JPH10288741A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面倒な調整作業が不要で、かつ高価な光学素
子を用いずに無染色の標本の観察を可能にした顕微鏡を
提供する。 【解決手段】 コンデンサレンズ４５を有し、ステージ
１上に載置された標本２に対してケーラー照明法による
透過照明を行う斜光照明装置４と、標本２の像を形成す
るための対物レンズ３とを備えた顕微鏡において、コン
デンサレンズ４５の瞳面を通過する照明光を、対物レン
ズ３の光軸に対して傾斜するように偏向する楔型プリズ
ム４７と、楔型プリズム４７を支持し、傾斜方向を変更
可能であり、かつ傾斜方向の異なる少なくとも２つの照
明光を切り替える回転円盤４８と、標本２の像を受け、
画像信号を出力するテレビカメラと、異なる位置を通過
した照明光の各々による照明時に得られる画像信号の各
々に基づき、１つの画像を形成する画像処理装置６と、
画像処理装置６の出力信号を受けて画像を表示するモニ
タ７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、無染色の標本を
観察するための顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の顕微鏡としては、例え
ば、微分干渉顕微鏡、モジュレーション・コントラスト
顕微鏡が知られている。モジュレーション・コントラス
ト顕微鏡は、コンデンサレンズの瞳面内の偏心した位置
に矩形のスリットが位置するように配置されたスリット
板と、スリット内に一部が突出するように配置された偏
光板と、光源側に設けられたコントラスト調整用の回転
偏光板と、スリット板と共役な対物レンズの瞳面に配置
され、矩形の光吸収膜を有するモジュレータとを備え
る。モジュレータは、矩形の光吸収膜がスリットの像と
合致するように配置される。この顕微鏡は、目で見えな
い無染色の標本の光学的勾配（位相傾斜情報）を光の強
度変化に変えて可視化する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記微分干渉顕微鏡で
は、偏光特性のない対物レンズ、偏光素子及びウォラス
トンプリズムなどの高価な光学素子が必要であり、かつ
偏光素子及びウォラストンプリズムの方位を微調整しな
ければならないという問題があった。

【０００４】上記モジュレーション・コントラスト顕微
鏡では、スリット板とモジュレータとを共役な位置に精
度よく配置すると共に、光吸収膜がスリットの像と合致
するようにモジュレータを微調整しなければならないと
いう問題があった。また、シャーレ内の標本を微分干渉
顕微鏡で観察する場合、標本像が観察できないという問
題もあった。

【０００５】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は面倒な調整作業が不要で、かつ高
価な光学素子を用いずに無染色の標本の観察を可能にし
た顕微鏡を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明に係る顕微鏡は、コンデンサレン
ズを有し、ステージ上に載置された標本に対してケーラ
ー照明法による透過照明を行う照明系と、前記標本の像
を形成するための結像光学系とを備えた顕微鏡におい
て、前記コンデンサレンズの瞳面を通過する照明光を、
前記結像光学系の光軸に対して傾斜するように偏向させ
る偏向手段と、前記偏向手段を支持し、前記光軸に対す
る傾斜方向を変更可能であり、かつ前記傾斜方向の異な
る少なくとも２つの照明光を切り替える切替手段と、前
記標本の像を受け、画像信号を出力する撮像手段と、前
記異なる位置を通過した照明光の各々による照明時に得
られる前記画像信号の各々に基づき、１つの画像を形成
する画像処理手段と、前記画像処理手段の出力信号を受
けて画像を表示するモニタとを備えることを特徴とす
る。

【０００７】切替手段が方向の異なる少なくとも２つの
照明光を切り替え、各照明光により光軸に対して斜めの
方向から標本が照明される。各照明光による照明時に撮
像手段から出力される画像信号は、標本の組織内の吸
収、散乱、屈折の条件が異なる画像を含んでいる。この
ような条件の異なる少なくとも２つの画像信号に基づき
画像処理手段が１つの画像を形成するので、無染色の標
本のコントラストを強調した画像が得られ、この画像が
モニタで表示される。

