JPH1123977A - 実体顕微鏡の透過照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、簡単な構成で有効観察視野の広い斜
光照明ができ、操作性を向上させる。 【解決手段】照明用の光源ランプ１から発せられた照明
光束を反射鏡２により偏向して試料に導く場合、反射鏡
２の回転と連動して一体的に拡散板１７の拡散面１７ａ
を傾くように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明用の光源から
出射された照明光束を反射鏡により偏向して試料に導く
実体顕微鏡の透過照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような実体顕微鏡の透過照明装置で
は、透明状の試料をコントラストよく観察するために、
光源から出射された照明光束を偏向して試料に導く反射
鏡を回転させて試料を斜光照明する方法が広く行われて
いる。

【０００３】実体顕微鏡では、低倍率での観察視野が非
常に広い、例えば試料面でφ３０〜φ４０ｍｍと広く、
この広い観察視野の全体を均一な照度で一様に覆う照明
光束が必要となる。

【０００４】しかしながら、上記の如く光源から出射さ
れた照明光束を偏向して試料に導く反射鏡を回転させる
方法では、反射鏡を回転して照明光束を傾けるに従って
照明光軸も移動してしまい、このために照明光束が観察
視野を覆い得なくなる事態が発生し、特に観察視野の広
い低倍率の観察時にこの事態が顕著であり、斜光照明時
の有効な観察範囲が非常に狭くなる欠点を持っている。

【０００５】これに対して回転可能な反射鏡を照明光軸
に沿って水平方向に移動可能とした構成の技術が例えば
米国特許４６０６６１６号に記載されている。この技術
は、図５に示すように光源ランプ１を備え、この光源ラ
ンプ１から発せられる略水平方向の照明光束を偏向する
反射鏡２を図示しないハウジング部に対して支持軸３に
よって回転自在に支持し、かつこの反射鏡２をハウジン
グ部に設けられた水平方向の溝孔４に沿って移動可能に
構成されている。

【０００６】なお、反射鏡２の反射方向には、試料を載
せるためのガラスステージ５が配置されている。このよ
うな構成であれば、光源ランプ１から射出された照明光
束は、反射鏡２で偏向され、例えば通常の透過明視野照
明の場合、ガラスステージ５に対して略垂直に入射し、
さらにガラスステージ５上に載置された試料を透過し、
ガラスステージ５の上方に設置された顕微鏡（不図示）
に到達し、この顕微鏡において観察される。

【０００７】一方、斜光照明を行うために反射鏡２を回
転させると、ガラスステージ５に入射する照明光束の光
軸は、図５に示すように反射鏡２面上の点ａから試料面
上のｂ点のように傾いて斜光照明となる。

【０００８】ところが、このような斜光照明になると、
これと共に照明範囲（以下、照野と称する）も移動し、
有効に観察できる範囲（以下、有効観察視野と称する）
が狭くなる。

【０００９】そこで、反射鏡２を溝孔４に沿って移動す
ることにより、照明光軸は、例えば反射鏡２面上のｃ点
から試料面上のｄ点のように変更され、照野のずれが少
なくなり、斜光照明時の有効観察視野が広がる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射鏡
２を水平方向に移動させることで照野の移動を補正し、
有効な観察視野を広げるという利点はあるものの、反射
鏡２を回転させた後に、反射鏡２を水平方向に移動させ
なければならず、その操作が煩雑であり、反射鏡２を移
動させる機構が必要となりコストアップする欠点を持っ
ている。

【００１１】又、反射鏡２の回転に連動して反射鏡２の
位置が移動するように構成した例も公知であるが、回転
に連動して反射鏡２を移動させる機構が複雑となり、コ
ストアップする欠点を持っている。そこで本発明は、簡
単な構成で有効観察視野の広い斜光照明ができる操作性
のよい実体顕微鏡の透過照明装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、照明
用の光源と、この光源から出射された照明光束を偏向し
て試料に導き、かつ回転自在に設けられ試料に導く照明
光束の反射方向を可変する反射鏡と、この反射鏡に入射
する照明光束の光路上に配置され、反射鏡の回転に連動
して所定方向に移動する拡散部材と、を備えた実体顕微
鏡の透過照明装置である。

