JP2001154105A - 紫外線顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】観察像が明るく、標本の観察中にも光源のアラ
イメントが確認でき、光源位置の調整作業が容易な紫外
線顕微鏡を提供する。 【解決手段】被検体１３を保持するステージ１４と、可
視域から紫外域までの波長領域を有する光を出射する光
源１と、光源１からの光によりステージ１４に保持され
た被検体１３を照明する照明レンズ系５、６、８、９、
１０と、被検体１３からの光によりその拡大光学像を結
像させる像形成レンズ系１０、１２と、被検体１３の紫
外線像を観察する観察手段１１とを有する紫外線顕微鏡
において、光源１から発した光を照明に使用する紫外域
の波長の光と照明には使用しない波長領域の光とを分離
する光分離手段２と、分離された光のうち照明に使用し
ない波長領域の光の光路上に設けられた光源像の検出手
段３、４、７とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線顕微鏡に係
わり、詳しくは紫外線顕微鏡の落射紫外線照明装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に顕微鏡では、標本の観察範囲を
ムラなく均一に照明するために、ケーラー照明光学系が
使用されている。ケーラー照明光学系においては、光源
の像を対物レンズの瞳面に結像させるように光源の位置
を調整することが必要である。通常、顕微鏡の使用開始
の際や、光源の交換の際には、光源の位置調整はユーザ
ーが行うようになっている。

【０００３】蛍光型の落射顕微鏡における照明装置とし
て、特開平４−３３３８１５号所載の技術（従来例１）
が開示されている。この照明装置は、図５に示すよう
に、対物レンズ１１１と、標本１１３と、励起光の光源
１０１と、ハーフミラー１０３と、コレクタレンズ１０
２と、レンズ１０６、１０９と、励起光を反射し標本１
１３からの蛍光を透過させるダイクロイックミラー１１
０と、焦点板１０５と、励起光の光分割手段（ここでは
ハーフミラー１０３）により分割された光を焦点板１０
５に導くレンズ１０４とを備えるものである。

【０００４】光源１０１から発した励起光は、コレクタ
レンズ１０２で平行光束になる。この励起光は、ハーフ
ミラー１０３で分割され、透過した光はレンズ１０６、
１０９を通ってダイクロックミラー１１０で反射し、対
物レンズ１１１を通して標本１１３を照明する。また、
ハーフミラー１０３で反射した励起光はレンズ１０４で
集光され焦点板１０５上に光源１０１の像を形成する。
光源１０１の位置の調整は、この焦点板１０５上の像を
見ながら行われる。

【０００５】一方、紫外線顕微鏡における紫外線光源心
出し工具として、特開平８−８６９８１号公報所載の技
術（従来例２）が開示されている。この紫外線顕微鏡
は、図６に示すように、光源２０１と、光源２０１から
の光を集光するコレクタレンズ２０２と、標本２１０
と、標本２１０に光源２０１からの光を導くハーフミラ
ー２０４と、対物レンズ２０９と、光源２０１を対物レ
ンズ２０９の瞳に投影する投影レンズ２０３と、心出し
工具２１３と、対物レンズ２０３および心出し工具２１
３を取付けるレボルバ２０８と、標本２１０からの反射
光を観察する観察光学系２１４とを備える。心出し工具
２１３は、対物レンズの鏡筒（ハウジング）２０５を持
ち、これに投影板２０６を取付け、その上に紫外線を遮
断するＵＶカットフィルタ２０７を有している。

【０００６】光源２０１からの光は、コレクタレンズ２
０２で平行光束となり、投影レンズ２０３により集光さ
れるとともに、ハーフミラー２０４により一部反射、一
部透過し、反射した光は対物レンズ２０９の瞳位置に投
影される。光源２０１の位置を調整する際には、対物レ
ンズ取付け用のレボルバ２０８に心出し工具２１３を取
付け、紫外線の照射により可視光を発光する投影板２０
６に光源２０１の像を結像させ、この像を見ながら位置
調整を行うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】紫外線顕微鏡において
は、数百〜数千倍の高倍率観察を行う場合が多いが、光
量は光学系の倍率の２乗に反比例するために、照明光の
明るさは十分確保する必要がある。従来例１に開示され
ている蛍光型の落射顕微鏡の光源位置調整方法では、標
本の照明に必要な波長の光（励起光）を励起光分割手段
によって分割しているため、この部分で照明する光量に
ロスが生じる。その結果、照明光の光量不足により観察
像が暗くなるという問題点がある。また、光量のロスを
補うため光源の出力を上げると、ランプの寿命が短くな
り、ランプの交換回数も増えて不経済である。さらに
は、発熱も大きくなるため装置設計上、発熱対策を十分
に考慮しなければならない。