【０００８】請求項２記載の発明に係る顕微鏡は、請求
項１に記載の顕微鏡において、前記画像処理手段は、前
記照明光の傾斜方向が前記光軸に対して対称となる２方
向からの照明時の画像信号を得、各々の画像信号の差を
演算することを特徴とする。

【０００９】画像処理手段が対称な異なる２方向からの
照明による画像信号の差を演算することによってコント
ラストのよい標本像を形成できる。

【００１０】請求項３記載の発明に係る顕微鏡は、請求
項１又は２に記載の顕微鏡において、前記偏向手段は前
記コンデンサレンズの瞳面近傍に配置される偏向光学素
子であることを特徴とする。

【００１１】照明光を全開口で利用できるので、使用し
ているコンデンサレンズの性能を十分に発揮させること
ができ、最高の分解能を得ることができる。

【００１２】請求項４記載の発明に係る顕微鏡は、ステ
ージ上に載置された標本に対してケーラー照明法による
透過照明を行う照明系と、前記標本の像を形成するため
の結像光学系とを備えた顕微鏡において、照明光を、前
記結像光学系の光軸に対して傾斜するように偏向させる
偏向手段と、前記偏向手段を支持し、前記光軸に対する
傾斜方向を変更可能であり、かつ前記傾斜方向の異なる
少なくとも２つの照明光を切り替える切替手段と、前記
標本の像を受け、画像信号を出力する撮像手段と、前記
異なる位置を通過した照明光の各々による照明時に得ら
れる前記画像信号の各々に基づき、１つの画像を形成す
る画像処理手段と、前記画像処理手段の出力信号を受け
て画像を表示するモニタとを備えることを特徴とする。

【００１３】切替手段が方向の異なる少なくとも２つの
照明光を切り替え、各照明光により光軸に対して斜めの
方向から標本が照明される。各照明光による照明時に撮
像手段から出力される画像信号は、標本の組織内の吸
収、散乱、屈折の条件が異なる画像を含んでいる。この
ような条件の異なる少なくとも２つの画像信号に基づき
画像処理手段が１つの画像を形成するので、無染色の標
本のコントラストを強調した画像が得られ、この画像が
モニタで表示される。

【００１４】請求項５記載の発明に係る顕微鏡は、請求
項４に記載の顕微鏡において、前記偏向手段は前記結像
光学系の光軸に対して傾斜するように配置されているコ
ンデンサレンズであることを特徴とする。

【００１５】コンデンサレンズによって偏向を行わせ、
偏向光学素子を省略できるので、顕微鏡を小型かつ安価
に構成できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１７】図１はこの発明の第１の実施形態に係る顕
微鏡の概略構成図、図２（ａ），（ｂ）は図１に示す顕
微鏡で使用される回転円盤の平面図である。

【００１８】図１に示す顕微鏡は、ステージ１上に載置
された無染色の標本（例えば透明無染色の生細胞）２の
像を形成する対物レンズ（結像光学系）３と、対物レン
ズ３の光軸に対して斜めの方向から標本２を照明すると
共に、方向の異なる照明光を切り替えて照射する斜光照
明装置（照明系）４と、対物レンズ３の上方に載置され
たテレビカメラ（撮像手段）５と、画像処理装置（画像
処理手段）６と、モニタ７とを備えている。

【００１９】斜光照明装置４は、光源４１と、コレクタ
レンズ４２と、視野絞り４３と、フィールドレンズ４４
と、コンデンサレンズ４５と、開口絞り４６と、楔型プ
リズム（偏向手段）４７と、回転円盤（切替手段）４８
とから構成され、標本２を均一に照明するため、ケーラ
ー照明法にそった配置としている。