【００１３】請求項２によれば、請求項１記載の実体顕
微鏡の透過照明装置において、拡散部材は、反射鏡を回
転させたときの反射鏡の回転による照明光軸の観察光軸
に対するずれを補正する方向に、反射鏡を固定保持する
反射鏡保持枠の回転に連動して回転移動又は位置移動す
る。請求項３によれば、請求項１記載の実体顕微鏡の透
過照明装置において、拡散部材の少なくとも一面にはフ
レネルレンズが形成されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。なお、図５と同
一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図１は実体顕微鏡の透過照明装置の構成図である。

【００１５】光源ランプ１が出射される照明光束の光軸
１０上には、コレクタレンズ１１及びリレーレンズ１２
が配置され、かつ反射鏡２の反射方向にはコンデンサレ
ンズ１３が配置されている。

【００１６】このうちコレクタレンズ１１は、光源ラン
プ１から出射された照明光束を有効にガラスステージ５
上の試料面に導く作用を有している。リレーレンズ１２
は、コレクタレンズ１１を出射した照明光束を効率よく
コンデンサレンズ１３に導く作用を有している。

【００１７】コンデンサレンズ１３は、照明光束を有効
に試料面に集光する作用を有している。光源ランプ１か
ら出射される照明光束の光軸１０上で、かつリレーレン
ズ１２とコンデンサレンズ１３との間には、反射鏡２が
回転軸１４を中心として回転自在に設けられている。

【００１８】具体的に反射鏡２は、図示しない照明装置
ハウジングに対して回転軸１４を中心に回転自在に支持
されたＶ字形状の反射鏡保持枠１５に固定されている。
この反射鏡２の回転軸１４の軸方向は、照明光束の光軸
１０と試料に対して垂直に入射する照明光束の光軸１６
とに対して垂直方向になっている。

【００１９】又、反射鏡保持枠１５には、光源ランプ１
のフィラメントによる発光強度のむら（以下、フィラメ
ントむらと称する）を目立たなくするため拡散部材とし
ての拡散板１７が固定されている。なお、この拡散板１
７には、光源ランプ１側とは反対側となる反射鏡２側の
面に拡散面１７ａが形成されている。

【００２０】従って、反射鏡保持枠１５により反射鏡２
が回転軸１４を中心として回転すると、この反射鏡２の
回転に反射鏡保持枠１５を介して一体的に拡散板１７が
回転する構成となっている。

【００２１】なお、Ｖ字形状の反射鏡保持枠１５による
反射鏡２と拡散板１７との配置角度は、例えば反射鏡２
で反射して試料に導かれる照明光束が試料に対して垂直
方向に照射される場合、拡散板１７が照明光束の光軸１
０に対して垂直方向に配置されるものとなっている。

【００２２】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。通常の透過明視野照明の場合、光源ラン
プ１から出射された照明光束は、コレクタレンズ１１、
リレーレンズ１２を通って拡散板１７で拡散され、次の
反射鏡２で偏向され、コンデンサレンズ１３により集光
されてガラスステージ５に載置された試料面に対して略
垂直に一様に照明される。

【００２３】一方、透明状の試料をコントラストよく観
察するために反射鏡２を回転して斜光照明にした場合、
反射鏡２の回転と一体的に拡散板１７の拡散面１７ａも
照明光束の光軸１０に対して傾く。

【００２４】このように拡散板１７の拡散面１７ａが入
射する光軸１０に対して傾いた場合、拡散面１７ａを出
射する拡散光の強度分布の中心軸が傾くことになる。す
なわち、図２(a) は拡散板１７を出射する拡散光の強度
分布Ｌ₁ を示し、同図(b) は光源ランプ１側と反対側の
面に拡散面１７ａが形成された拡散板１７を傾けたとき
の拡散板１７を出射する拡散光の強度分布Ｌ₂ を示し、
拡散板１７を傾けたときの拡散光の強度分布の中心軸が
傾くことが分かる。

【００２５】なお、照明光軸１０に対して拡散面１７ａ
が傾いた場合に、何故拡散光の強度分布の中心軸が傾く
のかは既に知られており、その原理については本出願人
による特公平４−５１７１号公報に詳細に記載されてい
るのでここでの説明は省略する。

【００２６】このように拡散光の強度分布の中心軸が傾
くと、有効観察視野の中心軸は、例えばｃ点を出射し、
反射鏡２上のｄ点で反射し、試料面のｅ点に到達する。
なお、拡散板１７が反射鏡２の回転に連動しないで光軸
１０に対して垂直の状態のまま配置されていると、照明
光軸は、反射鏡２のａ点で反射され、試料面上のｂ点に
到達することになり、照野の中心と観察光軸とが大きく
ずれることになる。

【００２７】従って、上記の如く反射鏡２の回転と連動
して一体的に拡散板１７の拡散面１７ａも傾くようにす
ることにより、この反射鏡２を回転させたときの反射鏡
２の回転による照明光軸の観察光軸に対するずれを補正
するものとなり、斜光照明時の有効観察視野を広げるも
のとなる。

【００２８】このように上記第１の実施の形態において
は、反射鏡２の回転と連動して一体的に拡散板１７の拡
散面１７ａを傾くように構成したので、一般的に行われ
る反射鏡２を回転させるという簡単な構成、操作で斜光
照明したときの有効観察視野を広げることができる。

【００２９】このように反射鏡２を回転させて斜光照明
にする場合、反射鏡２の回転方向は、左右のいずれの方
向でも有効観察視野を広げることができる。又、拡散板
１７は、反射鏡２と一体的に回転移動するので、機構的
にも複雑とならず、コストアップを抑えることができ
る。

【００３０】なお、拡散板１７を配置することにより、
光源ランプ１のフィラメントむらを均一にできる。(2)
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。な
お、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説
明は省略する。

【００３１】図３は実体顕微鏡の透過照明装置の構成図
である。反射鏡２は、照明装置ハウジングに対して回転
軸１４を中心として回転自在に設けられた反射鏡保持枠
２０に固定されている。

【００３２】一方、拡散板１７は、照明装置ハウジング
に対して回転軸２１を中心として回転自在に設けられた
拡散板保持枠２２に固定されている。この場合、拡散板
１７は、拡散面１７ａが光源ランプ１側に配置されてい
る。

【００３３】又、拡散板保持枠２２の回転軸２１は、光
源ランプ１から出射される照明光束の光軸１０上に配置
されている。これら反射鏡保持枠２０と拡散板保持枠２
２とは、リンク機構２３により連結され、反射鏡２を固
定する反射鏡保持枠２０の回転に連動して拡散板１７を
固定する拡散板保持枠２２が回転軸２１を中心として回
転、すなわち反射鏡２の回転方向とは逆方向に回転する
構成となっている。

【００３４】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。通常の透過明視野照明の場合、光源ラン
プ１から出射された照明光束は、コレクタレンズ１１、
リレーレンズ１２を通って拡散板１７で拡散され、反射
鏡２で偏向され、コンデンサレンズ１３により集光され
てガラスステージ５に載置された試料面に対して略垂直
に一様に照明される。

【００３５】一方、反射鏡２を回転して斜光照明にした
場合、反射鏡２の回転がリンク機構２３を介して拡散板
保持枠２２に伝達され、拡散板１７を固定する拡散板保
持枠２２は、回転軸２１を中心として反射鏡２の回転方
向とは逆方向に回転し、照明光束の光軸１０に対して傾
く。

【００３６】このように拡散板１７の拡散面１７ａが入
射する光軸１０に対して傾いた場合、上記第１の実施の
形態と同様に、拡散面１７ａを出射する拡散光の強度分
布の中心軸が傾くことになる。すなわち、図２(c) は光
源ランプ１側の面に拡散面１７ａが形成された拡散板１
７を傾けたときの拡散板１７を出射する拡散光の強度分
布Ｌａを示し、強度分布の中心軸の傾くことが分かる。
なお、図２(c) の場合は、拡散板１７の拡散面１７ａが
図２(b) と反対側であるため、出射光を図２(b) と同じ
方向に傾かせるためには、拡散板１７を反対向きに傾け
ることになる。なお、上述の通り何故拡散光の強度分布
の中心軸が傾くのかは既に知られており、その原理につ
いては本出願人による特公平４−５１７１号公報に詳細
に記載されているのでここでの説明は省略する。

【００３７】このように拡散光の強度分布の中心軸が傾
くと、有効観察視野の中心軸は、例えばｃ点を出射し、
反射鏡２上のｄ点で反射し、試料面のｅ点に到達する。
従って、反射鏡２の回転と連動して拡散板１７の拡散面
１７ａも傾くようにすることにより、この反射鏡２を回
転させたときの反射鏡２の回転による照明光軸の観察光
軸に対するずれを補正するものとなり、斜光照明時の有
効観察視野を広げるものとなる。

【００３８】このように上記第２の実施の形態において
は、リンク機構２３を介して反射鏡２の回転と連動して
拡散板１７を、反射鏡２の回転方向とは逆方向に回転さ
せるように構成したので、上記第１の実施の形態と同様
に、一般的に行われる反射鏡２を回転させるという簡単
な構成、操作で斜光照明したときの有効観察視野を広げ
ることができる。

【００３９】このように反射鏡２を回転させて斜光照明
にする場合、反射鏡２の回転方向は、左右のいずれの方
向でも有効観察視野を広げることができる。又、拡散板
１７は、反射鏡２と連動して回転移動するので、機構的
にも複雑とならず、コストアップを抑えることができ
る。

【００４０】なお、拡散板１７を配置することにより、
光源ランプ１のフィラメントむらを均一にできる。(3)
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。な
お、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説
明は省略する。

【００４１】図４は実体顕微鏡の透過照明装置の構成図
である。光源ランプ１と反射鏡２との間の照明光束の光
軸１０上には、拡散板３０を固定する拡散板保持枠３１
が照明光束の光軸１０に対して垂直方向（矢印イ方向）
に移動自在に設けられている。

【００４２】拡散板３０は、照明光束の光軸１０に対し
て垂直方向に配置されるもので、光源ランプ１側の面に
は拡散面３０ａが形成され、反対の反射鏡２側の面には
フレネルレンズ３０ｂが形成されている。

【００４３】このフレネルレンズ３０ｂは、コレクタレ
ンズ１１を出射した照明光束を効率よくコンデンサレン
ズ１３に導く作用を有している。これら反射鏡保持枠２
０と拡散板保持枠３１との間は、リンク機構３２により
連結され、反射鏡２を固定する反射鏡保持枠２０の回転
に連動して拡散板３０を固定する拡散板保持枠３１を照
明光束の光軸１０に対して垂直方向に移動させる構成と
なっている。

【００４４】この場合、拡散板３０の照明光束の光軸１
０に対する垂直方向への移動量は、フレネルレンズ３０
ｂのパワー等により実験的に決定される。なお、リンク
機構３２は、回転軸３３を中心として照明装置ハウジン
グに回転自在に設けられている。

【００４５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。通常の透過明視野照明の場合、光源ラン
プ１から出射された照明光束は、コレクタレンズ１１、
拡散板３０を通り、反射鏡２で偏向され、コンデンサレ
ンズ１３により集光されてガラスステージ５に載置され
た試料面に対して略垂直に一様に照明される。

【００４６】一方、反射鏡２を回転して斜光照明にした
場合、反射鏡２の回転がリンク機構３２を介して拡散板
保持枠３１に伝達され、この拡散板保持枠３１は、照明
光束の光軸１０に対して垂直方向に移動し、これに伴っ
て拡散板３０も照明光束の光軸１０に対して垂直方向に
移動する。

【００４７】このようにフルネルレンズ３０ｂの形成さ
れた拡散板３０も照明光束の光軸１０に対して垂直方向
に移動すると、照明光軸は傾き、例えば照明光束の光軸
上のｃ点を通り、反射鏡２上のｄ点で反射し、試料面上
のｅ点に到達する。

【００４８】従って、反射鏡２のみを傾かせた斜光照明
の場合の照明光軸ａ点からｂ点を通る照野のずれを補正
するものとなり、斜光照明時の有効観察視野を広げるも
のとなる。

【００４９】このように上記第３の実施の形態において
は、反射鏡２の回転に連動してフレネルレンズ３０ｂの
形成された拡散板３０を照明光束の光軸１０に対して垂
直方向に移動させる構成としたので、上記第１の実施の
形態と同様に、一般的に行われる反射鏡２を回転させる
という簡単な構成、操作で斜光照明したときの有効観察
視野を広げることができる。

【００５０】このように反射鏡２を回転させて斜光照明
にする場合、反射鏡２の回転方向は、左右のいずれの方
向でも有効観察視野を広げることができる。又、フルネ
ルレンズ３０ｂの形成された拡散板３０を反射鏡２の回
転に連動させる機構は、簡単なリンク機構３２等で容易
に実現でき、それほどのコストアップとはならない。