【０００８】紫外線顕微鏡では、水銀ランプ等の放電を
利用した光源を用いることが多く、この種のランプは通
常の光学顕微鏡でよく用いられるハロゲンランプに比べ
て寿命が短いため、ランプ交換の頻度が多くなる。ま
た、この種のランプは放電時間に伴って放電電極が消耗
し、最大輝度発光点がずれてくるために、こまめに光源
の位置調整をする必要がある。従来例２に開示されてい
る対物レンズの取付け位置に心出し工具を取付けるよう
な場合は、対物レンズを取り外してから心出し工具を取
付けなければならないので、標本を観察している最中に
光源のアライメントを確認できないという問題点があ
る。上述のように、水銀ランプのような光源は放電時間
に伴って最大輝度発光点がずれてくるので、従来例２で
は、こまめに心出し工具を取付けて光源の位置を確認し
なければならず、取扱いが面倒という問題点がある。

【０００９】また、紫外線顕微鏡では、照明光の明るさ
を十分確保するために、光源の像の対物レンズ瞳面へ投
影する倍率が大きくなっている場合が多い。従来例２で
は、光源の位置が大きくずれている場合には、心出し工
具に光源の像が投影されず、調整可能範囲に光源位置を
もってくるのが大変になるという問題点がある。近年の
顕微鏡システム、特に紫外線顕微鏡等は、どんどん大型
化していく傾向にあるが、対物レンズ位置に取付いた心
出し工具を見ながら光源の位置を調整するのは、大型の
顕微鏡の場合は物理的な距離が遠いことが多いため１人
で光源位置を調整するのは煩雑になるという問題点があ
る。

【００１０】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、請求項１に係る発明の課題は、観察像が明る
く、標本の観察中にも光源のアライメントが確認でき、
光源位置の調整作業が容易な紫外線顕微鏡を提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、被検体を保持するステージ
と、可視域から紫外域までの波長領域を有する光を出射
する光源と、該光源からの光により前記ステージに保持
された被検体を照明する照明レンズ系と、被検体からの
光により被検体の拡大光学像を結像させる対物レンズ系
を含む像形成レンズ系と、被検体の紫外線像を観察する
観察手段とを有する紫外線顕微鏡において、前記光源か
ら発した光を照明に使用する紫外域の波長の光と照明に
は使用しない波長領域の光とを分離する光分離手段と、
分離された光のうち照明に使用しない波長領域の光の光
路上に設けられた光源像の検出手段とを備えた。

【００１２】請求項１に係る発明の紫外線顕微鏡では、
光源から発した光を照明に使用する紫外域の波長の光と
照明には使用しない波長領域の光とを分離する光分離手
段と、分離された光のうち照明に使用しない波長領域の
光の光路上に設けられた光学像の検出手段とを備えたこ
とにより、光分離手段によって分離された光のうち、照
明に使用しない波長領域の光の光路上に設けた検出手段
によって得られた光源像を見ながら光源位置の調整を行
う。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施の形態により
説明する。

【００１４】（実施の形態１）図１〜図４は実施の形態
１を示し、図１は紫外線顕微鏡の構成図、図２はターゲ
ットスクリーンの正面図、図３は光源の発光波長強度特
性を示す図表、図４はダイクロイックミラーの分光特性
図である。本実施の形態では、照明波長が３６５ｎｍの
紫外線顕微鏡を例として説明する。