【００２０】光源４１はハロゲンランプ、水銀ランプ、
キセノンランプ、レーザ光等からなり、照明光を出射す
る。

【００２１】コレクタレンズ４２は、例えば凸レンズか
らなり、光源４１からの光を集め、これらの集めた光を
損失なく次のフィールドレンズ４４へ進ませる。

【００２２】視野絞り４３はコレクタレンズ４２とフィ
ールドレンズ４４との間の、標本２と光学的に共役な位
置に配置され、標本２への照明範囲を調整又は制御す
る。

【００２３】コンデンサレンズ（照明光学系）４５は対
物レンズ３と同軸な光軸を有し、光源４１からの光を平
行光として標本２を照射する。

【００２４】開口絞り４６はコンデンサレンズ４５の瞳
面に配置され、照明光の開口数（明るさ）を変える。

【００２５】楔型プリズム４７Ａ，４７Ｂは所定の頂角
を有し、瞳面を通過する照明光を対物レンズ（結像光学
系）３の光軸に対して傾斜するように偏向する。なお、
標本像をコントラストよく観察するためには、１つの画
像を得るための２つの照明光の標本に対する傾斜角が大
きい楔型プリズム４７Ａ，４７Ｂが望ましく、かつ楔型
プリズム４７Ａ，４７Ｂの傾斜が光軸に対して対称にな
っていることが望ましい。

【００２６】回転円盤４８には２つの楔型プリズム４７
Ａ，４７Ｂがコンデンサレンズ１３の瞳面内における互
いに１８０°ずれた位置に保持されている（図２（ａ）
参照）。回転円盤４８として、例えば、一般にターレッ
トコンデンサと呼ばれるコンデンサに使用される回転円
盤を用いることができる。回転円盤４８を回転軸４８ａ
に設けられたモータＭによって回転させることにより、
楔型プリズム４７Ａ，４７Ｂをコンデンサレンズ４５の
光路内に選択的に位置させる。

【００２７】このような配置により、楔型プリズム４７
Ａが光路内にあるときには、フィールドレンズ４４から
の光は、楔型プリズム４７Ａにより曲げられ、コンデン
サレンズ４５に入射し、コンデンサレンズ４５によって
平行光となって標本２を光軸に対して傾斜した方向から
照明する。

【００２８】一方、楔型プリズム４７Ｂが光路内にある
ときには、フィールドレンズ４４からの光は、楔型プリ
ズム４７Ｂにより曲げられ、コンデンサレンズ４５に入
射し、コンデンサレンズ４５によって平行光となって標
本２を光軸に対して前記傾斜方向と対称な傾斜方向から
照明する。

【００２９】また、回転円盤４８がモータＭによって回
転するとき、楔型プリズム４７Ａ，４７Ｂが交互に光路
内に入る切り替え位置で回転円盤４８を停止させるため
の位置決め機構が設けられている。

【００３０】この位置決め機構は、例えば、前記切り替
え位置を検出し検出信号を出力するセンサと、このセン
サから検出信号を受けたときにモータＭへ停止指令を出
力し、この出力時から所定時間経過後にモータＭへ駆動
指令を出力する制御部で構成することができる。これに
よって、回転円盤４８を切り替え位置の間で１８０°ず
つ回転させることができる。

【００３１】また、２つの楔型プリズム４７Ａ，４７Ｂ
の何れが光路内に位置しているのかを識別し、識別信号
を画像処理装置６へ出力するプリズム識別部が設けられ
ている。

【００３２】プリズム識別部は、回転円盤４８の外周に
設けられた識別片４８Ａ，４８Ｂと、検出器１６とから
構成されている。

【００３３】回転円盤４８の外周には、楔型プリズム４
７Ａに対応する箇所に識別片４８Ａが、楔型プリズム４
７Ｂに対応する箇所に識別片４８Ｂがそれぞれ設けられ
ている。

【００３４】検出器１６は、回転円盤４８の外周で、光
路の近傍に設けられている。検出器１６は、識別片４８
Ａ，４８Ｂをそれぞれ検出し、オン信号を出力する第
１、第２の検出部を有する。この検出器１６は、識別片
４８Ａ，４８Ｂを光学式、磁気式あるいは機械式に検出
できるものであればよい。

【００３５】テレビカメラ（以下、単にカメラという）
５は、対物レンズ３により形成される標本２の像を受
け、その像の光強度分布に応じた画像信号を出力する。
カメラ５は、その結像面が対物レンズ３の結像位置と合
致する位置に配置されている。カメラ５は、例えば２次
元ＣＣＤカメラで構成される。

【００３６】画像処理装置６は、検出器１６の第１、第
２の検出部から出力されるオン信号により、楔型プリズ
ム４７Ａ，４７Ｂの何れが光路内に位置しているのかを
識別し、その識別結果に応じた処理を行なう。

