光学系と、前記結像光学系の瞳位置またはそ
   の近傍に光制御部材を有する光学顕微鏡において、 前記開口は、光軸を中心としたリングの一部を覆った形
   状であり、 前記開口の最も内側を通る光線が標本面において取り得
   る開口数をＮＡｃ、使用する複数の対物レンズの各々の
   開口数のうち最小値をＮＡｏとしたとき、 ＮＡｃ＞０．７ＮＡｏ が成立し、 前記光制御部材上には、前記開口と共役な領域を包含し
   光軸を中心としたリング形状の位相変化作用を有する光
   吸収領域を配置し、 使用する複数の異なる倍率の対物レンズに対して、１つ
   だけの前記開口を共通に使用して偏斜照明観察を行なう
   ようにしたことを特徴とする光学顕微鏡。