【００１５】図１において、紫外線顕微鏡は、顕微鏡ス
テージ１４に載置された被検体としての標本１３と、標
本１３からの光を集光する対物レンズ１２と、標本１３
を照明する光源１（ここでは水銀ランプ）と、光源１か
ら発した光を平行光束に変換するコレクタレンズ６と、
平行光束のうち標本１３を照明するのに必要な波長域の
光を反射し、不必要な光を透過する特性をもつ光分離手
段としてのダイクロイックミラー２と、ダイクロイック
ミラー２で反射した照明光に必要な波長域の光のうち、
照明波長の紫外光のみを透過させるバンドパスフィルタ
５と、照明紫外光を対物レンズ１２へ導くハーフミラー
１０と、光源像を対物レンズ１２の瞳面に導く投影レン
ズ８、９と、標本１３から反射した紫外光による像を観
察するための観察手段としての紫外線像観察光学系１１
と、ダイクロイックミラー２により透過した光の光路上
に配置されるターゲットスクリーン３と、ダイクロイッ
クミラー２とターゲットスクリーン３との間に配置され
たバンドパスフィルタ４と、光源１の像をターゲットス
クリーン３に投影する結像レンズ７とを備えている。コ
レクタレンズ６、バンドパスフィルタ５、投影レンズ
８、９およびハーフミラー１０により照明レンズ系を構
成している。ハーフミラー１０および対物レンズ系とし
ての対物レンズ１２により像形成レンズ系を構成してい
る。ターゲットスクリーン３、バンドパスフィルタ４お
よび結像レンズ７により光源像の検出手段を構成してい
る。

【００１６】ターゲットスクリーン３は、半透明透光性
の部材が使用され、図２に示すように、十字クロス２０
が配設されている。十字クロス２０の交点位置は、対物
レンズ１２の瞳の中心と共役な位置になるように、位置
調整がなされている。

【００１７】つぎに、紫外線顕微鏡の作用について説明
する。図１において、光源１（水銀ランプ）から発した
光はコレクタレンズ６で平行光束になる。ここで、光源
１（水銀ランプ）の発光波長強度特性は、図３に示すう
ように、照明波長である３６５ｎｍのピークに他に紫外
域から可視域までのいくつかの波長でもピークを持って
いる。コレクタレンズ６を透過した平行光束は、図４に
示す分光特性をもつダイクロイックミラー２により、波
長３６５ｎｍを含む波長域のみが光量ロスなく反射さ
れ、照明には不必要なその他の波長成分の光は透過す
る。この透過した光には可視域の光を含んでいる。

【００１８】ダイクロイックミラー２により反射した光
は、波長３６５ｎｍの光のみを透過させるバンドパスフ
ィルタ５に入射し、照明に必要な光である波長３６５ｎ
ｍの光のみが抽出される。この光は、投影レンズ８、９
を透過し、ハーフミラー１０で反射され、対物レンズ１
２の瞳面に光源１の像１５を形成する。この後に対物レ
ンズ１２に入射し、標本１３を照明する。標本１３から
の反射光は再び対物レンズ１２で集光され、ハーフミラ
ー１０を透過して紫外線像観察光学系１１に導かれて観
察像を得る。

【００１９】一方、ダイクロイックミラー２を透過した
光は結像レンズ７に入射し、波長５５０ｎｍの可視光の
みを透過させる特性をもつバンドパスフィルタ４に入射
する。このバンドパスフィルタ４を透過する光は、波長
５５０ｎｍの光であり、この光がターゲットスクリーン
３上に光源１の可視光の像を形成する。ターゲットスク
リーン３上の十字クロス２０（図２参照）は、対物レン
ズ１２の瞳の中心と共役な位置に調整されているので、
顕微鏡ユーザはターゲットスクリーン３上の光源像で最
も明るく光る位置を十字クロス２０の交点位置になるよ
うに、光源１に設けられた図示しない位置調整機構によ
って、光軸に垂直な平面内で位置調整を行うとともに、
さらにターゲットスクリーン３上の光源像が最もコント
ラストが良くなるように、光軸方向の位置調整を行う。
以上の作業で理想的なケーラー照明の調整がなされたこ
とになる。