【００３７】また、画像処理装置６は、楔型プリズム４
７Ａを用い、標本２が光軸に対して傾斜した方向から照
明されたときにカメラ５から出力される第１の画像信号
と、楔型プリズム４７Ｂを用い、標本２が前記傾斜方向
と対称な傾斜方向から照明されたときにカメラ５から出
力される第２の画像信号との差を演算して１つの画像を
形成し、その画像を表わす制御信号をモニタ７へ出力す
るように構成されている。

【００３８】そのために、画像処理装置６は、カメラ５
から出力される画像信号を記憶するフレームメモリと、
前記第１及び第２の画像信号の差を演算する減算部とを
備える。

【００３９】モニタ７は、画像処理装置６により形成さ
れた画像をモニタ画面上に表示する。

【００４０】次に、上記構成を有する第１の実施形態の
動作を説明する。

【００４１】回転円盤１１をモータを駆動して回転させ
て楔型プリズム４７Ａを図１に示すようにコンデンサレ
ンズ４５の光路内に位置させると、楔型プリズム４７Ａ
を通った光が光軸に対して斜めの方向からコンデンサレ
ンズ４５に入射し、コンデンサレンズ４５によって平行
光（図１の照明光Ａ）となる。この平行光Ａによって標
本２が光軸に対して斜めの方向から照明される。

【００４２】このとき、画像処理装置６は検出器１６か
らの識別信号に基づき楔型プリズム４７Ａが光路内に位
置していることを識別するので、カメラ５から出力され
る画像信号（第１の画像信号）が画像処理装置６のフレ
ームメモリに記憶される。

【００４３】次に、モータＭの回転により回転円盤４８
が１８０°回転し、楔型プリズム４７Ｂが光路内に位置
すると、回転円盤４８が停止する。この切り替え位置で
は、標本２が光軸に対して照明光Ａと対称な方向からの
照明光（照明光Ｂとする）によって照明される。

【００４４】このとき、画像処理装置６は検出器１６か
らの識別信号に基づき楔型プリズム４７Ｂが光路内に位
置していることを識別するので、このときカメラ５から
出力される画像信号（第２の画像信号）とフレームメモ
リに記憶された第１の画像信号との差が画像処理装置６
の減算部で演算されて１つの画像が形成される。この画
像がモニタ７のモニタ画面上に表示される。

【００４５】回転円盤４８をモータＭによって１回転さ
せることにより得られる、第１及び第２の画像信号は、
方向の異なる２つの照明光によりそれぞれ光軸に対して
斜めの方向から標本２を照明したときに得られるもので
あるので、標本２の組織内の吸収、散乱、屈折の条件が
異なる画像を含んでいる。

【００４６】第１の実施形態によれば、このように条件
の異なる２つの画像信号に基づき画像処理装置６が１つ
の画像を形成することにより、モニタ７で無染色の標本
のコントラストを強調した画像を自動的に得ることがで
きる。

【００４７】また、顕微鏡の分解能は、照明側の開口数
と対物レンズの開口数で決まり、 λ／｛（コンデンサレンズの開口数）＋（対物レンズの
開口数）｝ で求められる。ここで、λは使用する光源の波長であ
る。

【００４８】したがって、この第１の実施形態によれ
ば、照明光は全開口を利用できるので、使用しているコ
ンデンサレンズの性能を十分に発揮させることができ、
最高の分解能を得ることができる。

【００４９】なお、開口数とはレンズから標本に入射す
る光の最大角度から求められる数で、角度が大きい程開
口数も大きくなる。したがって、同じコンデンサレンズ
の場合、開口絞りが最大に開いたとき、そのレンズの最
大開口数、すなわち最高の分解能を発揮することができ
る。

【００５０】また、楔型プリズム４７Ａ，４７Ｂの頂角
を変えることで照明光の標本２に対する傾斜角を変えれ
ば、標本２を異なったコントラストで観察することがで
きる。