【００５１】又、拡散板３０を配置することにより、光
源ランプ１のフィラメントむらを均一にできる。さら
に、拡散板３０の片面にフルネルレンズ３０ｂを形成し
てリレーレンズとしての作用を持たせたので、上記第１
及び第２の実施の形態で用いたリレーレンズ１２が不要
となる。

【００５２】又、拡散板３０をプラスチック成型品とし
てフレネルレンズ３０ｂと拡散面３０ａとを一体成型す
れば、非常に安価に作製できる。なお、上記第３の実施
の形態は、次の通り変形してもよい。

【００５３】例えば、拡散板３０は、拡散面３０ａを光
源ランプ１側に配置し、フレネルレンズ３０ｂを反射鏡
２側に配置したが、これを反対にして拡散面３０ａを反
射鏡２側に配置し、フレネルレンズ３０ｂを光源ランプ
１側に配置しても、拡散光の集光効率が若干悪くなる
が、斜光照明の場合には、簡単な構成、操作で斜光照明
したときの有効観察視野を広げることができる。

【００５４】又、フレネルレンズ３０ｂの代わりに上記
第１及び第２の実施の形態で示したリレーレンズ１２及
び拡散板１７を、反射鏡２の回転に連動して照明光束の
光軸１０に対して垂直方向に移動させる構成にしてもよ
い。

【００５５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項１〜
３によれば、反射鏡の回転に連動して拡散部材を所定方
向に移動するようにしたので、簡単な構成で有効観察視
野の広い斜光照明ができる操作性のよい実体顕微鏡の透
過照明装置を提供できる。

【００５６】又、本発明の請求項２によれば、反射鏡を
固定保持する反射鏡保持枠の回転に連動して拡散部材を
回転移動するようにしたので、構造が複雑とならず、コ
ストアップを抑えて安価に作製できる実体顕微鏡の透過
照明装置を提供できる。

【００５７】又、本発明の請求項３によれば、拡散部材
の一面に拡散面を形成するとともに他面にフレネルレン
ズを形成したので、プラスチック成型品としてフレネル
レンズと拡散面とを一体成型でき、作製コストを非常に
安価にできる実体顕微鏡の透過照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる実体顕微鏡の透過照明装置の第
１の実施の形態を示す構成図。

【図２】拡散板を傾けたときの拡散光の強度分布の中心
軸の傾きを示す図。

【図３】本発明に係わる実体顕微鏡の透過照明装置の第
２の実施の形態を示す構成図。

【図４】本発明に係わる実体顕微鏡の透過照明装置の第
３の実施の形態を示す構成図。

【図５】従来の実体顕微鏡の透過照明装置の構成図。

【符号の説明】

１…光源ランプ、 ２…反射鏡、 ５…ガラスステージ、 １１…コレクタレンズ、 １２…リレーレンズ、 １３…コンデンサレンズ、 １５…反射鏡保持枠、 １７…拡散板、 １７ａ…拡散面、 ２０…反射鏡保持枠、 ２２…拡散板保持枠、 ２３…リンク機構、 ３０…拡散板、 ３０ａ…拡散面、 ３０ｂ…フレネルレンズ、 ３１…拡散板保持枠、 ３２…リンク機構。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明用の光源と、 この光源から出射された照明光束を偏向して試料に導
   き、かつ回転自在に設けられ前記試料に導く前記照明光
   束の反射方向を可変する反射鏡と、 この反射鏡に入射する前記照明光束の光路上に配置さ
   れ、前記反射鏡の回転に連動して所定方向に移動する拡
   散部材と、を具備したことを特徴とする実体顕微鏡の透
   過照明装置。
2. 【請求項２】 前記拡散部材は、前記反射鏡を回転させ
   たときの前記反射鏡の回転による照明光軸の観察光軸に
   対するずれを補正する方向に、前記反射鏡を固定保持す
   る反射鏡保持枠の回転に連動して回転移動又は位置移動
   することを特徴とする請求項１記載の実体顕微鏡の透過
   照明装置。
3. 【請求項３】 前記拡散部材の少なくとも一面にはフレ
   ネルレンズが形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の実体顕微鏡の透過照明装置。