WO2016132563A1 - 標本観察装置及び標本観察方法 - Google Patents

Abstract

照明光学系と、観察光学系と、を備え、照明光学系は、光源１と、コンデンサレンズ４と、開口部材５ と、を有し、観察光学系は、対物レンズ８と、結像レンズ１０と、を有し、開口部材５は、第１の光量制限部５ａ１と、第２の光量制限部５ａ２と、透過部５ｂと、を有し、開口部材５は、第１の光量制限部５ａ１が照明光学系の光軸を含むように配置され、透過部５ｂは、第１の光量制限部５ａ１の外縁よりも外側に位置し、第２の光量制限部５ａ２は、透過部５ｂよりも外側に位置し、対物レンズの瞳９の外 縁よりも内側に、透過部の内縁の像２０ｂが形成され、対物レンズの瞳９の外縁と一致する位置、又 は対物レンズの瞳９の外縁よりも内側に、透過部の外縁の像２０ａが形成され、以下の条件式（１）を 満足することを特徴とする。　０．９≦（Ｒ₁×β）／Ｒ_ob≦１　（１）

Description

標本観察装置及び標本観察方法

　本発明は、標本観察装置及び標本観察方法に関するものである。

　標本の細部を観察する方法として、偏射照明による観察方法や、暗視野照明による観察方法がある。このような観察が行える装置として、特許文献１に開示された装置がある。
　特許文献１に開示された装置は、偏射・暗視野検鏡装置である。この装置では、照明光学系の光路中に、リング照明絞りを配置している。リング照明絞りは、リング状開口部を有している。リング状開口部は、ｍｌｄ１＝１．０５Ｄ、ｍｌｄ２＝０．９Ｄとなるように設計されている。ここで、ｍｌは投光レンズの倍率、ｄ１はリング状開口部の外側直径、ｄ２はリング状開口部の内側直径、Ｄは対物レンズの瞳の大きさ（直径）である。

特開平９−２１８３５７

　特許文献１の装置では、対物レンズの瞳位置に、リング状開口部の像が形成される。ここで、ｍｌｄ１＝１．０５Ｄとなっているので、特許文献１の装置では、リング状開口部の像の一部が、対物レンズの瞳の外側に位置することになる。
　リング状開口部の像は、標本を通過した光を表している。対物レンズの瞳の外側にリング状開口部の像の一部が位置するということは、標本を通過した光の一部が対物レンズを通過しないことを表している。そのため、引用文献１の装置では、標本の像が暗くなる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コントラストが高く、しかも陰影の発生方向が限定されない標本観察装置及び標本観察方法を提供することを目的とする。また、開口部材の位置調整が簡素な標本観察装置及び標本観察方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の標本観察装置は、
　照明光学系と、観察光学系と、を備え、
　照明光学系は、光源と、コンデンサレンズと、開口部材と、を有し、
　観察光学系は、対物レンズと、結像レンズと、を有し、
　開口部材は、第１の光量制限部と、第２の光量制限部と、透過部と、を有し、
　開口部材は、第１の光量制限部が照明光学系の光軸を含むように配置され、
　透過部は、第１の光量制限部の外縁よりも外側に位置し、
　第２の光量制限部は、透過部よりも外側に位置し、
　対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、透過部の内縁の像が形成され、
　対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は対物レンズの瞳の外縁よりも内側、に、透過部の外縁の像が形成され、
　以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
　０．９≦（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ≦１　　　　（１）
ここで、
　Ｒ_１は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さ、
　Ｒ_ｏｂは、対物レンズの瞳の半径、
　βは、対物レンズの焦点距離をコンデンサレンズの焦点距離で割った値、
である。
　また、本発明の標本観察方法は、
　対物レンズの光軸と交差するように、所定の幅の光束を標本に照射して標本を観察する方法であって、
　所定の幅の光束のうち、最も内側の光が、対物レンズの瞳の外縁よりも内側を通過し、
　所定の幅の光束のうち、最も外側の光が、対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は対物レンズの瞳の外縁よりも内側を通過し、
　以下の条件式を満足することを特徴とする。
　０．９≦（Ｒ_１’×β’）／Ｒ_ｏｂ≦１
ここで、
　Ｒ_１’は、照明光学系の光軸から照明光学系における最も外側の光までの長さのうち、最大となる長さ、
　Ｒ_ｏｂは、対物レンズの瞳の半径、
　β’は、対物レンズの焦点距離を照明光学系の焦点距離で割った値、
である。

　本発明によれば、コントラストが高く、しかも陰影の発生方向が限定されない標本観察装置及び標本観察方法を提供できる。また、開口部材の位置調整が簡素な標本観察装置及び標本観察方法を提供できる。

　図１は実施形態の標本観察装置の構成を示す図である。
　図２は開口部材の構成を示す図であって、（ａ）は不透明な部材で構成された開口部材を示す図、（ｂ）は透明な部材で構成された開口部材を示す図である。
　図３は標本が存在しない場合の対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図であって、（ａ）は標本位置における光の屈折の様子を示す図、（ｂ）は対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図である。
　図４は標本が存在する場合の対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図であって、（ａ）は標本位置における光の屈折の様子を示す図、（ｂ）は対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図である。
　図５は対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図であって、（ａ）は、Ｒ_０、Ｒ_１及びＲ_ｏｂの関係を示す図、（ｂ）は対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれを示す図である。
　図６（ａ）は対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量と対物レンズの瞳の外側に到達する光束の量との関係を示すグラフ、（ｂ）~（ｄ）は、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれを示す図であって、（ｂ）はずれがない場合、（ｃ）はずれが少ない場合、（ｄ）はずれが多い場合、を示す。
　図７は、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係を示すグラフであって、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂの値を変化させたときのグラフである。
　図８は本実施形態の標本観察装置で得られた標本の電子画像である。
　図９は、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係を示すグラフであって、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値を変化させたときのグラフである。
　図１０は開口部材の変形例を示す図であって、（ａ）は変形例１の開口部材を示す図、（ｂ）は変形例２の開口部材を示す図、（ｃ）は変形例３の開口部材を示す図、（ｄ）は変形例４の開口部材を示す図である。
　図１１は変形例５の開口部材を示す図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は透過部の拡大図であって、微小開口の直径を同一にしたときの図、（ｃ）は透過部の拡大図であって、微小開口の直径を異ならせたときの図である。
　図１２は、変形例６の開口部材を示す図であって、（ａ）は透過部の透過率が連続的に変化している開口部材を示す図、（ｂ）は透過部の透過率の値を示すグラフである。
　図１３は、透過部の透過率と光束の量の変化を示す図であって、（ａ）は透過部の透過率が一定の場合の開口部材を示す図、（ｂ）は透過率の値を示すグラフ、（ｃ）は透過部の透過率が連続的に変化する場合の開口部材を示す図、（ｄ）は透過率の値を示すグラフ、（ｅ）は対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係を示すグラフであって、（ａ）の場合と（ｂ）の場合のグラフである。
　図１４は、変形例７の開口部材を示す図であって、（ａ）は第１の光量制限部の透過率と透過部の透過率が、共に連続的に変化している開口部材を示す図、（ｂ）は第１の光量制限部と透過部の透過率の値を示すグラフである。
　図１５は、変形例８の開口部材を示す図である。
　図１６は、変形例９の開口部材を示す図である。
　図１７は実施形態の別の標本観察装置の構成を示す図である。
　図１８は画像処理装置を備えた標本観察装置の構成を示す図である。
　図１９は本実施形態の標本観察装置で得られた標本の電子画像であって、画像処理を行った後の画像である。

　本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
　実施形態の標本観察装置及び標本観察方法について説明する。以下の各実施形態の標本観察装置及び標本観察方法は、明視野観察の状態で用いられるものである。本実施形態における明視野観察では、蛍光観察のように、励起フィルタ、ダイクロイックミラー、吸収フィルタからなる蛍光ミラーユニットは用いられない。よって、明視野観察の状態では、標本が無色透明の場合、標本像を形成する光（以下、「結像光」という）の波長帯域は、標本を照明する光（以下、「照明光」という）の波長帯域のうちの一部と一致しているか、又は結像光の波長帯域と照明光の波長帯域とは一致している。
　また、本実施形態の標本観察装置及び標本観察方法における明視野観察では、位相差観察における位相膜や、微分干渉観察における微分干渉プリズムは用いられない。また、本実施形態における明視野観察では、変調コントラスト観察における変調器は用いられない。
　本実施形態の標本観察装置は、照明光学系と、観察光学系と、を備え、照明光学系は、光源と、コンデンサレンズと、開口部材と、を有し、観察光学系は、対物レンズと、結像レンズと、を有し、開口部材は、第１の光量制限部と、第２の光量制限部と、透過部と、を有し、開口部材は、第１の光量制限部が照明光学系の光軸を含むように配置され、透過部は、第１の光量制限部の外縁よりも外側に位置し、第２の光量制限部は、透過部よりも外側に位置し、対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、透過部の内縁の像が形成され、対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、透過部の外縁の像が形成され、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
　０．９≦（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ≦１　　　　（１）
ここで、
　Ｒ_１は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さ、
　Ｒ_ｏｂは、対物レンズの瞳の半径、
　βは、対物レンズの焦点距離をコンデンサレンズの焦点距離で割った値、
である。
　本実施形態の標本観察装置について、図１を用いて説明する。図１は本実施形態の標本観察装置の構成を示す図である。
　標本観察装置２００は、例えば、正立型顕微鏡であって、照明光学系と観察光学系とを備える。照明光学系は、光源１と、コンデンサレンズ４と、開口部材５とを有する。なお、必要に応じて、照明光学系は、レンズ２やレンズ３を有する。一方、観察光学系は、対物レンズ８と結像レンズ１０とを有する。
　光源１から出射した光は、レンズ２とレンズ３を通過して、コンデンサレンズ４に到達する。コンデンサレンズ４には、開口部材５が設けられている。ここでは、コンデンサレンズ４と開口部材５とが、一体で構成されている。しかしながら、開口部材５とコンデンサレンズ４とを、それぞれ別体で構成しても良い。
　開口部材５について説明する。開口部材の構成を図２に示す。図２（ａ）は不透明な部材で構成された開口部材を示す図、（ｂ）は透明な部材で構成された開口部材を示す図である。
　開口部材５は、第１の光量制限部と第２の光量制限部を有する。光量制限部としては、例えば、遮光部や減光部がある。以下の開口部材の説明では、遮光部を用いて説明する。図２（ａ）、（ｂ）では、遮光部５ａ１と遮光部５’ａ１が第１の光量制限部に対応し、遮光部５ａ２と遮光部５’ａ２が第２の光量制限部に対応する。
　図２（ａ）に示すように、開口部材５は、遮光部５ａ１と、遮光部５ａ２と、透過部５ｂとを有する。遮光部５ａ１と５ａ２は不透明な部材、例えば、金属板で構成されている。透過部５ｂは金属板に形成された空隙（孔）である。
　開口部材５では、遮光部５ａ１を保持するために、遮光部５ａ１と遮光部５ａ２との間に接続部５ａ３が３つ形成されている。そのため、透過部５ｂは３つに分かれている。透過部５ｂの各々形状は略扇状（離散的な輪帯形状）になっている。なお、接続部５ａ３の数は３つに限定されない。
　開口部材５では、遮光部５ａ１が照明光学系の光軸を含むように配置されている。また、遮光部５ａ１の外縁５ｃは、照明光学系の光軸から所定の距離だけ離れた位置にある。よって、開口部材５に入射した照明光は、光束の中心が遮光部５ａ１によって遮光される。ここで、遮光部５ａ１と透過部５ｂとの境が、遮光部５ａ１の外縁５ｃになる。
　遮光部５ａ２は、遮光部５ａ１や透過部５ｂよりも外側（光軸から離れる方向）に位置している。ここで、透過部５ｂと遮光部５ａ２との境が、遮光部５ａ２の内縁５ｄになる。
　透過部５ｂは、遮光部５ａ１の外縁５ｃよりも外側に位置している。ここで、遮光部５ａ１と透過部５ｂとの境が、透過部５ｂの内縁になる。また、透過部５ｂと遮光部５ａ２との境が、透過部５ｂの外縁になる。よって、５ｃは、遮光部５ａ１の外縁と透過部５ｂの内縁とを示し、５ｄは、遮光部５ａ２の内縁と透過部５ｂの外縁とを示している。
　また、図２（ｂ）に示すように、開口部材５’は、遮光部５’ａ１と、遮光部５’ａ２と、透過部５’ｂとを有する。遮光部５’ａ１、５’ａ２及び透過部５’ｂは透明な部材、例えば、ガラス板や樹脂板で構成されている。遮光部５’ａ１と５’ａ２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。一方、透過部５’ｂには何も塗布されていない。よって、透過部５’ｂはガラス板そのものである。
　開口部材５’では、透過部５’ｂの形状は円環になっている。これは、遮光部５’ａ２を保持する必要が無いからである。そのため、開口部材５’では、遮光部５’ａ１と遮光部５’ａ２との間に接続部は形成されていない。
　なお、開口部材５’と開口部材５との主な違いは、材料と接続部の有無である。よって、遮光部５’ａ１、５’ａ２及び透過部５’ｂについての詳細な説明は省略する。
　以上のように、開口部材５、５’は遮光部５ａ１、５’ａ１と、遮光部５ａ２、５’ａ２と、透過部５ｂ、５’ｂとを備えている。よって、開口部材５、５’からは、略円環状又は円環状（以下、「円環状」という）の照明光が出射する。
　図１に戻って説明を続ける。開口部材５と光源１とは共役な関係になっている。よって、光源１から出射した照明光は、開口部材５の位置で集光する。すなわち、開口部材５の位置に光源１の像が形成される。
　開口部材５から出射した照明光は、コンデンサレンズ４に入射する。ここで、開口部材５の位置は、コンデンサレンズ４の焦点位置（あるいは、コンデンサレンズ４の瞳位置）と一致している。そのため、コンデンサレンズ４から出射する照明光は、平行光になる。また、透過部の形状が円環状になっているので、照明光の形状も円環状になる。そのため、コンデンサレンズ４から出射する照明光は、観察光学系の光軸（照明光学系の光軸）と交差するように出射する。
　コンデンサレンズ４から出射した照明光は、標本７に到達する。標本７は保持部材６上に載置されている。標本７は、例えば細胞であって、無色透明である。
　標本７を透過した光、すなわち、結像光は顕微鏡対物レンズ８（以下、「対物レンズ」という）に入射する。この対物レンズ８は、例えば、明視野観察用の顕微鏡対物レンズである。よって、対物レンズ８の光路中にはレンズが存在するだけで、位相板や変調板のように光の強度や位相を変化させる光学部材は存在していない。
　対物レンズ８から出射した結像光は、結像レンズ１０に入射する。そして、結像レンズ１０を出射した結像光によって、像位置１１に標本７の像が形成される。
　図１に示すように、標本７を透過した平行光は、対物レンズの瞳９に集光する。このように、対物レンズの瞳９と開口部材５とは共役な関係になっている。よって、対物レンズの瞳９の位置に開口部材５の像が形成される。
　図１において、実線で示す光束は、開口部材５の透過部の中心を通過した光束を示している。この光束は、対物レンズの瞳９の内側に集光する。また、破線で示す光束は、開口部材５の透過部の端を通過した光束を示している。この光束も、対物レンズの瞳９の内側に集光する。よって、標本観察装置２００では、対物レンズの瞳９の外縁よりも内側に、開口部材５の透過部の内縁の像と外縁の像が各々形成される。すなわち、対物レンズの瞳９の外縁よりも外側には、開口部材５の透過部の像は形成されない。
　対物レンズの瞳９と開口部材５の像との関係について説明する。なお、以下の説明では、開口部材として、図２（ｂ）に示す開口部材５’が用いられているものとする。
　図３は、対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図であって、標本が存在しない場合を示している。（ａ）は標本位置における光の屈折の様子を示す図、（ｂ）は対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図である。なお、標本が存在しない場合には、標本は存在するものの、その表面が平坦になっている場合が含まれる。
　また、図４は、対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図であって、標本が存在する場合を示している。（ａ）は標本位置における光の屈折の様子を示す図、（ｂ）は対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図である。なお、標本が存在する場合とは、標本の表面が傾斜している（非平坦になっている）場合である。よって、標本は存在するものの、その表面が平坦になっている場合は、標本が存在する場合に含まれない。
　標本が存在しない場合、図３（ａ）に示すように、保持部材６へ入射する光と保持部材６から出射する光とは、光の進行方向が同じになる。その結果、対物レンズの瞳位置に形成される開口部材の像は、図３（ｂ）に示すようになる。なお、符号９で示す円（円周）は対物レンズの瞳の外縁で、円（円周）の内側が対物レンズの瞳になる。
　図３（ｂ）に示すように、透過部の像２０の形状は円環で、遮光部の像２１の形状は円で、遮光部の像２２の形状は円環で、対物レンズの瞳９の形状は円である。そして、透過部の像２０と、遮光部の像２１と、遮光部の像２２と、対物レンズの瞳９とが同心状になっている。また、透過部の像２０の中心と、遮光部の像２１の中心と、遮光部の像２２の中心と、対物レンズの瞳９の中心とは一致している。遮光部の像２１は、例えば、図２における遮光部５ａ１や５’ａ１の像、すなわち、第１の光量制限部の像である。遮光部の像２２は、例えば、図２における遮光部５ａ２や５’ａ２の像、すなわち、第２の光量制限部の像である。
　ここで、透過部の像２０の中心とは、透過部の外縁の像２０ａを形作る円の中心のことである（透過部の像２０は円環なので、透過部の像２０の中心は、透過部の内縁の像２０ｂを形作る円の中心でもある）。
　そして、透過部の内縁の像２０ｂは、対物レンズの瞳９の外縁よりも内側（光軸に近づく方向）に位置している。また、透過部の外縁の像２０ａも、対物レンズの瞳９の外縁よりも内側に位置している。このように、本実施形態の標本観察装置では、対物レンズの瞳９の外縁よりも内側に、透過部の内縁の像２０ｂが形成され、対物レンズの瞳９の外縁よりも内側に、透過部の外縁の像２０ａが形成される。
　よって、対物レンズの瞳９を通過する光束の領域は、透過部の外縁の像２０ａから透過部の内縁の像２０ｂまでの間の領域になる。そして、この領域全体の面積が、標本像の明るさに対応する。
　図３（ｂ）では、透過部の外縁の像２０ａは、対物レンズの瞳９の外縁よりも内側に形成されている。しかしながら、透過部の外縁の像２０ａは、対物レンズの瞳９の外縁と一致するように形成されていても良い。
　一方、標本が存在する場合、図４（ａ）に示すように、保持部材６へ入射する光と標本から出射する光とは、光の進行方向が異なる。その結果、対物レンズの瞳位置に形成される開口部材の像は、図４（ｂ）に示すようになる。なお、図４（ｂ）においても、符号９で示す円（円周）は対物レンズの瞳の外縁で、円（円周）の内側が対物レンズの瞳になる。
　図４（ｂ）に示すように、透過部の像２０の形状は円環で、遮光部の像２１の形状は円で、遮光部の像２２の形状は円環で、対物レンズの瞳９の形状は円である。ただし、透過部の像２０、遮光部の像２１及び遮光部の像２２と、対物レンズの瞳９とは同心状になっていない。また、透過部の像２０の中心、遮光部の像２１の中心及び遮光部の像２２の中心と、対物レンズの瞳９の中心とは一致していない。すなわち対物レンズの瞳９の中心に対して、透過部の像２０の中心、遮光部の像２１の中心及び遮光部の像２２の中心は紙面内の左方向にずれている。
　ここで、図４（ｂ）では、透過部の外縁の像２０ａは、対物レンズの瞳９の外縁の内側に位置している。これは、標本の表面の傾斜が小さいからである。一方、標本が存在しない場合でも、遮光部の像２１は、対物レンズの瞳９の外縁の内側に位置している。そのため、標本が存在する場合であっても、標本の表面の傾斜が小さいと、標本像の明るさは、標本が存在しない場合と同じになる。
　しかしながら、標本の表面の傾斜が更に大きくなると、対物レンズの瞳９の中心に対する透過部の像２０の中心のずれ（以下、「透過部の像のずれ」という）が更に大きくなる。この場合、後述（図６）するように、透過部の外縁の像２０ａの一部が、対物レンズの瞳９の外縁よりも外側に位置するようになる。その結果、対物レンズの瞳９を通過する光束の領域は大きく変化する。すなわち、標本が存在しない場合と、標本像の明るさが異なる。また、標本が存在する場合、標本における形状の変化を明暗の変化として検出することができる。
　標本における形状の変化を明暗の変化として検出するためには、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
　０．９≦（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ≦１　　　　（１）
ここで、
　Ｒ_１は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さ、
　Ｒ_ｏｂは、対物レンズの瞳の半径、
　βは、対物レンズの焦点距離をコンデンサレンズの焦点距離で割った値、
である。
　図５は、対物レンズの瞳と開口部材の像との関係を示す図である。図５（ａ）は、Ｒ_０、Ｒ_１及びＲ_ｏｂの関係を示している。Ｒ_１は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さである。Ｒ_ｏｂは、対物レンズの瞳の半径である。また、Ｒ_０は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さのうち、最小となる長さである。図６では、透過部の形状は円環であるので、Ｒ_０とＲ_１は、共に円の半径から求めることができる。
　図５（ｂ）は対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれを示す図である。図５（ｂ）では、対物レンズの瞳の中心に対して、開口部材の像の中心がずれている。このずれ量をΔ、対物レンズの瞳を通過する光束の領域（面積）をＳで示している。なお、図５（ｂ）では、透過部の像の内側に位置する遮光部の像（例えば、図３に示す遮光部の像２１）の形状が円で、透過部の像の形状が円環で、透過部の外側に位置する遮光部の像（例えば、図３に示す遮光部の像２２）が円環で、しかも、いずれの像も同心状になっている。このような場合、透過部の像のずれは、対物レンズの瞳の中心に対する開口部材の像の中心のずれと等しい。よって、図５（ｂ）におけるずれ量Δは、透過部の像のずれ量でもある。
　図５（ｂ）において、ずれ量Δを変化させると、面積Ｓも変化する。そこで、ずれ量Δを変化させて、そのときの面積Ｓを求めた結果を図６に示す。図６において（ａ）は、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係を示すグラフ、（ｂ）~（ｄ）は、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれを示す図である。ここで、（ｂ）はずれがない場合、（ｃ）はずれが少ない場合、（ｄ）はずれが多い場合、を示す。
　図６（ａ）では、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９４、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９７で、計算を行っている。また、透過部の透過率は１００％にしている。また、図６（ａ）において、横軸の数値は、ずれ量Δを対物レンズの瞳の半径Ｒ_ｏｂで規格化している。また、縦軸の数値は、ずれ量Δが０のときの面積（π（Ｒ_ｏｂ ^２−（Ｒ_０×β）^２））で規格化している。
　なお、面積Ｓは対物レンズの瞳を通過する光束の範囲を示している。よって、面積Ｓは光束の量Ｉに置き換えることができる。そこで、図６（ａ）では、縦軸の変数としてＩを用いている。
　図６（ａ）において、実線は、対物レンズの瞳の内側を通過する光束の量を表している。破線は、対物レンズの瞳の外側に到達する光束の量を表している。対物レンズの瞳の外側に光束が到達する状態では、透過部の像の少なくとも一部が対物レンズの瞳の外縁よりも外側に位置している。対物レンズの瞳の外縁よりも外側に位置する透過部の像の面積（以下、「損失面積」という）は、光量ロスに相当する。よって、破線で示す光束の量は、光量ロスを表していることになる。
　標本が存在しない場合（あるいは、標本の表面が平坦な場合）、ずれ量Δは０である。この場合、対物レンズの瞳と開口部材の像との関係はＡのようになる（図６（ｂ））。図６（ｂ）では、透過部の像は、対物レンズの瞳の外縁よりも内側に位置している。この場合、損失面積は０なので光量ロスは生じない。よって、矢印Ａで示すように、光束の量Ｉは１になる。
　次に、標本が存在する場合、ずれ量Δは０でない。ここで、標本の表面の傾斜が小さいと、対物レンズの瞳と開口部材の像との関係はＢのようになる（図６（ｃ））。図６（ｃ）では、対物レンズの瞳の外縁に、透過部の外縁の像が一致した状態になっているため、透過部の像は、対物レンズの瞳の外縁よりも内側に位置している。
　ＡとＢとでは、透過部の像の位置は対物レンズの瞳内において異なっているものの、Ｂにおいても、透過部の像は、対物レンズの瞳の外縁の内側に位置している。この場合、損失面積は０なので光量ロスは生じない。よって、矢印Ｂで示すように、光束の量Ｉは１になる。
　一方、標本の表面の傾斜が大きいと、対物レンズの瞳と開口部材の像との関係はＣのようになる（図６（ｄ））。図６（ｄ）では、対物レンズの瞳の外縁に透過部の内縁の像が一致し、対物レンズの瞳の外縁よりも外側に透過部の外縁の像が位置した状態になっているため、透過部の像の一部が対物レンズの瞳の外側に位置する状態になる。この場合、損失面積は０ではなくなるので光量ロスが生じる。よって、矢印Ｃで示すように、光束の量Ｉは１よりも小さくなる。
　標本の表面の傾斜が更に大きいと、透過部の像の一部に加えて、遮光部の像の一部が対物レンズの瞳の外側に移動する。この場合、遮光部の像の一部が存在するため、対物レンズの外側に移動する透過部の像の面積は小さくなる。そのため、光量ロスの変化は、Ｃの位置を境にして緩やかになる。
　図６（ａ）に示すように、ずれ量Δが大きくなるにつれて、光量ロスが徐々に多くなる。すなわち、標本の表面の傾斜が大きくなるにつれて、光量ロスが徐々に多くなる。よって、本実施形態の標本観察装置では、標本の表面の傾斜が大きくなるにつれて、標本の像の明るさは暗くなる。
　また、ずれ量Δが０の場合、対物レンズの瞳の外縁の外側には透過部の像は位置しない。この場合、光量ロスは０なので、標本の表面が平坦な部分では、明るい標本像が得られる。しかも、平坦な部分の像が明るいので、傾斜している部分との明るさの差がより明確になる。よって、コントラストが高い標本像を得ることができる。
　このように、本実施形態の標本観察装置では、矢印Ｂから矢印Ｃまでの間で、ずれ量Δの変化に応じて光束の量Ｉが大きく変化する。そのため、本実施形態の標本観察装置によれば、標本における形状の変化を明暗の変化として検出できる。その結果、標本が無色透明であっても、コントラストが高く、しかも陰影のある標本像（以下、「陰影像」という）を得ることができる。
　なお、本実施形態において、「対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、透過部の外縁の像が形成される」には、対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、図６（ｂ）が示すように、透過部の外縁の像が全部含まれる場合のみならず、図６（ｄ）が示すように、透過部の外縁の像が一部含まれる場合も含まれる。
　条件式（１）を満足することで、標本における形状の変化を、大きな明暗の変化として検出できる。その結果、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。
　条件式（１）の上限値を上回ると、標本の表面が平坦な場所では、結像光の一部が対物レンズの保持枠よりも外側に到達する。そのため、対物レンズの最も標本側に位置するレンズと保持枠との境界で、結像光が散乱される。散乱された光は、場合によってはフレアとなる。フレアが発生することで、標本像のコントラストが低下してしまう。
　また、透過部の大きさが大きくなるので、照明光学系が大型化してしまう。更に、照明光学系が大型化によって、照明光学系の瞳収差が大きくなる。照明光学系の瞳収差が大きくなると、透過部の像の形状や位置に歪みが生じる。そのため、標本における形状の変化に対する透過部の像の移動の変化が、正しい関係にならない恐れがある。
　条件式（１）の下限値を下回ると、対物レンズの瞳の外縁と透過部の外縁の像との間隔が広くなり過ぎる。これは、図６（ａ）において、ＡＢ間の距離が長くなることを意味する。そのため、標本の表面の傾斜が小さい場合、その傾斜を明暗の変化として検出することができない。
　図７は、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係を示すグラフであって、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂの値の変化させたときのグラフである。
　実線は（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝１の場合、破線は（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５の場合、一点鎖線は（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９の場合、二点鎖線は（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．８５の場合を示している。また、いずれの場合においても、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．７０である。
　図７において、矢印Ａは、光束の量Ｉは１のときのずれ量Δを示している。矢印Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４は、各々、光束の量Ｉが１を下回り始めるときのずれ量Δを示している。
　（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝１の場合、透過部の像は対物レンズの瞳の外縁よりも内側に位置しているが、透過部の外縁の像は対物レンズの瞳の外縁に一致している。この場合、ずれ量Δがわずかであっても０よりも大きくなると、透過部の外縁の像の一部が、対物レンズの瞳の外縁よりも外側に位置し始める。その結果、光束の量Ｉが１を下回ることになる。よって、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝１の場合、矢印Ｂ１の位置は矢印Ａの位置とほぼ一致する。このように、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝１の場合は、標本の表面の傾斜がわずかであっても、その傾斜を明暗の変化として検出することができる。
　（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５の場合、透過部の像は対物レンズの瞳の外縁よりも内側に位置しているが、透過部の外縁の像は、対物レンズの瞳の外縁から離れている。この場合、透過部の外縁の像が対物レンズの瞳の外縁に一致するまでは、光束の量Ｉは１のままである。そして、透過部の外縁の像の一部が、対物レンズの瞳の外縁よりも外側に位置し始めると、光束の量Ｉが１を下回り始める。よって、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５の場合は、矢印Ｂ２の位置は矢印Ａの位置と一致しない。
　（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９０の場合も、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５の場合と同様に、矢印Ｂ３の位置は矢印Ａの位置と一致しない。更に、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５と比べると、矢印Ａの位置から矢印Ｂ２の位置までの間隔は、矢印Ａの位置から矢印Ｂ２の位置までの間隔よりも広くなっている。
　（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．８５の場合も、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５の場合と同様に、位置Ｂ４は位置Ａと一致しない。更に、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５と比べると、位置Ａから位置Ｂ４までの間隔は、位置Ａから位置Ｂ２までの間隔よりも広くなっている。
　例えば、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５の場合では、ずれ量Δが矢印Ａの位置から矢印Ｂ２の位置までの間は、標本の表面に、そのずれ量Δに対応する傾斜が存在しても、その傾斜を明暗の変化として検出することができない。明暗の変化として検出できる最小の傾斜量を最小傾斜量とすると、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４は最小傾斜量を表していることになる。図７から、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂの値が小さくなるほど、最小傾斜量が大きくなることがわかる。
　また、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値が一定の場合、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂの値が小さくなると透過部の面積が小さくなる。これは、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂの値が小さくなるほど、標本の像の明るさが暗くなることを意味する。
　例えば、図７では、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．７０なので、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．８５の場合は、透過部の像の幅は０．１５になる。この場合、透過部の像の面積は、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝１の場合の面積の約４６％に過ぎない。そのため、標本の像は、非常に暗い像になる。
　（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．８５の場合は、条件式（１）を満足していない。そのため、標本の像が暗く、しかも標本の表面における小さな傾斜を検出できない。その結果、標本の観察を良好に行うことが難しくなる。
　本実施形態の標本観察装置における観察結果の例を図８に示す。図８は、細胞の電子画像である。この電子画像は、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９７、Ｒ_０×β＝０．９４のときの画像である。図８に示すように、本実施形態の標本観察装置によれば、無色透明な細胞の輪郭や内部構造を明瞭に観察できる。
　このように、本実施形態の標本観察装置では、対物レンズの光軸と交差するように、所定の幅の光束を標本に照射して標本の観察を行う方法であって、所定の幅の光束のうち、最も内側の光が対物レンズの瞳の外縁よりも内側を通過し、所定の幅の光束のうち、最も外側の光が対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は対物レンズの瞳の外縁よりも内側を通過し、以下の条件式を満足するようにして、標本の観察を行う方法を用いている。
　０．９≦（Ｒ_１’×β’）／Ｒ_ｏｂ≦１
ここで、
　Ｒ_１’は、照明光学系の光軸から照明光学系における最も外側の光までの長さのううち、最大となる長さ、
　Ｒ_ｏｂは、対物レンズの瞳の半径、
　β’は、対物レンズの焦点距離を照明光学系の焦点距離で割った値、
である。
　これにより、本実施形態の標本観察装置では、標本における形状の変化（傾斜の変化）が、透過部の像のずれの変化に変換される。そして、透過部の像のずれの変化によって、対物レンズの瞳を通過する光束の量に変化が生じる。すなわち、標本における形状の変化を明暗の変化として検出できる。その結果、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。
　しかも、本実施形態の標本観察装置では、変調コントラスト法のように変調器を用いる必要がない。そのため、変調器に対する開口部材の位置調整が不要になる。その結果、開口部材の位置調整が簡素になる。更に、変調器を用いないことで、対物レンズは明視野観察法の対物レンズを使用できる。よって、同じ対物レンズで、様々な観察方法（例えば、明視野観察や、蛍光観察や、偏光観察等の観察方法）が手軽に行える。
　また、陰影の発生方向は、対物レンズの瞳９に対する透過部の像２０のずれの方向で決まるが、透過部の像のずれの方向は制限されない。そのため、本実施形態の標本観察装置では、陰影の発生方向が限定されない。
　条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足することが好ましい。
　０．９３≦（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ≦１　　　　（１’）
　条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足することがより好ましい。
　０．９６≦（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ≦１　　　　（１”）
　また、本実施形態の標本観察装置では、対物レンズの瞳位置における第１の光量制限部の像の面積は、対物レンズの瞳の面積の２０％以上であることが好ましい。
　このようにすることで、標本における形状の変化を、高いコントラストを持つ明暗の変化として検出できる。その結果、標本が無色透明であっても、陰影像を高いコントラストで得ることができる。
　上述のように、損失面積はずれ量Δによって決まる。ずれ量Δは、標本の表面の傾斜の度合いを表しているので、損失面積は標本の表面の傾斜の量によって決まる。これは、損失面積の大きさは透過部の像全体の面積の大きさに左右されない、ということを意味している。そのため、標本の表面の傾斜の量が同じ場合、透過部の像の面積が大きいほど、透過部の像の面積に占める損失面積の比率が低下する。すなわち、透過部の像の面積が大きいほど、標本の像におけるコントラストが低下する。
　第１の光量制限部の像の面積が対物レンズの瞳の面積の２０％よりも小さくなると、透過部の像の面積が大きくなり過ぎる。そのため、標本の像におけるコントラストが低下する。
　第１の光量制限部の像の面積は、対物レンズの瞳の面積の５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。
　また、本実施形態の標本観察装置は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
　０．５×Ｒ_ｏｂ≦（Ｒ_０×β）≦０．９９×（Ｒ_１×β）　　　　（２）
　ここで、
　Ｒ_０は、照明光学系の光軸から透過部の内縁までの長さのうち、最小となる長さ、
　Ｒ_１は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さ、
　Ｒ_ｏｂは、対物レンズの瞳の半径、
　βは、対物レンズの焦点距離をコンデンサレンズの焦点距離で割った値、
である。
　条件式（２）の上限値を上回ると、透過部の像の面積が小さくなり過ぎる。そのため、標本の像の明るさが暗くなる。条件式（２）の下限値を下回ると、透過部の像の面積が大きくなり過ぎる。そのため、標本の像におけるコントラストが低下する。
　図９は、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係を示すグラフであって、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値を変化させたときのグラフである。
　実線は（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９の場合、破線は（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．７の場合、一点鎖線は（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．５の場合、二点鎖線は（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０の場合を示している。また、いずれの場合においても、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５である。
　図９において、矢印Ａは、光束の量Ｉは１のときのずれ量Δを示している。矢印Ｂは、光束の量Ｉが１を下回り始めるときのずれ量Δを示している。（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値がいずれの場合であっても、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂの値は０．９５なので矢印Ａの位置と矢印Ｂの位置は一致しない。また、矢印Ａの位置から矢印Ｂの位置までの間隔は、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値がいずれの場合も同じになる。
　（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値と、透過部の像の面積の関係は以下のようになる。
　（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ　　　　透過部の像の面積
　　０．９　　　　　　　　　　　　０．２９
　　０．７　　　　　　　　　　　　１．３０
　　０．５　　　　　　　　　　　　２．０５
　　０　　　　　　　　　　　　　　２．８４
　ずれ量Δは標本の表面の傾斜の度合いを表しているので、標本の表面の傾斜が同じだと、損失面積は同じになる。そこで、損失面積を例えば０．０５とすると、透過部の像の面積に占める損失面積の割合Ｐは、以下のようになる。
　（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ　　　　　　　　Ｐ
　　０．９　　　　　　　　　　　　０．１７２
　　０．７　　　　　　　　　　　　０．０３９
　　０．５　　　　　　　　　　　　０．０２４
　　０　　　　　　　　　　　　　　０．０１８
　（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値が大きいほど、割合Ｐの値は大きくなる。これは、標本の表面の傾斜が同じ場合、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂの値が大きいほど、標本の像の明るさの変化も大きくなる、ということを意味している。傾斜に対する標本の像の明るさの変化は、傾斜の変化に対する検出感度ということができる。傾斜の変化に対する検出感度は、図９において、矢印Ｃ１、矢印Ｃ２、矢印Ｃ３及び矢印Ｃ４で示すグラフの傾きの部分に対応する。グラフの傾きが大きいほど、検出感度が高いということになる。
　傾斜の変化に対する検出感度が低くなると、例えば、標本が存在しない場合と標本が存在する場合とで、対物レンズの瞳を通過する光量に差がつきにくくなくなる。その結果、標本像のコントラストが悪くなる。また、傾斜の変化に対する検出感度が低くなると、表面に様々な傾斜を持つ標本では、表面の傾斜の変化をコントラスト良く観察することが難しくなる。
　（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０の場合は、条件式（２）を満足していない。そのため、標本の表面における小さな傾斜を、コントラスト良く検出できない。その結果、標本の観察を良好に行うことが難しくなる。
　条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足することが好ましい。
　０．７×Ｒ_ｏｂ≦（Ｒ_０×β）≦０．９８×（Ｒ_１×β）　　　　（２’）
　条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足することが好ましい。
　０．７×Ｒ_ｏｂ≦（Ｒ_０×β）≦０．９７×（Ｒ_１×β）　　　　（２”）
　また、条件式（２）の下限値は、０．９であっても良い。
　また、本実施形態の標本観察装置では、対物レンズの瞳の外縁よりも内側が全て透明領域であることが好ましい。
　本実施形態の標本観察装置では、対物レンズの瞳位置に開口部材の透過部の像を形成し、この透過部の像の移動を利用して、標本における形状の変化を明暗の変化として検出している。この場合、標本における形状の変化に対する透過部の像の移動の変化が、正しい関係となるようにしておくことが好ましい。
　例えば、変調コントラスト観察に用いられる対物レンズには、瞳位置に変調器が配置されている。そのため、このような対物レンズを本実施形態の標本観察装置に用いると、透過部の像の一部が変調器によって影響を受ける。その結果、標本における形状の変化に対する透過部の像の移動の変化が、正しい関係にならない恐れがある。
　また、位相差観察に用いられる位相差対物レンズには、瞳位置に位相板が配置されている。よって、標本における形状の変化に対する透過部の像の移動の変化が、正しい関係にならない恐れがある。
　このようなことから、本実施形態の標本観察装置に用いる対物レンズでは、対物レンズの瞳の外縁よりも内側が全て透明領域であることが好ましい。このような対物レンズとしては、例えば、明視野観察用の対物レンズがある。
　ただし、変調器による影響や位相板による影響が少ない場合は、変調器や位相板を備える対物レンズを用いても良い。変調器を供える対物レンズを用いた場合は、開口部材を交換するだけで、本実施形態の標本観察装置による観察と変調コントラスト観察との切り替えが行える。また、位相板を供える対物レンズを用いた場合は、開口部材を交換するだけで、本実施形態の標本観察装置による観察と位相差観察との切り替えが行える。
　また、本実施形態の標本観察装置では、対物レンズの瞳位置において、透過部の像の中心は、対物レンズの瞳の中心と一致することが好ましい。
　このようにすることで、陰影の発生方向が限定されない。
　開口部材の変形例について説明する。図１０は開口部材の変形例を示す図であって、（ａ）は変形例１の開口部材を示す図、（ｂ）は変形例２の開口部材を示す図、（ｃ）は変形例３の開口部材を示す図、（ｄ）は変形例４の開口部材を示す図である。
　変形例１の開口部材３０は、図１０（ａ）に示すように、遮光部３１と、遮光部３２と、透過部３３とを有する。遮光部３１、３２及び透過部３３は透明な部材、例えば、ガラス板で構成されている。遮光部３１と３２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。
　遮光部３１は、透過率が円周方向でステップ状に変化する領域と、透過率が一定の領域を有している。透過率がステップ状に変化する領域では、透過部３１の中心を軸とした円周に沿って、透過率が１００％の領域と透過率が０％の領域とが交互に形成されている。遮光部３２の形状は円環である。
　透過部３３の形状は、円の内側が遮光部３１で切り取られた形状になっている。よって、遮光部３１との境界部分では、遮光部３１と同様に、透過率が円周方向でステップ状に変化している。透過部３３は、透過率がステップ状に変化する領域と、透過率が一定の領域を有している。透過率が一定の領域は、透過率がステップ状に変化する領域の外側に形成され、透過率が１００％になっている。透過率が１００％の領域と透過率が０％の領域の境界は矩形状になっているが、鋸歯状や正弦状であっても良い。また、各領域の透過率は、上述の値に限られない。
　開口部材３０では、透過率がステップ状に変化する領域の凹凸の部分３４が、透過部３３の内縁に該当する。この場合、開口部材３０の中心を通り凹部３５と直交する線と凹部３５との交点が、照明光学系の光軸に対して最も近い位置になる。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸からこの交点までの長さになる。
　一方、円周３６が、透過部３３の外縁に該当する。円周３６では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円周３６までの長さになる。
　遮光部３２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁を含むように形成されている。そのため、透過部３３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部３３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　更に、開口部材３０では、透過部における透過率が場所によって異なる。したがって、このような開口部材を用いた本実施形態の観察装置によれば、標本における細やかな形状の変化（傾斜の変化）を、明暗の変化として検出することができる。
　変形例２の開口部材４０は、図１０（ｂ）に示すように、遮光部４１と、遮光部４２と、透過部４３とを有する。遮光部４１、４２及び透過部４３は透明な部材、例えば、ガラス板で構成されている。遮光部４１と４２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。
　遮光部４１の形状は正三角形で、遮光部４２の形状は円環である。透過部４３の形状は、円の内側が遮光部４１で切り取られた形状になっている。遮光部４１の形状は、四角形や五角形のような多角形にすることもできる。この場合、遮光部４２の形状は正多角形であることが好ましい。
　開口部材４０では、正三角形の辺４４が、透過部４３の内縁に該当する。この場合、開口部材４０の中心を通り辺４４と直交する線と辺４４との交点が、照明光学系の光軸に対して最も近い位置になる。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸からこの交点までの長さになる。
　一方、円周４５が、透過部４３の外縁に該当する。円周４５では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円周４５までの長さになる。
　遮光部４２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁を含むように形成されている。そのため、透過部４３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部４３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、標本の表面の傾斜が小さい場合は、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　変形例３の開口部材５０は、図１０（ｃ）に示すように、遮光部５１と、遮光部５２と、透過部５３とを有する。遮光部５１、５２及び透過部５３は透明な部材、例えば、ガラス板で構成されている。遮光部５１と５２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。
　遮光部５１の形状は円で、遮光部５２の形状は円環である。透過部５３の形状は円環である。
　開口部材５０では、円周５４が透過部５３の内縁に該当する。また、円周５５が透過部５３の外縁に該当する。円周５４と円周５５では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸から円周５４までの長さになる。Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円周５５までの長さになる。
　遮光部５２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁が遮光部５２の内縁と一致するように形成されている。そのため、透過部５３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部５３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　特に、開口部材５０では、透過部の外縁上に、対物レンズの瞳の像９’の外縁が位置する。そのため、標本の表面の傾斜がわずかであっても、その傾斜を明暗の変化として検出することができる。
　変形例４の開口部材６０は、図１０（ｄ）に示すように、遮光部６１と、遮光部６２と、透過部６３とを有する。遮光部６１、６２及び透過部６３は透明な部材、例えば、ガラス板で構成されている。遮光部６１と６２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。
　遮光部６１の形状は楕円で、遮光部６２の形状は円環である。透過部６３の形状は円の内側が遮光部６１（楕円）で切り取られた形状になっている。
　開口部材６０では、楕円の外周部６４が透過部６３の内縁に該当する。この場合、楕円の短軸と外周部６４との交点が、照明光学系の光軸に対して最も近い位置になる。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸からこの交点までの長さになる。
　一方、円弧部６５が、透過部６３の外縁に該当する。円弧部６５は円周の一部である。円周では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円弧部６５までの長さになる。
　遮光部６２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁を含むように形成されている。そのため、透過部６３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部６３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　変形例５の開口部材を図１１に示す。図１１は変形例５の開口部材を示す図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は透過部の拡大図であって、微小開口の直径を同一にしたときの図、（ｃ）は透過部の拡大図であって、微小開口の直径を異ならせたときの図である。
　図１１（ａ）に示すように、開口部材７０は、遮光部７１と、遮光部７２と、透過部７３とを有する。遮光部７１と遮光部７２は不透明な部材、例えば、金属板である。透過部７３は、遮光部７１と遮光部７２との間に形成されている。
　図１１（ｂ）に示すように、透過部７３は、複数の微小開口７４ａと７４ｂとで構成されている。微小開口７４ａと７４ｂは、金属板に形成された空隙（孔）である。微小開口７４ａと７４ｂは、金属板にレーザを照射して形成することができる。図１１（ｂ）では、微小開口７４ａと７４ｂの直径はいずれも同一である。
　このようにすることで、透過部７３を簡便に形成することができる。また、微小開口７４ａや７４ｂの直径や密度を変えることで、様々な透過率を有する透過部７３を得ることができる。
　なお、図１１（ｂ）では、微小開口の位置はランダムになっているが、微小開口の位置を規則的にしても良い。あるいは、複数の微小開口を１つの群とし、その群が特定のパターンで繰り返して配置されているようにしても良い。また、図１１（ｂ）では、微小開口は２列になっているが、１列でもよく、３列以上であっても良い。
　また、微小開口の直径を異ならせても良い。図１１（ｃ）は、微小開口の直径を異ならせたときの図である。図１１（ｃ）に示すように、透過部７５は、複数の微小開口７６、７７及び７８で構成されている。ここで、微小開口の直径は、内側から外側に向かって大きくなっている。
　このようにすることで、透過率が変化する透過部７３を簡便に形成することができる。また、微小開口７６、７７及び７８の直径や密度を変えることで、透過率の変化の度合いを様々に変えることができる。
　開口部材７０では、微小開口７４ａの列が透過部７３の内縁に該当する。この場合、開口部材７０の中心に最も近い微小開口７４ａの位置が、照明光学系の光軸に対して最も近い位置になる。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸からこの微小開口７４ａまでの長さになる。
　一方、微小開口７４ｂの列が透過部７３の外縁に該当する。この場合、開口部材７０の中心に最も遠い微小開口７４ｂの位置が、照明光学系の光軸に対して最も遠い位置になる。よって、Ｒ_１は、照明光学系の光軸からこの微小開口７４ｂまでの長さになる。
　Ｒ_０やＲ_１を求める際の微小開口の位置は、微小開口の中心にすれば良い。あるいは、微小開口の外周を、微小開口の位置に用いても良い。
　遮光部７２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁を含むように形成されている。そのため、透過部７３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部７３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　また、本実施形態の標本観察装置では、透過部における透過率は場所によって異なることが好ましい。また、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
　Ｔ_ｉｎ＜Ｔ_ｏｕｔ　　　　（３）
　ここで、
　Ｔ_ｉｎは、透過部の内縁近傍における透過率、
　Ｔ_ｏｕｔは、透過部の外縁近傍における透過率、
である。
　条件式（３）を満足することで、ずれ量Δの増大に伴って、透過率の大きい領域が対物レンズの瞳の像の外側に移動するため、ずれ量Δが変化したときの光束の量Ｉの変化を大きくすることができる。その結果、高い感度で標本の表面の傾斜を検出することができる。
　変形例６の開口部材を図１２に示す。図１２は、透過率が場所によって異なる透過部を有する開口部材の例であって、（ａ）は透過部の透過率が連続的に変化している開口部材を示す図、（ｂ）は透過部の透過率の値を示すグラフである。
　図１２（ａ）に示すように、開口部材８０は、遮光部８１と、遮光部８２と、透過部８３とを有する。遮光部８１、８２及び透過部８３は透明な部材、例えば、ガラス板で構成されている。遮光部８１と８２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。図１２（ｂ）に示すように、遮光部８１の透過率と、遮光部８２の透過率は、共に０％である。
　透過部８３では、透過率が連続的に変化している。そのために、透過部８３には、例えば、透過率が連続的に変化する反射膜（吸収膜）が形成されている。ここで、透過率が変化する方向は、中心から周辺（遮光部８１側から遮光部８２側）に向かう方向である。また、透過率は、中心から周辺に向かって、透過率が徐々に大きくなるように変化している。図１２（ｂ）に示すように、透過部８３の透過率は、最小が５０％で、最大が１００％である。
　遮光部８１の形状は円で、遮光部８２の形状は円環である。透過部８３の形状は円環である。
　開口部材８０では、円周８４が透過部８３の内縁に該当する。また、円周８５が透過部８３の外縁に該当する。円周８４と円周８５では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸から円周８４までの長さになる。Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円周８５までの長さになる。
　遮光部８２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁を含むように形成されている。そのため、透過部８３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部８３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　更に、開口部材８０では、透過部における透過率が場所によって異なる。そして、開口部材８０は、条件式（３）を満足する開口部材である。したがって、このような開口部材を用いた本実施形態の観察装置によれば、ずれ量Δの増大に伴って、透過率の大きい領域が対物レンズの瞳の像の外側に移動するため、ずれ量Δが変化したときの光束の量Ｉの変化を大きくすることができる。その結果、高い感度で標本の表面の傾斜を検出することができる。すなわち、標本における細やかな形状の変化（傾斜の変化）を、明暗の変化として検出することができる。
　透過部の透過率が一定の場合の開口部材と、透過部の透過率が連続的に変化する場合の開口部材と、の違いについて説明する。
　図１３は、透過部の透過率と光束の量の変化を示す図であって、（ａ）は透過部の透過率が一定の場合の開口部材を示す図、（ｂ）は透過率の値を示すグラフ、（ｃ）は透過部の透過率が連続的に変化する場合の開口部材を示す図、（ｄ）は透過率の値を示すグラフ、（ｅ）は対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量と、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係を示すグラフであって、（ａ）の場合と（ｂ）の場合のグラフである。
　図１３（ａ）に示す開口部材は、図２（ｂ）に示す開口部材と同じである。図１３（ａ）に示すように、開口部材５’は、遮光部５’ａ１、遮光部５’ａ２及び透過部５’ｂで構成されている。そして、図１３（ｂ）に示すように、開口部材５’では、遮光部５’ａ１の透過率と遮光部５’ａ２の透過率は、共に０％である。透過部５’ｂの透過率は、位置Ｐ_ｉｎから位置Ｐ_ｏｕｔまでの間で１００％である。
図１３（ｃ）に示すように、開口部材９０は、遮光部９１、遮光部９２及び透過部９３で構成されている。そして、図１３（ｄ）に示すように、開口部材９０では、遮光部９１の透過率と遮光部９２の透過率は、共に０％である。透過部９３の透過率は、位置Ｐ_ｉｎで０％、位置Ｐ_ｏｕｔで１００％であって、位置Ｐ_ｉｎから位置Ｐ_ｏｕｔまで連続的に変化している。
　開口部材５’を用いた場合では、対物レンズの瞳に対する開口部材の像のずれ量Δと、対物レンズの瞳を通過する光束の量との関係は、図１３（ｅ）の実線で示すグラフのようになる。一方、開口部材９０を用いた場合では、図１３（ｅ）の破線で示すグラフのようになる。
　開口部材９０では、位置Ｐ_ｏｕｔ側での透過率が大きく、位置Ｐ_ｉｎ側での透過率が小さい。この場合、ずれ量Δの増大に伴って、透過率の大きい領域が対物レンズの瞳の像９’の外側に移動する。そのため、対物レンズの瞳を通過する光束の量の減少割合は、開口部材９０を用いた場合の方が開口部材５’を用いた場合に比べて多くなる。
　図９で説明したように、グラフの傾きの部分は傾斜の変化に対する検出感度を示している。そして、グラフの傾きの大きさが、検出感度の高さを表している（傾きが大きいほど、検出感度が高い）。よって、開口部材９０を用いた場合の方が、開口部材５’を用いた場合に比べて、高い感度で標本の表面の傾斜を検出することができる。
　開口部材の中心から位置Ｐ_ｉｎまでの距離と、開口部材の中心から位置Ｐ_ｏｕｔまでの距離を、対物レンズの瞳の像９’の半径で規格化すると、開口部材の中心から位置Ｐ_ｉｎまでの距離は０．８０、開口部材の中心から位置Ｐ_ｏｕｔまでの距離は０．９５である。
　開口部材５’では、開口部材の中心から位置Ｐ_ｉｎまでの距離がＲ_０になる。また、開口部材の中心から位置Ｐ_ｏｕｔまでの距離がＲ_１になる。よって、実線のグラフは、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．８０、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５で計算したときのグラフである。
　開口部材９０では、開口部材の中心から透過率が５０％の位置までの距離がＲ_０になる。透過率が５０％の位置は、位置Ｐ_ｉｎと位置Ｐ_ｏｕｔの中間である。また、開口部材の中心から位置Ｐ_ｏｕｔまでの距離がＲ_１になる。よって、破線のグラフは、（Ｒ_０×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．８７５、（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ＝０．９５で計算したときのグラフである。開口部材９０では、透過率が５０％の位置を使ってＲ_０を規定している。この点について説明する。
　図２（ａ）や図２（ｂ）に示した開口部材や、変形例１~５に示した開口部材では、遮光部の透過率はどの位置でも０％で、透過部の透過率はどの位置でも１００％である。よって、これらの開口部材では、遮光部と透過部の境界は明確になっている。
　また、変形例６に示した開口部材では、遮光部の透過率はどの位置でも０％である。一方、透過部の透過率は位置によって５０％から１００％の範囲内になっているが、透過部の最小透過率は５０％である。よって、変形例６の開口部材でも、遮光部と透過部の境界は明確になっている。
　このように、一方の領域の透過率と他方の透過率の差が大きいと、２つの領域の境界は明確になる。しかしながら、両者の透過率の差が小さいと、２つの領域の境界は曖昧になる。
　例えば、遮光部の透過率が０％であっても、透過部の透過率が１％の場合、あるいは１％から連続的に大きくなっている場合、遮光部と透過部の境界は曖昧になる。また、遮光部を減光部にした場合も、同様のことが言える。例えば、減光部の透過率が一定であっても、透過部の最小透過率との差が小さいと、減光部と透過部の境界は曖昧になる。また、減光部が連続的に変化する場合も、減光部の最大透過率と透過部の最小透過率との差が小さいと、減光部と透過部の境界は曖昧になる。
　このようなことから、本実施形態の標本観察装置では、以下の条件式（４）を満足する領域を透過部とすることが好ましい。
　Ｔ_ｍａｘ／２≦Ｔ_ｔ≦Ｔ_ｍａｘ　　　　（４）
　ここで、
　Ｔ_ｍａｘは、開口部材の面内における最大透過率（単位は％）、
　Ｔ_ｔは、透過部における透過率（単位は％）、
である。
　条件式（４）は、透過部の領域を規定する条件式である。透過部の領域が規定されると、第１の光量制限部の領域や第２の光量制限部の領域も規定される。よって、条件式（４）は、第１の光量制限部の領域や第２の光量制限部の領域を規定する条件式でもある。
　条件式（４）によって、第１の光量制限部と透過部の境界や、透過部と第２の光量制限部の境界を明確にすることができる。そして、条件式（４）を満足する透過部が、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されることで、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。
　また、条件式（４）を満足する透過部が条件式（３）を満足する場合は、ずれ量Δの増大に伴って、透過率の大きい領域が対物レンズの瞳の像の外側に移動するため、ずれ量Δが変化したときの光束の量Ｉの変化を大きくすることができる。その結果、高い感度で標本の表面の傾斜を検出することができる。
　この効果は、以下の（Ｉ）~（ＩＩＩ）のいずれの場合であっても得ることができる。（Ｉ）光量制限部が、遮光部で構成されている場合。（ＩＩ）光量制限部が、減光部で構成されている場合。（ＩＩＩ）光量制限部が、遮光部と減光部で構成されている場合。
　変形例７の開口部材を図１４に示す。図１４は、開口部材の別の例であって、（ａ）は第１の光量制限部の透過率と透過部の透過率が、共に連続的に変化している開口部材を示す図、（ｂ）は第１の光量制限部と透過部の透過率の値を示すグラフである。
　図１４（ａ）に示すように、開口部材９４では、開口部材９４の中心から周辺に向かって透過率が変化している。また、図１４（ｂ）に示すように、透過率は、０％から１００％へと変化している。
　開口部材９４では、面内の最大透過率は１００％なので、Ｔ_ｍａｘ＝１００％である。この場合、条件式（４）によれば、Ｔ_ｍａｘ／２＝５０％になるので、透過率が５０％から１００％の範囲の領域が透過部になる。また、透過率５０％未満の範囲が、第１の光量制限部と第２の光量制限部になる。
　よって、開口部材９４では、第１の光量制限部には、透過率が連続的に変化する減光部９５が対応し、第２の光量制限部には遮光部９６が対応することになる。また、透過部には、減光部９５と遮光部９６の間の領域が対応することになる。
　開口部材９４は、減光部９５と、遮光部９６と、透過部９７とを有する。減光部９５、遮光部９６及び透過部９７は透明な部材、例えば、ガラス板で構成されている。遮光部９６は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。
　減光部９５と透過部９７では、透過率が連続的に変化している。そのために、減光部９５と透過部９７には、例えば、透過率が連続的に変化する反射膜（吸収膜）が形成されている。
　減光部９５の形状は円で、遮光部９６の形状は円環である。透過部９７の形状は円環である。
　開口部材９４では、円周９８が透過部９７の内縁に該当する。また、円周９９が透過部９７の外縁に該当する。円周９８と円周９９では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸から円周９８までの長さになる。Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円周９９までの長さになる。
　遮光部９６は、対物レンズの瞳の像９’を含むように形成されている。そのため、透過部９７は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部９７は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　更に、開口部材９４では、透過部における透過率が場所によって異なる。そして、開口部材９４は、条件式（３）を満足する開口部材である。したがって、このような開口部材を用いた本実施形態の観察装置によれば、ずれ量Δの増大に伴って、透過率の大きい領域が対物レンズの瞳の像の外側に移動するため、ずれ量Δが変化したときの光束の量Ｉの変化を大きくすることができる。その結果、高い感度で標本の表面の傾斜を検出することができる。すなわち、標本における細やかな形状の変化（傾斜の変化）を、明暗の変化として検出することができる。
　また、本実施形態の標本観察装置では、第１の光量制限部は、所定の波長域の光を遮光する特性を有することが好ましい。
　図２に示した開口部材５，５’では、光源から出射した光は、遮光部５ａ１や５’ａ１で遮光される。ここで、遮光部５ａ１や５’ａ１は、全ての波長の光を遮光する。そのため、開口部材５，５’を用いた場合は、陰影像のみが得られる。
　これに対して、本実施形態の標本観察装置では、照明光学系に配置した開口部材の遮光部は、所定の波長域の光を遮光する特性を有する。変形例８の開口部材を図１５に示す。図１５は、変形例８の開口部材を示す図であって、所定の波長域の光を遮光する特性を有する開口部材を示す図である。
　開口部材１００は、図１５に示すように、遮光部１０１と、遮光部１０２と、透過部１０３とを有する。遮光部１０１、１０２及び透過部１０３は透明な部材、例えば、ガラス板や樹脂板で構成されている。遮光部１０２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。一方、透過部１０３には何も塗布されていない。よって、透過部１０３はガラス板そのものである。開口部材１００は、遮光部１０１が照明光学系の光軸を含むように配置されている。
　遮光部１０１は、所定の波長域の光を遮光する特性を有する。そのために、遮光部１０１には、例えば、光学多層膜が形成されている。この光学多層膜は、例えば、緑色の波長域の光を透過し、それ以外の波長の光を反射する。
　この開口部材１００を、標本観察装置２００（図１）の開口部材５の位置に配置する。そして、照明光として、例えば、赤色の波長域の光を開口部材１００に入射させる。この場合、赤色の光は透過部１０３を透過するが、遮光部１０１では反射される。その結果、円環状になった赤色の光が、コンデンサレンズ４から出射する。
　コンデンサレンズ４から出射した赤色の光は、対物レンズの瞳９に到達し、ここに、透過部１０３の像を形成する。ここで、対物レンズの瞳９の外縁よりも内側に、透過部１０３の内縁の像と外縁の像が各々形成される。そのため、図３~図６で説明した作用効果が、開口部材１００を用いた場合にも同様に生じる。
　その結果、本実施形態の標本観察装置では、標本における形状の変化（傾斜の変化）が、透過部の像のずれの変化に変換される。そして、透過部の像のずれの変化によって、対物レンズの瞳を通過する光束の量に変化が生じる。すなわち、標本における形状の変化を明暗の変化として検出できる。その結果、標本が無色透明であっても、陰影像を得ることができる。
　一方、照明光として、例えば、緑色の波長域の光を開口部材１００に入射させる。この場合、緑色の光は透過部１０３と遮光部１０１の両方を透過する。その結果、円形の緑色の光が、コンデンサレンズ４から出射する。コンデンサレンズ４から出射した緑色の光の形状は、明視野観察時の照明光の形状と同じになる。よって、緑色の波長域の光を用いた場合は、明視野観察が行える。
　遮光部１０１の形状は円で、遮光部１０２の形状は円環である。透過部１０３の形状は円環である。
　開口部材１００では、円周１０４が透過部１０３の内縁に該当する。また、円周１０５が透過部１０３の外縁に該当する。円周１０４と円周１０５では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸から円周１０４までの長さになる。Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円周１０５までの長さになる。
　遮光部１０２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁が遮光部１０２と重なるように形成されている。そのため、透過部１０３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部１０３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　なお、所定の波長域の光を照明光として得るには、所定の波長域の光を透過する光学フィルタを白色光源とコンデンサレンズの間に配置すれば良い。また、発光波長域が異なるＬＥＤを複数配置し、このうちの１つのＬＥＤを、所定の波長域の光を発光するＬＥＤにすれば良い。また、第２の光量制限部に、所定の波長域の光を遮光する特性を持たせても良い。
　このように、本実施形態の標本観察装置によれば、照明光の波長を変えることで、陰影像による観察と明視野像による観察とが行える。
　また、本実施形態の標本観察装置では、光源を複数有し、複数の光源が透過部に配置されていることが好ましい。この場合、図１において、光源１とレンズ２、３とを省略することができる。
　変形例９の開口部材を図１６に示す。図１６は、変形例９の開口部材を示す図であって、複数の光源が透過部に配置されている場合を示している。図１６に示すように、開口部材１１０は、遮光部１１１と、遮光部１１２と、透過部１１３とを有する。遮光部１１１、１１２及び透過部１１３は透明な部材、例えば、ガラス板で構成されている。遮光部１１１と１１２は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。
　一方、透過部１１３には複数の光源、例えば、ＬＥＤ１１３ａと１１３ｂが配置されている。図１６では、複数のＬＥＤを円環状に２列配置している。このようにすると、発光させる列の数を変化させることで、透過部の大きさ（幅）を変えることができる。また、ＬＥＤ１１３ａや１１３ｂの明るさを異ならせることで、透過部における透過率を場所によって異ならせることができる。
　遮光部１１１の形状は円で、遮光部１１２の形状は円環である。透過部１１３の形状は円環である。
　開口部材１１０では、円周１１４が透過部１１３の内縁に該当する。また、円周１１５が透過部１１３の外縁に該当する。円周１１４と円周１１５では、円周上の各点から照明光学系の光軸までの距離は同じである。よって、Ｒ_０は、照明光学系の光軸から円周１１４までの長さになる。Ｒ_１は、照明光学系の光軸から円周１１５までの長さになる。
　遮光部１１２は、対物レンズの瞳の像９’の外縁が遮光部１１２と重なるように形成されている。そのため、透過部１１３は、対物レンズの瞳の像９’の外縁よりも内側に位置する。このとき、透過部１１３は、少なくとも条件式（１）を満足するように形成されている。よって、標本が無色透明であっても、コントラストが高い陰影像を得ることができる。また、陰影の発生方向が限定されない。また、標本の表面が平坦な場所であっても、フレアが発生しない。
　円周１１４は、各ＬＥＤ１１３ａの外周部に内接する円の円周である。この円周１１４を透過部１１３の内縁としているが、各ＬＥＤ１１３ａの外周部に外接する円の円周を、透過部１１３の内縁にしても良い。また、各ＬＥＤ１１３ａの中心を結ぶ円周を、透過部１１３の内縁にしても良い。
　円周１１５は、各ＬＥＤ１１３ｂの外周部に外接する円の円周である。この円周１１５を透過部１１３の外縁にしているが、各ＬＥＤ１１３ｂの外周部に内接する円の円周を、透過部１１３の外縁にしても良い。また、各ＬＥＤ１１３ｂの中心を結ぶ円周を、透過部１１３の外縁にしても良い。
　なお、本実施形態の標本観察装置は、端的に言えば、照明光学系と、観察光学系と、を備え、照明光学系は、複数の光源と、コンデンサレンズと、を有し、観察光学系は、対物レンズと、結像レンズと、を有し、対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、複数の光源の内縁の像が形成される装置である。
　また、遮光部１１１にもＬＥＤを配置しても良い。遮光部１１１に配置したＬＥＤを消灯させたり点灯させたりすることで、観察方法に応じた照明が行える。
　上述のように、第１の光量制限部としては、遮光部や減光部がある。これまで説明した開口部材は、第１の光量制限部と透過部の組み合わせが、遮光部と透過率が一定の透過部、遮光部と透過率が変化する透過部、透過率が変化する減光部と透過率が変化する透過部であった。ここでは、透過率が一定の減光部と透過率が一定の透過部の組み合わせについて説明する。
　上述のように、図２（ａ）に示す開口部材５や図２（ｂ）に示す開口部材５’を用いた標本観察装置では、標本が無色透明であっても、陰影像を得ることができる。しかしながら、例えば、無色透明な標本と染色された標本とを、同時に（同一視野内で）観察しなければならない場合もある。
　このような場合、染色された標本では、染色に応じた色や濃淡によって照明光が減衰されてしまう。そのため開口部材５や開口部材５’を用いた標本観察装置では、染色された標本の標本像が暗くなってしまい、染色された標本を明瞭に観察できない可能性がある。そのため、無色透明な標本と染色された標本の両方を良好に観察できるようにすることが好ましい。
　このような場合は、第１の光量制限部を減光部にすることが好ましい。図２（ｂ）の開口部材５’の遮光部５’ａ１を減光部に置き換えた場合について説明する。ここで、減光部の透過率は、透過部の透過率よりも小さいものとする。また、減光部の透過率は、どの位置でも同じであるとする。同様に、透過部の透過率も、どの位置でも同じであるとする。この場合、減光部においても照明光が通過するので、円形の照明光が発生する。
　無色透明な標本では、円環状の照明光によって、陰影像が形成される。一方、円形の照明光では、陰影像は形成されず、一定の明るさの光が像位置に到達する。その結果、標本像は、一定の明るさの光と陰影像とが重なったものになる。ただし、円形の照明光は、円環状の照明光よりも暗くなっている。よって、一定の明るさの光が陰影像に重なっても、陰影像のコントラストはそれほど低下しない。このようなことから、無色透明な標本については、陰影のある標本像を得ることができる。
　一方、染色された標本では、円環状の照明光によって、陰影像が形成される。このとき、陰影像には、陰影が付くだけではなく、染色に応じた色や濃淡も加わる。一方、円形の照明光では、陰影像は形成されず、染色に応じた色や濃淡を持つ標本像（以下、「濃淡像」という）が形成される。その結果、標本像は、陰影像と濃淡像とが重なったものになる。ただし、円環状の照明光は、染色に応じた色や濃淡によって減衰される。よって、陰影像が濃淡像に重なっても、濃淡像のコントラストはそれほど低下しない。このようなことから、染色された標本については、染色に応じた色や濃淡を持つ標本像を得ることができる。
　以上のように、第１の光量制限部を減光部にすることで、無色透明な標本と染色された標本の両方を良好に観察することができる。
　また、本実施形態の標本観察装置では、開口部材とは別の開口部材を有し、開口部材と別の開口部材とを移動させる移動機構を有することが好ましい。
　このようにすることで、透過部の像の大きさや位置を変化させることができる。すなわち、開口部材を異なる開口部材に変更することで、光軸から透過部の内縁までの長さＲ_０や光軸から透過部の外縁までの長さＲ_１を、自由に変化させることができる。そのため、標本に応じて、陰影が最も良く発生するような照明状態を作り出すことができる。
　さらに、位相差用対物レンズを使用する場合は以下の効果がある。照明開口に位相差観察用のリングスリットを用いれば位相差観察ができ、図２に示す開口部材を用いることで、本実施形態の標本観察装置による観察ができる。つまり、対物レンズを交換することなく、本実施形態の標本観察装置による観察と位相差観察とができる。なお、微分干渉観察やホフマンモジュレーションコントラスト観察などの方法でも、同様に対物レンズを交換することなく、本実施形態の標本観察装置による観察とこれらの観察ができる。
　また、本実施形態の標本観察装置では、観察光学系は開口部材を有し、開口部材は対物レンズの瞳位置、あるいは対物レンズの瞳位置と共役な位置に配置されていることが好ましい。
　このようにすることで、透過部の像に対して、対物レンズの瞳の大きさを変化させることができる。そのため、標本に応じて、陰影を最も良く発生するようにできる。
　また、ビネッティング（口径食）が生じると、標本の中心から出射して標本像の中心に到達する光束（以下、「軸上光束」という）と、標本の周辺から出射して標本像の周辺に到達する光束（以下、「軸外光束」という）とで、光束の大きさに違いが生じる。通常、ビネッティングが生じると、軸上光束の形状が円であるのに対して、軸外光束の形状は略楕円になる。
　そのため、軸外光束において、対物レンズの瞳の外縁よりも内側に透過部の像が形成される、という状態が生じる。そうすると、ずれ量Δと光束の量Ｉの関係は、標本像の中心と周辺とで異なる。
　そこで、観察光学系に開口部材を配置することで、ビネッティングを小さくすることができる。このようにすると、軸外光束の形状を円にすることができる。そのため、軸外光束においても、対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、透過部の内縁の像が形成され、対物レンズの瞳の外縁よりも外側に、透過部の外縁の像が形成される。その結果、ずれ量Δと光束の量Ｉの関係は、標本像の周辺においても中心と同じ関係になる。よって、中心から周辺にわたって明るさのむらがない標本像が得られる。
　なお、ビネッティングの小さい対物レンズを用いても同様の効果が得られる。ビネッティングの小さい対物レンズでは、ビネッティングの大きい対物レンズに比べて、レンズの外径が大きいレンズが用いられる。この場合、軸外光束の径と軸上光束の径との差が、少なくなる。その結果、中心から周辺にわたって明るさのむらがない標本像が得られる。このようなことから、ビネッティングの小さい対物レンズを用いることが好ましい。
　また、本実施形態の標本観察装置では、光源は単色光源であるか、又は照明光学系は波長選択手段を有することが好ましい。
　照明光の波長域を狭くできるので、瞳の色収差の発生を抑制できる。そのため、標本像のコントラストを良くすることができる。
　また、本実施形態の標本観察装置では、透過部の形状は変更可能であることが好ましい。
　このようにすることで、標本に応じて、最適な透過部の形状を持つ開口部材を選択することができる。標本の表面の傾斜が小さい標本、例えば、Ｐｔｋ２細胞では、開口部材として、透過部全体を対物レンズの瞳の外縁に近づけた開口部材を用いる。このようにすることで、小さな傾斜に対して敏感にコントラストがつくようにすることができる。一方、標本の表面の傾斜の大きい標本、例えば、コロニーでは、開口部材として、透過部全体が対物レンズの瞳の外縁から離れた開口部材を用いる。このようにすることで、大きな傾斜に対して敏感にコントラストがつくようにすることができる。
　図１７は、本実施形態の別の標本観察装置の構成を示す図である。なお、図１と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。
　標本観察装置３００は、開口部材５と開口部材３０１とを備えている。開口部材５と開口部材３０１は、移動機構３０２に保持されている。移動機構３０２としては、例えば、スライダーやターレットがある。移動機構３０２がスライダーの場合、開口部材５と開口部材３０１は、観察光学系の光軸と直交する方向に移動する。移動機構３０２がターレットの場合、開口部材５と開口部材３０１は、観察光学系の光軸と平行な軸を中心に回転する。
　図１７では、移動機構３０２は２つの開口部材を保持しているので、透過部の形状を変更することが可能になる。
　このように、本実施形態における、対物レンズを備える標本観察用の開口部材は、標本観察装置の照明光学系に配置され、第１の開口部材と、第２の開口部材と、を備え、第１の開口部材と、第２の開口部材と、は異なる開口であることが好ましい。そして、第１の対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、第１の開口部材の透過部の内縁の像が形成され、かつ、第１の対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、第１の開口部材の透過部の外縁の像が形成できるように形成されていることが好ましい。なお、第１の開口部材と第２の開口部材とで開口が異なるとは、透過部の位置や大きさが、第１の開口部材と第２の開口部材とで異なるということである。
　また、第２の開口部材は、第１の開口部材に対応する第１の対物レンズと、異なる倍率を有する第２の対物レンズに対応する透過部を有してもよい。すなわち、第２の対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、第１の開口部材の透過部の内縁の像が形成され、かつ、第２の対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、第２の開口部材の透過部の外縁の像が形成できるように形成されていることが好ましい。
　また、第２の開口部材により明視野観察する場合には、第２の開口部材は、中央に透過部を有する構成であってもよい。また、第２の開口部材により第１の対物レンズを用いて位相差観察する場合には、第２の開口部材は、第１の開口部材の透過部の直径よりも小さい直径を有する透過部を備える構成であってもよい。
　また、本実施形態における、対物レンズを備える標本観察用の開口部材は、更に第３の開口部材を備え、第２の開口部材が、位相差観察用の透過部を有し、第３の開口部材が、明視野観察用の透過部を有してもよい。
　このように、本実施形態における、対物レンズを備える標本観察用の開口部材によれば、様々な観察方法に応じた照明光を対物レンズに照射することができる。これにより、第１の開口部材を用いて観察する際、標本の注目すべき領域があった場合に、開口部材を変更することで、当該領域について、位相差観察することや、明視野観察することが容易となる。
　なお、開口部材は、透過部の透過領域を可変にする透過領域可変部を備えてもよい。透過領域可変部は、例えば、液晶シャッターで構成しても良い。このようにすれば、１つの開口で、開口部材５と開口部材３０１とを実現できる。また、この場合、移動機構が不要になる。
　また、標本観察装置３００では、対物レンズの瞳９の位置に、開口部材３０３が設けられている。なお、図１７では、見易さのために、対物レンズの瞳９の位置と開口部材３０３の位置を離して描いている。
　また、標本観察装置３００では、照明光学系の光路、例えば、光源１とレンズ２との間に波長選択素子３０４が挿脱可能になっていても良い。光源１が白色光の場合、波長範囲の広い光が光源１から出射する。そこで、波長選択素子３０４を光路中に挿入することで、白色光よりも波長範囲の狭い光を照明光として取り出すことができる。なお、光源１を単色光源１’にしても良い。
　また、標本観察装置３００は、撮像素子３０５と画像処理装置３０６を備えていても良い。撮像素子３０５は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳである。撮像素子３０５は像位置１１に配置される。撮像素子３０５で撮像した標本像は、画像処理装置３０６に送られる。画像処理装置３０６では、コントラスト強調、ノイズ除去、色変換等の処理が行えるようになっている。
　また、開口部材の形状は、軸対称な形状であることが好ましい。このようにすることで、陰影の発生方向が限定されない。
　軸対称な形状としては、例えば、円や多角形がある。遮光部の形状を円とし、透過部の形状を円環とすると、Ｒ_０は円環の内縁の半径、Ｒ_１は円環の外縁の半径である。また、遮光部の形状を多角形とし、透過部の形状を環状の多角形とすると、Ｒ_０は透過部の内側の多角形に内接する円の半径、Ｒ_１は透過部の外側の多角形に外接する円の半径である。
　ところで、顕微鏡対物レンズはテレセントリック光学系である。そのため、コンデンサレンズもテレセントリック光学系になっている。従って、コンデンサレンズの瞳位置は、コンデンサレンズの前側焦点位置になる。ここで、上述のように、本実施形態の標本観察装置では、コンデンサレンズ４の焦点位置（前側焦点位置）に開口部材を配置している。これにより、コンデンサレンズの瞳位置において、照明光の中心部を遮光している。しかしながら、照明光の中心部を遮光する位置は、厳密にコンデンサレンズの瞳位置である必要は無く、コンデンサレンズの瞳位置近傍であれば良い。
　ここで、開口部材とコンデンサレンズの瞳位置とのずれ（光軸方向のずれ）が大きくなると、透過部の像も対物レンズの瞳からずれていく。例えば、開口部材がコンデンサレンズの瞳位置と一致している場合、透過部の最も内側を通過する光線（以下、「光線Ｌ_ｉｎ」という）は、対物レンズの瞳の内側に到達する。ところが、開口部材がコンデンサレンズの瞳位置からずれていくと、光線Ｌ_ｉｎは、対物レンズの瞳の内側から外側に向かうようになる。すなわち、透過部の像が対物レンズの瞳からずれていく。
　また、対物レンズを変えると、観察範囲が変化する。観察範囲が変化すると、光線Ｌ_ｉｎの光軸に対する角度も変化する。この角度が変化すると、対物レンズの瞳に到達する光線Ｌ_ｉｎの位置が変化する。すなわち、透過部の像が対物レンズの瞳からずれていく。その結果、陰影の発生が変化してしまう。
　そこで、開口部材とコンデンサレンズの瞳位置とのずれの許容範囲は、観察範囲の変化を考慮して設定することになる。本実施形態の標本観察装置では、瞳位置近傍の範囲（許容範囲）は、コンデンサレンズの焦点距離の２０％以内であることが望ましい。この範囲であれば、標本の中心と周辺とで、陰影の発生方向や発生量の違いを小さくできる。なお、瞳位置近傍の範囲は、コンデンサレンズの焦点距離の１０％以内であればなお良い。
　上述のように、本実施形態の標本観察装置は、画像処理装置を備えることが好ましい。図１８は、画像処理装置を備えた標本観察装置の構成を示す図である。
　標本観察装置４００は、本体部４１０と、照明光学系４２０と、観察光学系４３０と、撮像装置４４０と、画像処理装置４５０と、を備える。
　本体部４１０は、光源４１１と、ステージ４１２と、レボルバ４１３と、を備える。照明光学系４２０は、各種の光学フィルタ４２１と、視野絞り４２２と、ミラー４２３と、レンズ４２４と、開口部材４２５と、コンデンサレンズ４２６と、を備える。観察光学系４３０は、対物レンズ４３１と、結像レンズ４３３と、接眼レンズ４３４と、を備える。また、対物レンズ４３１の近傍には、対物レンズの瞳４３２が位置している。
　本体部４１０には、光源４１１が接続されている。光源４１１を出射した照明光は、照明光学系４２０に入射してコンデンサレンズ４２６に到達する。ここで、開口部材４２５は、コンデンサレンズ４２６の瞳位置に配置されている。また、開口部材４２５には、例えば、図２（ａ）に示した開口部材５が用いられている。
　コンデンサレンズ４２６の上方には、ステージ４１２が配置されている。また、ステージ４１２上に標本４６０が載置されている。更に、ステージ４１２の上方にはレボルバ４１３が位置し、レボルバ４１３に対物レンズ４３１が保持されている。
　コンデンサレンズ４２６から出射した照明光は、標本４６０に照射される。標本４６０からの光は、対物レンズ４３１に入射する。ここで、対物レンズの瞳４３２と開口部材４２５は共役な関係になっている。よって、対物レンズの瞳４３２の位置に、開口部材４２５の像が形成される。
　ここで、標本観察装置４００では、対物レンズ４３１の瞳の外縁よりも内側に、開口部材４２５の透過部の内縁の像が形成され、対物レンズ４３１の瞳の外縁と一致する位置、又は対物レンズ４３１の瞳の外縁よりも内側に、開口部材４２５の透過部の外縁の像が形成されるようになっている。
　そのため、標本４６０における形状の変化（傾斜の変化）に応じて、対物レンズ４３１を出射する結像光の光量が変化する。これにより、標本における形状の変化を明暗の変化として検出できる。その結果、標本が無色透明であっても、陰影のある標本像を得ることができる。
　対物レンズ４３１を出射した結像光は、結像レンズ４３３によって集光され、集光位置に標本４６０の像が形成される。標本観察装置４００では、結像レンズ４３３に続いてプリズムが配置されている。このプリズムによって、結像光の一部は接眼レンズ４３４側に反射される。その結果、接眼レンズ４３４の近傍に、標本の光学像４３５が形成される。なお、接眼レンズ４３４による観察を行わない場合は、プリズムを光路外に移動させても良い。
　一方、プリズムを通過した結像光は、撮像装置４４０に入射する。撮像装置４４０は撮像素子４４１を備えている。結像レンズ４３３によって、撮像素子４４１上に標本４６０の光学像が形成され、これにより標本４６０の光学像の撮像が行われる。このようにして、陰影のある標本画像が得られる。なお、結像レンズ４３３と撮像素子４４１との間に、光学系を配置しても良い。この場合、結像レンズ４３３とこの光学系によって、撮像素子４４１上に標本４６０の光学像が形成される。
　また、撮像装置４４０には、カメラコントローラ４４２と、ビデオボード４４３と、が接続されている。また、カメラコントローラ４４２とビデオボード４４３は、共に画像処理装置４５０に接続されている。
　撮像の制御は、カメラコントローラ４４２によって行われる。また、カメラコントローラ４４２の制御は、画像処理装置４５０によって行われる。なお、カメラコントローラ４４２の制御を、他の機器、例えばコンピュータによって行っても良い。また、撮像装置４４０から出力された画像信号は、ビデオボード４４３を介して画像処理装置４５０に入力される。画像処理装置４５０では、様々な電気的な処理が行われる。処理結果は、表示装置４５１に表示される。
　標本観察装置が画像処理装置を備えることで、様々な画像処理を行うことができる。画像処理の例を次に説明する。
　図１９は本実施形態の標本観察装置で得られた標本の電子画像であって、画像処理を行った後の画像である。
　この電子画像は、図８に示す電子画像を、画像処理によって明暗を反転させた画像である。明暗を反転させることで、ずれ量Δの大きいところが明るくなる。図８や図１９に示す電子画像では、比較的大きな細胞の周囲に、細長い細胞が存在している。細長い細胞は、図８では比較的白い画像となっている。これに対して、図１９では、細長い細胞は、比較的黒い画像になっている。このように、明暗を反転させることで、位相差観察に似た自然な画像が得られる。
　なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。例えば、図１、図１７及び図１８は、正立型顕微鏡を用いて本発明の標本観察装置を説明した。しかしながら、本発明の標本観察装置は倒立型顕微鏡であっても良い。すなわち、本発明は倒立型顕微鏡にも適用できる。

　以上のように、本発明は、コントラストが高く、しかも陰影の発生方向が限定されない標本観察装置及び標本観察方法に適している。また、本発明は、開口部材の位置調整が簡素な標本観察装置及び標本観察方法に適している。

　１、１’　光源
　２、３　レンズ
　４　コンデンサレンズ
　５、５’　開口部材
　５ａ１、５ａ２、５’ａ１、５’ａ２　遮光部（光量制限部）
　５ａ３　接続部
　５ｂ、５’ｂ　透過部
　５ｃ　遮光部の外縁
　５ｄ　遮光部の内縁
　６　保持部材
　７　標本
　８　対物レンズ
　９　対物レンズの瞳
　９’　対物レンズの瞳の像
　１０　結像レンズ
　１１　像位置
　２０　透過部の像
　２０ａ　透過部の外縁の像
　２０ｂ　透過部の内縁の像
　２１、２２　遮光部の像
　３０、４０、５０、６０　開口部材
　３１、４１、５１、６１　遮光部
　３２、４２、５２、６２　遮光部
　３３、４３、５３、６３　透過部
　３４　凹凸の部分
　３５　凹部
　３６　円周
　４４　正三角形の辺
　４５、５４、５５　円周
　６４　外周部
　６５　円弧部
　７０　開口部材
　７１　遮光部
　７２　遮光部
　７３、７５　透過部
　７４ａ、７４ｂ、７６、７７、７８　微小開口
　８０、９０　開口部材
　８１、９１　遮光部
　８２、９２　遮光部
　８３、９３　透過部
　８４、８５　円周
　９４　開口部材
　９５　減光部
　９６　遮光部
　９７　透過部
　９８、９９　円周
　１００、１１０　開口部材
　１０１、１１１、　遮光部
　１０２、１１２、　遮光部
　１０３、１１３　透過部
　１０４、１０５　円周
　１１３ａ、１１３ｂ　ＬＥＤ
　１１４、１１５　円周
　２００、３００　標本観察装置
　３０１　開口部材
　３０２　移動機構
　３０３　開口部材
　３０４　波長選択素子
　３０５　撮像素子
　３０６　画像処理装置
　４００　標本観察装置
　４１０　本体部
　４１１　光源
　４１２　ステージ
　４１３　レボルバ
　４２０　照明光学系
　４２１　光学フィルタ
　４２２　視野絞り
　４２３　ミラー
　４２４　レンズ
　４２５　開口部材
　４２６　コンデンサレンズ
　４３０　観察光学系
　４３１　対物レンズ
　４３２　対物レンズの瞳
　４３３　結像レンズ
　４３４　接眼レンズ
　４３５　標本の光学像
　４４０　撮像装置
　４４１　撮像素子
　４４２　カメラコントローラ
　４４３　ビデオボード
　４５０　画像処理装置
　４５１　表示装置
　４６０　標本
　Ｒ_０　観察光学系の光軸から透過部の内縁までの長さのうち、最小となる長さ
　Ｒ_１　観察光学系の光軸から透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さ
　Ｒ_ｏｂ　対物レンズの瞳の半径
　β　倍率
　Ｓ　面積
　Δ　ずれ量
　Ｉ　光束の量

Claims (15)

1. 　照明光学系と、観察光学系と、を備え、
   　前記照明光学系は、光源と、コンデンサレンズと、開口部材と、を有し、
   　前記観察光学系は、対物レンズと、結像レンズと、を有し、
   　前記開口部材は、第１の光量制限部と、第２の光量制限部と、透過部と、を有し、
   　前記開口部材は、前記第１の光量制限部が前記照明光学系の光軸を含むように配置され、
   　前記透過部は、前記第１の光量制限部の外縁よりも外側に位置し、
   　前記第２の光量制限部は、前記透過部よりも外側に位置し、
   　前記対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、前記透過部の内縁の像が形成され、
   　前記対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は前記対物レンズの瞳の外縁よりも内側に、前記透過部の外縁の像が形成され、
   　以下の条件式（１）を満足することを特徴とする標本観察装置。
   　０．９≦（Ｒ_１×β）／Ｒ_ｏｂ≦１　　　　（１）
   ここで、
   　Ｒ_１は、前記照明光学系の光軸から前記透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さ、
   　Ｒ_ｏｂは、前記対物レンズの瞳の半径、
   　βは、前記対物レンズの焦点距離を前記コンデンサレンズの焦点距離で割った値、
   である。
2. 　前記対物レンズの瞳位置における前記第１の光量制限部の像の面積は、前記対物レンズの瞳の面積の２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の標本観察装置。
3. 　以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の標本観察装置。
   　０．５×Ｒ_ｏｂ≦（Ｒ_０×β）≦０．９９×（Ｒ_１×β）　　　　（２）
   　ここで、
   　Ｒ_０は、前記照明光学系の光軸から前記透過部の内縁までの長さのうち、最小となる長さ、
   　Ｒ_１は、前記照明光学系の光軸から前記透過部の外縁までの長さのうち、最大となる長さ、
   　Ｒ_ｏｂは、前記対物レンズの瞳の半径、
   　βは、前記対物レンズの焦点距離を前記コンデンサレンズの焦点距離で割った値、
   である。
4. 　前記対物レンズの瞳の外縁よりも内側が全て透明領域であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の標本観察装置。
5. 　前記対物レンズの瞳位置において、前記透過部の像の中心は、前記対物レンズの瞳の中心と一致することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の標本観察装置。
6. 　前記透過部における透過率は場所によって異なることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の標本観察装置。
7. 　以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の標本観察装置。
   　Ｔ_ｉｎ＜Ｔ_ｏｕｔ　　　　（３）
   　ここで、
   　Ｔ_ｉｎは、前記透過部の内縁近傍における透過率、
   　Ｔ_ｏｕｔは、前記透過部の外縁近傍における透過率、
   である。
8. 　以下の条件式（４）を満足する領域を透過部とすることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の標本観察装置。
   　Ｔ_ｍａｘ／２≦Ｔ_ｔ≦Ｔ_ｍａｘ　　　　（４）
   　ここで、
   　Ｔ_ｍａｘは、前記開口部材の面内における最大透過率（単位は％）、
   　Ｔ_ｔは、前記透過部における透過率（単位は％）、
   である。
9. 　前記第１の光量制限部は、所定の波長域の光を遮光する特性を有することを特徴とする請求項１から８のいずか一項に記載の標本観察装置。
10. 　前記光源を複数有し、
    　複数の前記光源が前記透過部に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の標本観察装置。
11. 　前記開口部材とは別の開口部材を有し、
    　前記開口部材と前記別の開口部材とを移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の標本観察装置。
12. 　前記観察光学系は開口部材を有し、
    　前記開口部材は前記対物レンズの瞳位置、あるいは前記対物レンズの瞳位置と共役な位置に配置されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の標本観察装置。
13. 　前記光源は単色光源であるか、又は前記照明光学系は波長選択手段を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の標本観察装置。
14. 　前記透過部の形状は変更可能であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の標本観察装置。
15. 　対物レンズの光軸と交差するように、所定の幅の光束を標本に照射して標本を観察する方法であって、
    　前記所定の幅の光束のうち、最も内側の光が、前記対物レンズの瞳の外縁よりも内側を通過し、
    　前記所定の幅の光束のうち、最も外側の光が、前記対物レンズの瞳の外縁と一致する位置、又は前記対物レンズの瞳の外縁よりも内側を通過し、
    　以下の条件式を満足することを特徴とする標本観察方法。
    　０．９≦（Ｒ_１’×β’）／Ｒ_ｏｂ≦１
    ここで、
    　Ｒ_１’は、照明光学系の光軸から前記照明光学系における前記最も外側の光までの長さのうち、最大となる長さ、
    　Ｒ_ｏｂは、前記対物レンズの瞳の半径、
    　β’は、前記対物レンズの焦点距離を前記照明光学系の焦点距離で割った値、
    である。

Images