【００５１】上記の説明は図２（ａ）の回転円盤を用い
た場合であるが、次に図２（ｂ）の回転円盤を用いた場
合を説明する。

【００５２】この場合は、回転円盤１４８上に４つの楔
型プリズム１４７Ａ，１４７Ｂ，１４７Ｃ，１４７Ｄが
コンデンサレンズ４５の瞳面内における互いに９０°ず
れた位置に保持されている。

【００５３】回転円盤１４８がモータＭによって矢印方
向に回転するとき、楔型プリズム１４７Ａ，１４７Ｂ，
１４７Ｃ，１４７Ｄの各々がこの順で光路内に入る各切
り替え位置で回転円盤１４８を停止させるための位置決
め機構が設けられている。

【００５４】この位置決め機構は、例えば、前記各切り
替え位置を検出し検出信号を出力するセンサと、このセ
ンサから検出信号を受けたときにモータＭへ停止指令を
出力し、この出力時から所定時間経過後にモータＭへ駆
動指令を出力する制御手段で構成することができる。こ
れによって、回転円盤１１を各切り替え位置の間で９０
°ずつ回転させることができる。

【００５５】また、４つの楔型プリズム１４７Ａ，１４
７Ｂ，１４７Ｃ，１４７Ｄのうちの何れの楔型プリズム
が光路内に位置しているのかを識別し、識別信号を画像
処理装置６へ出力するプリズム識別部が設けられてい
る。プリズム識別部は、回転円盤１４８の外周に設けら
れた第１の識別片１４８Ａ及び第２の識別片１４８Ｂ
と、検出器１１６とから構成されている。

【００５６】回転円盤１４８の外周には、楔型プリズム
１４７Ａに対応する箇所に第１、第２の識別片１４８
Ａ，１４８Ｂが、楔型プリズム１４７Ｂに対応する箇所
に第１の識別片１４８Ａが、楔型プリズム１４７Ｄに対
応する箇所に第２の識別片１４８Ｂがそれぞれ設けられ
ている。回転円盤１４８の外周の楔型プリズム１４７Ｃ
に対応する箇所には、第１、第２の識別片１４８Ａ，１
４８Ｂのいずれも設けられていない。

【００５７】検出器１１６は、回転円盤１４８の外周
で、光路の近傍に設けられている。検出器１１６は、第
１、第２の識別片１４８Ａ，１４８Ｂの有無をそれぞれ
検出し、オン、オフ信号を出力する第１、第２の検出部
を有する。この検出器１１６は、第１、第２の識別片１
４８Ａ，１４８Ｂの有無を光学式、磁気式あるいは機械
式に検出できるものであればよい。

【００５８】そして、画像処理装置６は、検出器１１６
の第１、第２の検出部から出力されるオン、オフ信号の
組合わせにより、４つの楔型プリズム１４７Ａ，１４７
Ｂ，１４７Ｃ，１４７Ｄのうちの何れの楔型プリズムが
光路内に位置しているのかを識別し、その識別結果に応
じた処理を行なうように構成されている。

【００５９】具体的には、楔型プリズム１４７Ａが光路
内に位置しているのを識別したとき、カメラ５から出力
される画像信号をフレームメモリに記憶し、次に楔型プ
リズム１４７Ｂを識別したとき、カメラ５から出力され
る画像信号と記憶された画像信号との差を演算し、次に
楔型プリズム１４７Ｃを識別したとき、カメラ５から出
力される画像信号をフレームメモリに記憶し、次に楔型
プリズム１４７Ｄを識別したとき、カメラ５から出力さ
れる画像信号と記憶された画像信号との差を演算するよ
うになっている。

【００６０】次に、上記構成における動作を説明する。

【００６１】楔型プリズム１４７Ａが光路内に位置して
いるとき、第１の実施形態の場合と同様に照明光Ａによ
って標本２が光軸に対して斜めの方向から照明される。

【００６２】このとき、画像処理装置６は検出器１１６
からの識別信号に基づき楔型プリズム１４７Ａが光路内
に位置していることを識別するので、カメラ５から出力
される画像信号（第１の画像信号）が画像処理装置６の
フレームメモリに記憶される。