【００２０】本実施の形態によれば、標本の照明に必要
な波長の３６５ｎｍの光はダイクロイックミラーにより
分離して標本を照明する光として全て使用されているの
で、標本を照明する光量にロスはなく、明るい観察像が
得られる。また、観察系とは独立した光路にターゲット
スクリーンを配置しているので、標本を観察している最
中にでも、光源のアライメントを確認することができ
る。さらに、対物レンズを取り外してターゲット工具に
付け替えるというような作業も不要なので、容易に調整
することができる。また、光源の近くで位置調整用の光
路に光源像を分離しているので、光源位置調整個所と光
源位置確認のターゲットスクリーンを近くに配置し易い
構造となり、顕微鏡装置が大型になっても、調整作業を
容易に行うことができる。

【００２１】（変形例１）実施の形態１において、図１
中の結像レンズ７は、光源１の位置の取付け公差と、タ
ーゲットスクリーン３のターゲット面の大きさと、光源
１の調整精度とを考慮して、適当な焦点距離のものを選
定することにより、光源１の投影倍率を調整してもよ
い。この場合、光源１の位置が大きくずれていても、必
ずターゲットスクリーン３に光源像が投影されるよな投
影倍率にしておくことで、光源の像を見失うことがなく
なり、調整が容易になる。

【００２２】（変形例２）実施の形態１では、紫外線顕
微鏡の照明波長は３６５ｎｍを使用したが、この波長に
限定する必要はない。例えば、使用波長を２４８ｎｍの
光を利用した紫外線顕微鏡の場合には、ダイクロイック
ミラーやバンドパスフィルタの特性を変更することによ
り、同様の構成、作用、効果を得ることができる。同様
に、水銀−キセノンランプのように発光波長強度分布が
異なるものを使用してもよい。

【００２３】（変形例３）実施の形態１では、３６５ｎ
ｍの照明光をダイクロイックミラーにより反射させ、可
視光を含む光を透過させたが、ダイクロイックミラーの
透過、反射の特性を逆にして、ダイクロイックミラーの
透過光側に紫外線照明光学系を配置し、反射光側にター
ゲットスクリーンの光学系を配置してもよい。

【００２４】（変形例４）実施の形態１では、ターゲッ
トスクリーンは十字クロスパターンを指標としたが、対
物レンズの瞳と共役な位置が判るような形状であれば何
でもよく、例えば同心円パターンや、同心円と十字クロ
スパターンとを組み合わせた形状にしても良い。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、光分離手
段によって分離された光のうち、照明に使用しない波長
領域の光の光路上に設けた検出手段によって得られた光
源像を見ながら光源位置の調整を行うので、観察像が明
るく、標本の観察中にも光源のアライメントが確認で
き、光源位置の調整作業が容易な紫外線顕微鏡を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の紫外線顕微鏡の構成図である。

【図２】実施の形態１のターゲットスクリーンの正面図
である。

【図３】実施の形態１の光源の発光波長強度特性を示す
図表である。

【図４】実施の形態１のダイクロイックミラーの分光特
性図である。

【図５】従来例１の蛍光型の落射顕微鏡における照明装
置の構成図である。

【図６】従来例２の紫外線顕微鏡における光源心出し工
具の構成図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ ダイクロイックミラー ３ ターゲットスクリーン ４ バンドパスフィルタ ５ バンドパスフィルタ ６ コレクタレンズ ７ 結像レンズ ８ 投影レンズ ９ 投影レンズ １０ ハーフミラー １１ 紫外線像観察光学系 １２ 対物レンズ １３ 標本 １４ ステージ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA03 EA01 FA02 HA01 HA02 HA09 JA03 KA03 KA05 LA03 MA11 2G059 AA05 BB08 EE01 EE07 FF03 HH03 JJ03 JJ11 JJ13 JJ22 KK04 2H052 AA09 AB24 AC02 AC12 AC27 AC28 AD36

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を保持するステージと、可視域か
   ら紫外域までの波長領域を有する光を出射する光源と、
   該光源からの光により前記ステージに保持された被検体
   を照明する照明レンズ系と、被検体からの光により被検
   体の拡大光学像を結像させる対物レンズ系を含む像形成
   レンズ系と、被検体の紫外線像を観察する観察手段とを
   有する紫外線顕微鏡において、 前記光源から発した光を照明に使用する紫外域の波長の
   光と照明に使用しない波長領域の光とを分離する光分離
   手段と、分離された光のうち照明に使用しない波長領域
   の光の光路上に設けられた光源像の検出手段とを備えた
   ことを特徴とする紫外線顕微鏡。