【００６３】次に、モータＭの回転により回転円盤１４
８が図２（ｂ）に示す位置から矢印方向に９０°回転
し、楔型プリズム１４７Ｂが光路内に位置すると、回転
円盤１４８が停止する。この切り替え位置では、標本２
が光軸に対して照明光Ａとは異なる斜めの方向から照明
される。

【００６４】このとき、画像処理装置６は検出器１１６
からの識別信号に基づき楔型プリズム１４７Ｂが光路内
に位置していることを識別するので、このときカメラ５
から出力される画像信号（第２の画像信号）とフレーム
メモリに記憶された第１の画像信号との差が画像処理装
置６で演算されて１つの画像が形成される。この画像が
モニタ７のモニタ画面上に表示される。

【００６５】次に、モータＭの回転により回転円盤１４
８がさらに矢印方向に９０°回転し、楔型プリズム１４
７Ｃが光路内に位置すると、回転円盤４８が停止する。
この切り替え位置では、楔型プリズム１４７Ｃを通った
光が光軸に対して斜めの方向からコンデンサレンズ４５
に入射し、コンデンサレンズ４５によって平行光とな
る。この平行光によって標本２が前記照明光とは異なる
斜めの方向から照明される。

【００６６】このとき、画像処理装置６は検出器１１６
からの識別信号に基づき楔型プリズム１４７Ｃが光路内
に位置していることを識別するので、カメラ５から出力
される画像信号（第３の画像信号）が画像処理装置６の
フレームメモリに記憶される。

【００６７】次に、モータＭの回転により回転円盤１４
８がさらに矢印方向に９０°回転し、楔型プリズム１４
７Ｄが光路内に位置すると、回転円盤１４８が停止す
る。この切り替え位置では、楔型プリズム１４７Ｄを通
った光が光軸に対して斜めの方向からコンデンサレンズ
４５に入射し、コンデンサレンズ４５によって平行光と
なる。この平行光によって標本２が前記照明光とは異な
る斜めの方向から照明される。

【００６８】このとき、画像処理装置６は検出器１１６
からの識別信号に基づき楔型プリズム１４７Ｄが光路内
に位置していることを識別するので、このときカメラ５
から出力される画像信号（第４の画像信号）とフレーム
メモリに記憶された第３の画像信号との差が画像処理装
置６で演算されて１つの画像が形成される。この画像が
モニタ７のモニタ画面上に表示される。

【００６９】すなわち、回転円盤１４８をモータＭによ
って１回転させることにより、モニタ７に表示される２
つの画像を自動的に得ることができる。

【００７０】２つの画像の一方は、楔型プリズム１４７
Ａ，１４７Ｂがそれぞれ光路内に位置したときに得られ
る第１及び第２の画像信号に基づいて得られ、その他方
は、楔型プリズム１４７Ｃ，１４７Ｄがそれぞれ光路内
に位置したときに得られる第３及び第４の画像信号に基
づいて得られる。

【００７１】第１及び第２の画像信号に基づいて得られ
る画像と、第３及び第４の画像信号に基づいて得られる
画像とは、照明光の方向が９０°異なっているので、影
の付く方向（微分干渉顕微鏡による観察におけるシアー
方向）の異なる２種類の画像を得ることができる。

【００７２】この図２（ｂ）を用いた場合も図２（ａ）
を用いた場合と同様の効果を発揮できる。

【００７３】図３は第１実施形態に係る顕微鏡の回転円
盤の変形例を示す図である。

【００７４】この変形例ではモータＭの回転軸８１ａに
設けられたギヤ８１と噛み合うギヤ８２が回転円盤２４
８の外周に形成されている。したがって、この回転円盤
２４８を矢印のように回転させることで楔型プリズム４
７を常に光路上に位置したまま照明光を偏向させること
ができる。

【００７５】モータＭには回転位置検出のため、ポテン
ショメータやエンコーダ等の回転位置検出器２１６が設
けられ、この回転位置検出器は、例えば楔型プリズム４
７の頂角の指す方向を示す信号を出力する。

【００７６】画像処理装置６は検出器２１６からの信号
に基づきカメラ５から出力される画像信号（第２の画像
信号）とフレームメモリに記憶された第１の画像信号と
の演算を行い画像が形成される。この画像がモニタ７の
画面上に表示される。

【００７７】この変形例によれば、第１実施形態と同様
に全開口を利用できるとともに、以下の効果を発揮でき
る。 楔型プリズム４７を回転させるので、連続的又は任意
の位置で画像を得ることができる。 回転円盤２４８を毎秒３０回の回転数速度で回転させ
ることでビデオレートでの画像を得ることができるよう
になるので、標本２の画像を動画としてモニタ７にリア
ルタイムで表示させることができるようになる。 任意の方向の照明光を組み合わせることができる。 回転円盤を小さくでき分顕微鏡を小型に構成できる。

【００７８】なお、回転円盤２４８を用いずに楔型プリ
ズム４７自体を回転させ、任意の位置で画像を取得する
ことで、任意の方向に影を付けた画像を取得することも
できる。

【００７９】図４は第２実施形態に係る図１はこの発明
の第１の実施形態に係る顕微鏡の概略構成図であり、図
１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００８０】この実施形態は、例えば図２（ａ）の構成
の回転円盤４８を用いるとき、楔型プリズム４７Ａ，４
７Ｂを用いる代わりにコンデンサレンズ４５Ａ，４５Ｂ
を光軸に対して傾斜して配置し、照明光の偏向を行わせ
るようにした点が第１実施形態と異なる点である。

【００８１】コンデンサレンズ４５Ａ，４５Ｂは回転円
盤４８に異なる傾斜をもって、例えば図２（ａ）に示す
ように取り付けられる。なお、コンデンサレンズ４５Ｂ
は光路に入ったとき、照明光の傾斜方向が光軸を挟んで
コンデンサレンズ４５Ａの場合と対称になる。

【００８２】この第２実施形態によれば、第１実施形態
と同様の効果を発揮できる。また、楔型プリズムを用い
ない分だけ顕微鏡を小型かつ安価に構成できる。

【００８３】図５は第２実施形態に係る顕微鏡の回転円
盤の変形例を示す図であり、図３と同一部分には同一符
号を付す。

【００８４】この変形例では楔型プリズムを用いる代わ
りに光軸に対して傾斜させたコンデンサレンズを用い、
回転円盤２４８を矢印のように回転させることでコンデ
ンサレンズ４５を常に光路上に位置したまま照明光を偏
向させることができる。

【００８５】この変形例によれば、第１実施形態の変形
例と同様の効果を発揮できる。また、楔型プリズムを用
いない分顕微鏡を安価に構成できる。

【００８６】なお、画像処理装置６は２つの画像の減算
を行う以外に、２つの画像の加算、割り算、平均化処理
等の演算処理を行ってもよい。これらの計算は標本の種
類に応じてその標本に最適な演算処理を行うようにすれ
ば良い。また、２つの画像の演算処理に限らず、３つ又
は４つの照明方向の異なる画像を演算処理するようにし
ても良い。

【００８７】また、上記各実施形態では、コンデンサレ
ンズ４５によって平行光となった照明光による照明（ケ
ーラ照明法による照明）を行なっているが、この発明は
照明光が平行光でない場合にも適用できる。

【００８８】また、図３、図５に示す変形例において
は、模型プリズムやコンデンサレンズを回転させている
が、それ自体（模型プリズムやコンデンサレンズ）の傾
きを変化させることにより異なる角度の照明光を得るよ
うにしても良い。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る顕微鏡によれば、切替手段が方向の異なる少な
くとも２つの照明光を切り替え、各照明光により光軸に
対して斜めの方向から標本が照明される。各照明光によ
る照明時に撮像手段から出力される画像信号は、標本の
組織内の吸収、散乱、屈折の条件が異なる画像を含んで
いる。このような条件の異なる少なくとも２つの画像信
号に基づき画像処理手段が１つの画像を形成するので、
無染色の標本のコントラストを強調した画像が得られ、
この画像がモニタで表示される。したがって、面倒な調
整作業が不要で、かつ高価な光学素子を用いずに無染色
の標本の観察が可能になる。

【００９０】請求項２記載の発明に係る顕微鏡によれ
ば、画像処理手段が対称な異なる２方向からの照明によ
る画像信号の差を演算することによってコントラストの
よい標本像を形成できる。

【００９１】請求項３記載の発明に係る顕微鏡によれ
ば、照明光を全開口で利用できるので、使用しているコ
ンデンサレンズの性能を十分に発揮させることができ、
最高の分解能を得ることができる。

【００９２】請求項４記載の発明に係る顕微鏡によれ
ば、切替手段が方向の異なる少なくとも２つの照明光を
切り替え、各照明光により光軸に対して斜めの方向から
標本が照明される。各照明光による照明時に撮像手段か
ら出力される画像信号は、標本の組織内の吸収、散乱、
屈折の条件が異なる画像を含んでいる。このような条件
の異なる少なくとも２つの画像信号に基づき画像処理手
段が１つの画像を形成するので、無染色の標本のコント
ラストを強調した画像が得られ、この画像がモニタで表
示される。したがって、面倒な調整作業が不要で、かつ
高価な光学素子を用いずに無染色の標本の観察が可能に
なる。

【００９３】請求項５記載の発明に係る顕微鏡によれ
ば、コンデンサレンズによって偏向を行わせ、偏向光学
素子を省略できるので、顕微鏡を小型かつ安価に構成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１の実施形態に係る顕微鏡
の概略構成図である。

【図２】図２（ａ），（ｂ）は図１に示す顕微鏡で使用
される回転円盤の平面図である。

【図３】図３は第１実施形態に係る顕微鏡の回転円盤の
変形例を示す図である。

【図４】図４は第２実施形態に係る図１はこの発明の第
１の実施形態に係る顕微鏡の概略構成図である。

【図５】図５は第２実施形態に係る顕微鏡の回転円盤の
変形例を示す図である。

【符号の説明】

１ ステージ ２ 標本 ３ 対物レンズ（結像光学系） ４ 斜光照明装置（照明系） ５ テレビカメラ（撮像手段） ６ 画像処理装置（画像処理手段） ７ モニタ ４５ コンデンサレンズ ４７ 楔型プリズム（偏向手段） ４８ 回転円盤（切替手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサレンズを有し、ステージ上に
   載置された標本に対してケーラー照明法による透過照明
   を行う照明系と、前記標本の像を形成するための結像光
   学系とを備えた顕微鏡において、 前記コンデンサレンズの瞳面を通過する照明光を、前記
   結像光学系の光軸に対して傾斜するように偏向させる偏
   向手段と、 前記偏向手段を支持し、前記光軸に対する傾斜方向を変
   更可能であり、かつ前記傾斜方向の異なる少なくとも２
   つの照明光を切り替える切替手段と、 前記標本の像を受け、画像信号を出力する撮像手段と、 前記異なる位置を通過した照明光の各々による照明時に
   得られる前記画像信号の各々に基づき、１つの画像を形
   成する画像処理手段と、 前記画像処理手段の出力信号を受けて画像を表示するモ
   ニタとを備えることを特徴とする顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段は、前記照明光の傾斜
   方向が前記光軸に対して対称となる２方向からの照明時
   の画像信号を得、各々の画像信号の差を演算することを
   特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記偏向手段は前記コンデンサレンズの
   瞳面近傍に配置される偏向光学素子であることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の顕微鏡。
4. 【請求項４】 ステージ上に載置された標本に対してケ
   ーラー照明法による透過照明を行う照明系と、前記標本
   の像を形成するための結像光学系とを備えた顕微鏡にお
   いて、 照明光を、前記結像光学系の光軸に対して傾斜するよう
   に偏向させる偏向手段と、 前記偏向手段を支持し、前記光軸に対する傾斜方向を変
   更可能であり、かつ前記傾斜方向の異なる少なくとも２
   つの照明光を切り替える切替手段と、 前記標本の像を受け、画像信号を出力する撮像手段と、 前記異なる位置を通過した照明光の各々による照明時に
   得られる前記画像信号の各々に基づき、１つの画像を形
   成する画像処理手段と、 前記画像処理手段の出力信号を受けて画像を表示するモ
   ニタとを備えることを特徴とする顕微鏡。
5. 【請求項５】 前記偏向手段は前記結像光学系の光軸に
   対して傾斜するように配置されているコンデンサレンズ
   であることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡。