JP2001166214A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自家蛍光や励起光の迷光や漏光を低減して、
蛍光照明光学系の照明光を効率良く利用して明るい蛍光
観察を可能にする。 【解決手段】 対物レンズ１と、変倍光学系を含む観察
光学系ユニット２と、結像レンズ３と接眼レンズ４を含
む結像光学系ユニット９を備えた観察装置であって、別
体に設けられた蛍光照明装置Ａが脱着可能であり、蛍光
照明装置Ａは、光源１３と、コレクタレンズ群１６と、
光源からの光を対物レンズに入射させる反射部材６と
を、対物レンズ１と観察光学系ユニット２との間の対物
レンズ１の光軸から偏心した位置に配置し、また、光源
１３と反射部材６との間に配置された励起部材８を備
え、試料７から発する蛍光を選択透過する光学部材５
を、対物レンズ１と結像光学系ユニット９の間に配置し
ている光学装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置に関し、
特に、蛍光顕微鏡及び蛍光観察可能な実体顕微鏡を含む
蛍光観察光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、蛍光顕微鏡及び実体顕微鏡下での
蛍光観察は、ミクロ領域の蛍光観察にとどまらず、低倍
率のマクロ領域においても蛍光観察が行なわれるように
なってきている。特にＧＦＰ（Green Fluorescence Pro
tein）やＣＦＰ（Cyan Fluorescence Protein ）、ＹＦ
Ｐ（Yellow Fluorescence Protein ）といった蛍光タン
パク質は、従来の蛍光色素に比べて細胞への毒性が少な
く、褪色が少なく、蛍光の明るさが明るいといった利点
があり、遺伝子研究の分野でもさかんに使用されるよう
になってきた。

【０００３】このように、観察される対象が、ミクロ領
域の細胞レベルから、マクロ領域を対象にしたショウジ
ョウバエやマウスの個体の観察に及ぶことから、一般的
な蛍光顕微鏡観察だけでなく、蛍光観察可能な観察装置
として実体顕微鏡の蛍光観察装置が提案されている。

【０００４】実体顕微鏡は、通常の顕微鏡に比べて、非
常に長い作動距離を有し、立体的な観察が可能という特
徴を有する顕微鏡である。

【０００５】図４３に、従来の実体顕微鏡の蛍光観察装
置を示す。まず、実体顕微鏡の観察光学系は、交換可能
な対物レンズ４１、左右の眼に対応する２つの変倍光学
系４２Ｒ、４２Ｌ、及び、結像レンズ群４３Ｒ、４３
Ｌ、接眼レンズ４４Ｒ、４４Ｌで構成されており、対物
レンズ４１及び変倍光学系４２Ｒ、４２Ｌで試料を拡大
し、結像レンズ４３Ｒ、４３Ｌと接眼レンズ４４Ｒ、４
４Ｌを通して試料４７の像を観察する。

【０００６】対物レンズ４１と変倍光学系４２Ｒ、４２
Ｌ間、及び、変倍光学系４２Ｒ、４２Ｌと結像レンズ４
３Ｒ、４３Ｌ間は、共にアフォーカル光学系で構成され
ており、システム性に優れている。

【０００７】蛍光照明光学系は、光源５１、照明レンズ
５２、励起フィルタ５３、及び、ダイクロイックミラー
５４Ｌを備えている。

【０００８】水銀ランプである光源５１から発せられた
光は、照明レンズ５２によって励起フィルタ５３に導か
れる。励起フィルタ５３は、光源５１からの光の中、試
料４７を励起するために必要な波長の励起光のみ選択的
に透過する。励起フィルタ５３を透過した励起光は、ダ
イクロイックミラー５４Ｌにより変倍光学系４２Ｌに向
けて反射され、変倍光学系４２Ｌと対物レンズ４１によ
り、試料４７に照射される。

【０００９】試料４７では、励起光の照射により、蛍光
色素によって染色された部分から蛍光が発生する。試料
４７から生じた蛍光は、対物レンズ４１によって集光さ
れ、右目観察光路Ｒ及び左眼観察光路Ｌに導かれる。左
目観察光路Ｌに導かれた蛍光は、変倍光学系４２Ｌ、ダ
イクロイックミラー５４Ｌを通過し、吸収フィルタ５５
Ｌに到達する。吸収フィルタ５５Ｌの分光特性によって
蛍光のみが透過するように選択される。そして、特定の
波長の蛍光は結像レンズ４３Ｌで結像され、接眼レンズ
４４Ｌにより蛍光像として観察される。また、右目観察
光路Ｒに導かれた蛍光は、変倍光学系４２Ｒ、ダイクロ
イックミラー５４Ｒを通過し、吸収フィルタ５５Ｒに到
達する。吸収フィルタ５５Ｌと同様に、吸収フィルタ５
５Ｒを透過した蛍光は、結像レンズ４３Ｒで結像され、
接眼レンズ４４Ｒにより蛍光像として観察される。

【００１０】実体顕微鏡だけでなく、通常の蛍光顕微鏡
の構成を図４４に示す。蛍光照明光学系は、光源５１、
照明レンズ５２、励起フィルタ５３、ダイクロイックミ
ラー５４、及び、吸収フィルタ５５を備えている。水銀
ランプである光源５１から発せられた光は、照明レンズ
５２によって、励起フィルタ５３に導かれる。励起フィ
ルタ５３は、光源５１からの光の中、試料４７を励起す
るために必要な波長の励起光のみ選択的に透過する。励
起フィルタ５３を透過した励起光は、ダイクロイックミ
ラー５４により反射され、対物レンズ４１により試料４
７に照射される。試料４７から生じた蛍光は、対物レン
ズ４１によって集光され、ダイクロイックミラー５４を
通過し、吸収フィルタ５５に到達する。吸収フィルタ５
５の分光特性によって蛍光のみが透過するように選択さ
れる。そして、特定の波長の蛍光は結像レンズ４３で結
像され、接眼レンズ４４により蛍光像として観察され
る。

【００１１】図４３の蛍光照明光学系は、光源５１の投
映像を変倍光学系４２Ｌの瞳位置付近に投影し、観察時
の変倍操作や対物レンズ４１の交換によらず、照明範囲
と観察範囲を一致させることができるので、操作性は良
好である。

【００１２】同様に、図４４の蛍光照明光学系では、光
源５１の投影像を対物レンズ４１の瞳位置付近に投影す
るので、対物レンズ４１の交換によらず、照明範囲と観
察範囲を一致させることができる。

【００１３】図４５に、図４３の照明方法とは別に、観
察光路を照明光路として併用しない構成を示す。光源５
１、コレクタレンズ５８、ライトガイドファイバ５９、
励起フィルタ５３、照明範囲可変の照明レンズ５７で構
成されている。光源５１から発した励起光は、コレクタ
レンズ５８によって集光されて、ライトガイドファイバ
５９の入射端面５９ａに導かれる。ライトガイドファイ
バの射出端面５９ｂから出射した光は、照明範囲可変な
照明レンズ５７を通り、励起フィルタ５３によって特定
の波長領域の光のみが選択されて、試料４７に照射され
る。試料４７から発した蛍光は、図４３と同様に、対物
レンズ４１、変倍光学系４２Ｒ、４２Ｌ、吸収フィルタ
５５Ｒ、５５Ｌ、結像レンズ４３Ｒ、４３Ｌ、接眼レン
ズ４４Ｒ、４４Ｌを経て観察される。

【００１４】さらに、観察光学系の変倍光学系と照明光
学系を分離した提案としてＷＯ９９／１３３７０号での
構成を図４６に示す。

【００１５】この装置は、図４６（ａ）に示すように、
対物レンズ４１、観察光学系ユニット４２中の左右の眼
に対応する観察光学系４２Ｌ、４２Ｒ、結像レンズ４３
Ｌ、４３Ｒ、接眼レンズ４４Ｌ、４４Ｒで構成されてい
る。

【００１６】観察光学系４２Ｌ、４２Ｒと結像レンズ４
３Ｌ、４３Ｒの間には吸収フィルタ５０が配置され、蛍
光照明光学系４５は、図４６（ｂ）に示すように、光源
４６からの光を集光し、励起フィルタ４８を透過した励
起光は、偏向部材４９を通って、観察光学系ユニット４
２中に観察光学系４２Ｌ、４２Ｒとは別に配置された励
起光が通過する蛍光照明レンズ群４２Ｆを通り、対物レ
ンズ４１を透過して試料４７を照明する。試料４７から
発した蛍光は、対物レンズ４１を通って、観察光学系４
２Ｌ、４２Ｒ、吸収フィルタ５０を透過し、結像レンズ
４３Ｌ、４３Ｒ、接眼レンズ４４Ｌ、４４Ｒにより観察
される。

【００１７】観察光学系ユニット４２中の観察光学系４
２Ｌ、４２Ｒの変倍操作によって倍率を変化させて観察
する際に、蛍光照明レンズ群４２Ｆ中のレンズ群が、観
察光学系４２Ｌ、４２Ｒの変倍操作と連動して観察範囲
と照明範囲を一致させる構成となっている。なお、図４
６（ｃ）に、観察光学系４２Ｌ、４２Ｒと蛍光照明レン
ズ群４２Ｆの上面図を示す。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】蛍光観察に求められる
ものは、蛍光像の明るさと高いコントラストである。

【００１９】蛍光は通常の反射や透過観察時の光に比べ
てその強度が非常に微弱であるため、蛍光観察が可能な
実体顕微鏡に係わらず、蛍光観察に使用される様々な顕
微鏡において、試料の蛍光像を明るく、かつ、コントラ
スト良く観察できるようにすることは非常に重要であ
る。

【００２０】蛍光の明るさの要素として、対物レンズ等
の光学系には大きな開口数と紫外域から可視域にわたる
高い透過率や照明の効率等が求められている。

【００２１】蛍光像のコントラストが低下する要因の一
つとして、ガラス等の光学部材が励起光によって自ら蛍
光を発生する自家蛍光がある。蛍光観察用の対物レンズ
には、この自家蛍光が小さい硝材を選択して使用する
が、特に負レンズとして使用される高分散、高屈折率の
ガラスは自家蛍光が大きく、紫外域の透過率が低いため
に硝材の選択には制限があり、蛍光用対物レンズ等の光
学系の収差を良好に補正することは光学設計上困難であ
る。

【００２２】したがって、図４３に示した実体顕微鏡
は、立体感のある観察と操作性に優れた長い作動距離と
いう特徴を有するものの、蛍光観察時では、通常の蛍光
顕微鏡に比べて開口数が小さいために蛍光像が暗く、し
かも、図４３に示すように、励起光が通過する光路に変
倍光学系４２Ｌと対物レンズ４１が配置されているため
に、ガラスからの自家蛍光が発生して低いコントラスト
の像になってしまう。しかも、励起光が通過するガラス
の硝路長が長いために、通常の蛍光顕微鏡の対物レンズ
と比較すると、発生する自家蛍光が非常に大きく、さら
に、上述したように開口数は小さいために、蛍光像の明
るさが通常の蛍光顕微鏡に比べて暗く、紫外域の透過率
も低いので、蛍光像のコントラストは通常の蛍光顕微鏡
以上に悪くなってしまうという問題点があった。

【００２３】このように、コントラスト良く観察するに
は、自家蛍光の低減が必須であり、上記問題点を解決す
るものとして従来から提案されている構成を図４５及び
図４６に示す。

【００２４】図４５の蛍光照明光学系は、観察光路中を
励起光が通過しないために、観察光学系から発生する自
家蛍光がないので、コントラストの良い蛍光像が得られ
る。

【００２５】しかしながら、観察光学系の変倍操作によ
る観察範囲の変化と、蛍光照明光学系の照明範囲が連動
して変化しないために、使い勝手が非常に悪く、しか
も、照明光学系にライトガイドファイバを使用している
ために、励起光の照明効率が悪いので、蛍光の観察像が
暗い欠点がある。

【００２６】さらに、励起光の波長を変えて蛍光観察す
る場合、励起フィルタと吸収フィルタをそれぞれ個々に
交換する必要があり、操作性が良くないという問題があ
る。

【００２７】図４６の蛍光照明光学系では、観察光学系
ユニット４２中の観察光学系４２Ｌ、４２Ｒと蛍光照明
光学系専用の蛍光照明レンズ群４２Ｆを備えているため
に、観察光学系４２Ｌ、４２Ｒを直接励起光が通らず自
家蛍光の発生がない。しかしながら、蛍光照明レンズ群
４２Ｆを通過した励起光は、対物レンズ４１に入射する
ために、対物レンズ４１では自家蛍光が発生することに
なる。対物レンズ４１から発生する自家蛍光を抑えるた
めに、自家蛍光の少ない硝材で、対物レンズ４１を設計
した場合、上述したように、従来の対物レンズの光学性
能に比べて、色収差を含めた光学性能を維持することが
できなくなる。

【００２８】対物レンズ４１での自家蛍光の発生を抑え
られない場合、励起光が通過する対物レンズ４１内の領
域と、試料４７から発する蛍光が観察光学系４２Ｌ、４
２Ｒへ導かれる際に対物レンズ４１内を通過する領域と
は、観察範囲のある一部分の領域が重なるので、その領
域から対物レンズ４１の自家蛍光が蛍光像に重なること
になる。その結果、部分的に観察像のコントラストが悪
くなる。この現象は、観察光学系４２Ｌ、４２Ｒの変倍
光学系の倍率によって重なる領域が変化する。通常で
は、変倍光学系の変倍比が低いときは、観察範囲に対し
て部分的に重なり、変倍比が高くなるにつれて観察範囲
全体に対物レンズ４１の自家蛍光が重なる。

【００２９】さらに、観察光学系ユニット４２内での、
蛍光照明レンズ群４２Ｆを励起光が通過する際に、蛍光
照明レンズ群４２Ｆ内のレンズ面で反射された励起光が
迷光や漏光となって、観察光学系４２Ｌ、４２Ｒ内に入
射することも考えられる。この場合、励起光によって観
察光学系４２Ｌ、４２Ｒ内のレンズ及び吸収フィルタ５
０から自家蛍光が発生すると、コントラストの高い蛍光
観察はできない。

【００３０】しかも、観察光学系ユニット４２は、照明
範囲を観察範囲と一致させるために、観察光学系ユニッ
ト４２中の観察光学系４２Ｌ、４２Ｒの変倍のためのレ
ンズ群の移動に連動して移動する構造であるために、励
起光の迷光や漏光をなくすための空間的な遮蔽は困難で
ある。

【００３１】さらに、観察光学系ユニット４２は、従来
使用している実体顕微鏡に蛍光観察装置を組み込むこと
ができず専用の蛍光実体顕微鏡となるので、従来から使
用している実体顕微鏡に、新たに蛍光照明装置を組み合
わせて使用することができないため、互換性及びシステ
ム性に劣る欠点があった。

【００３２】また、蛍光観察可能な実体顕微鏡ではない
が、観察光学系と照明光学系を分離した手術用顕微鏡に
おいて様々な提案がなされている。図４７に、特公平７
−５７２２６号に記載された手術用顕微鏡の構成の例を
示す。

【００３３】手術患部６０は、対物レンズ６１、観察用
変倍光学系６２、ビームスプリッター６３、観察プリズ
ム６４及び接眼レンズ６５からなる観察光学系により観
察される。ここで、ビームスプリッター６３は、観察光
路から写真撮影光路を分岐するためのもので、紙面に垂
直な方向に光軸を持つ図示しない写真撮影光学系に光路
を分岐する。また、手術患部６０を照明する観察用照明
光学系は、光源ランプ６６、第１リレーレンズ６７、照
明変倍光学系６９、照明プリズム７０及び対物レンズ６
１からなり、光源ランプ６６を出射した光はこの観察用
照明光学系を介して手術患部６０を照明する。さらに、
写真撮影用照明光学系は、Ｘｅフラッシュランプ７１、
第２リレーレンズ７２、観察用照明光学系中に挿脱自在
な半反射半透過ミラー６８、照明変倍光学系６９、照明
プリズム７０及び対物レンズ６１よりなり、写真撮影時
には半反射半透過ミラー６８は例えばロータリーソレノ
イド等により破線で示す位置６８’にはね上げられるの
で、Ｘｅフラッシュランプ７１を出射した光はこの写真
撮影用照明光学系を介して手術患部６０を照明する。

【００３４】このような手術用顕微鏡は、実体顕微鏡に
比べて、手術部との距離を長くとるために、作動距離が
長く、かつ、焦点深度が深く、観察光学系の変倍比も実
体顕微鏡の１０倍程度に比べて小さいという特徴があ
る。手術用顕微鏡は、蛍光観察には不向きであり、蛍光
観察可能な実体顕微鏡とは使用される目的も、観察光学
系及び照明光学系に求められる性能も異なる。

【００３５】本発明は従来技術のこのような状況に鑑み
てなされたものであり、その目的は、蛍光照明光学系か
らの励起光による観察光学系内のガラスの自家蛍光や、
励起光の迷光や漏光を低減して、コントラスト良く観察
し、蛍光照明光学系の照明光を効率良く利用して明るい
蛍光観察を可能にし、かつ、操作性及びシステム性に優
れた蛍光顕微鏡及び蛍光観察可能な実体顕微鏡を含む蛍
光観察光学装置を提供することである。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の光学装置は、対物レンズと、変倍光学系を含
む観察光学系ユニットと、結像レンズと接眼レンズを含
む結像光学系ユニットを備えた観察装置と、前記観察装
置に対して脱着可能な蛍光照明装置を備えた光学装置で
あって、蛍光照明装置は、光源と、対物レンズと観察光
学系ユニットとの間であって対物レンズから偏心した位
置に配置され光源からの光を前記対物レンズに入射させ
る反射部材と、光源と反射部材の間に配置され光源から
の照明光を反射部材に導く照明光学系を備えており、照
明光の中特定の波長域の光を選択透過する第１の波長選
択部材を光源と反射部材の間に配置し、試料から発する
蛍光の波長域の光を選択透過する第２の波長選択部材を
対物レンズと結像光学系ユニットの間に配置しているこ
とを特徴とする。

【００３７】また、本発明の第２の光学装置は、第１の
光学装置において、第２の波長選択部材は、蛍光照明装
置に一体に構成されていることを特徴とするものであ
る。

【００３８】また、本発明の第３の光学装置は、第１の
光学装置において、第２の波長選択部材が第１の波長選
択部材と一体に構成されていることを特徴とする。

【００３９】

【発明の実施の形態】まず、この第１から第３の光学装
置の作用を説明する。上述した蛍光像のコントラストを
改善するために、観察光学系ユニット内の光学系に蛍光
照明装置からの励起光を極力通さないことが重要とな
る。そこで、図１（ａ）に側面図、図１（ｂ）に正面図
を示すように、第１の光学装置は、対物レンズ１と、変
倍光学系を含む観察光学系ユニット２と、結像レンズ３
と接眼レンズ４を含む結像光学系ユニット９を備えた観
察装置と、この観察装置に対して脱着可能な蛍光照明装
置Ａを備えている。蛍光照明装置Ａは、光源１３と、コ
レクタレンズ群１６を含む複数のレンズ群と反射部材を
有する照明光学系を備えている。観察光学系ユニット２
と対物レンズ１の間であって対物レンズ１の観察光軸か
ら偏心した位置には、励起光を反射するための反射部材
６が配置されており、照明光を反射して試料７を照明す
る。光源１３と反射部材６の間には、試料７を照明する
波長を選択透過する、第１の波長選択部材である励起フ
ィルタ８が配置されている。また、対物レンズ１と結像
光学系ユニット９の間には、試料７から発する蛍光を選
択透過する、第２の波長選択部材である吸収フィルタ５
が配置されている。

【００４０】対物レンズ１と変倍光学系を含む観察光学
系ユニット２は、無限遠光学系で構成され、その変倍光
学系はアフォーカル光学系で構成されている。

【００４１】この第１の光学装置においては、蛍光照明
装置Ａからの励起光が、変倍光学系を含む観察光学系ユ
ニット２を通らずに、観察光学系ユニット２と対物レン
ズ１の間から対物レンズ１の光軸から偏心した位置にあ
る反射部材６によって対物レンズ１に入射して試料７を
照明するので、観察光学系ユニット２で自家蛍光が発生
しない。

【００４２】また、第２の光学装置においては、蛍光を
選択透過する第２の波長選択部材である吸収フィルタ５
を蛍光照明装置Ａと一体化したユニットとして構成する
ことで、従来の観察装置にも容易に蛍光照明装置Ａが組
み合わされ、汎用性が高くなる。また、蛍光観察可能な
観察装置として観察が可能となることから、システム性
に優れる。

【００４３】第３の光学装置においては、第２の波長選
択部材である吸収フィルタ５と第１の波長選択部材であ
る励起フィルタ８を一体化したユニットとして構成する
ことにより、システムの取り扱いが容易になる。また、
システムの構成が簡素化されるため、コストを削減する
ことができる。

【００４４】本発明の第４の光学装置は、第１又は第２
の光学装置において、試料を載せる架台と、架台に設置
された支柱と、支柱に保持され試料と対物レンズの間隔
を変化させる準焦部ユニットを有し、準焦部ユニットは
蛍光照明装置を保持し、蛍光照明装置は観察装置を保持
することを特徴とするものである。

【００４５】この第４の光学装置の作用を説明する。図
１に示すように、蛍光観察可能な光学装置は、試料７と
対物レンズ１の間隔を変化させる準焦部ユニット１９、
試料７を載せる架台１０と架台１０に設置された支柱１
１を有する。そして、支柱１１を介して準焦部ユニット
１９が保持され、その準焦部ユニット１９は蛍光照明装
置Ａを保持し、蛍光照明装置Ａは、対物レンズ１、観察
光学系ユニット２、結像光学系ユニット９を保持する構
成になっている。

【００４６】この第４の光学装置においても、蛍光を選
択透過する第２の波長選択部材である吸収フィルタ５を
蛍光照明装置Ａと一体化したユニットとして構成するこ
とで、従来の観察装置にも蛍光照明装置Ａを容易に組み
合わせることができ、蛍光観察可能な観察装置として観
察が可能となり、システム性に優れる。また、蛍光照明
装置Ａを配置するスペースである、観察光学系ユニット
２と準焦部ユニット１９の間は、従来特に利用されるこ
とのない空間であった。そのため、ここに蛍光照明装置
Ａを配置することで、光学装置の大型化が避けられ、周
りの空間を犠牲にすることがない。

【００４７】本発明の第５の光学装置は、第１の光学装
置において、観察光学系ユニット及び結像光学系ユニッ
トは一対のレンズユニットで構成され、該一対のレンズ
ユニットは対物レンズの光軸に平行にかつ対称に配置さ
れていることを特徴とするものである。

【００４８】この第５の光学装置の作用を図２（ａ）を
用いて説明する。図２（ａ）に示すように、第５の光学
装置では、対物レンズ１を単体で、左右の観察光学系を
２Ｌ、２Ｒ、左右の蛍光を選択透過する第２の波長選択
素子である吸収フィルタを２５Ｌ、２５Ｒ、左右の結像
レンズを３Ｌ、３Ｒ、左右の接眼レンズを４Ｌ、４Ｒで
構成している。よって、観察光学系ユニット及び結像光
学系ユニットは一対のレンズユニットを有することにな
る。

【００４９】なお、観察光学系は観察光学系ユニット内
にある光学系のことであって、変倍光学系の他にリレー
光学系あるいは光路分割素子を備えることもある。

【００５０】図２（ａ）において、左側のレンズユニッ
ト（２Ｌ、２５Ｌ、３Ｌ、４Ｌ）と右側のレンズユニッ
ト（２Ｒ、２５Ｒ、３Ｒ、４Ｒ）は、対物レンズ１の中
心軸でもある光軸を挟んで左右に配置されている。この
とき、両レンズユニットの光軸からの距離は左右ともに
等距離であって、それぞれのレンズユニットは対物レン
ズ１の光軸に平行に配置されている。よって、対物レン
ズの光軸に対称に配置されていることになる。このよう
な構成を採ることによって、第５の光学装置はガリレオ
型の実体顕微鏡となるため、試料を立体的に観察するこ
とが可能になる。

【００５１】本発明の第６の光学装置は、第１の光学装
置において、対物レンズ、観察光学系ユニット及び結像
光学系ユニットは一対のレンズユニットで構成され、各
々のレンズユニットは試料面に垂直な軸に対して傾斜し
てかつ対称に配置されていることを特徴とする。

【００５２】この第６の光学装置の作用を図３を用いて
説明する。図３（ａ）に正面図、図３（ｂ）に側面図を
示す。第６の光学装置は、図３に示すように、左右の対
物レンズ１Ｌ、１Ｒ、左右の観察光学系２Ｌ、２Ｒ、左
右の蛍光を選択透過する光学部材５Ｌ、５Ｒ、左右の結
像レンズ３Ｌ、３Ｒ、左右の接眼レンズ４Ｌ、４Ｒで構
成している。

【００５３】よって、対物レンズ、前記光学観察系ユニ
ット及び前記結像光学系ユニットは一対のレンズユニッ
トを有することになる。

【００５４】そして、左側のレンズユニット（１Ｌ、２
Ｌ、５Ｌ、３Ｌ、４Ｌ）と右側のレンズユニット（１
Ｒ、２Ｒ、５Ｒ、３Ｒ、４Ｒ）は、試料７に垂直な軸を
挟んで左右に配置されている。このとき、試料７に垂直
な軸に対してαの同じ角度で傾いて配置されている。よ
って、試料７に垂直な軸に対称に配置されていることに
なる。

【００５５】このような構成をとることによって、第６
の光学装置はグリノー型の実体顕微鏡となるため、試料
を立体的に観察することが可能になる。

【００５６】本発明の第７の光学装置は、第５の光学装
置において、レンズユニットの各々の光軸を含む面が対
物レンズの光軸から偏心して位置するように、観察光学
系ユニット及び結像光学系ユニットを配置したことを特
徴とするものである。

【００５７】この第７の光学装置の作用を説明する。第
７の光学装置では、図４（ａ）に示すように、対物レン
ズ１の光軸に対して２つの独立した観察光学系の光軸を
含む平面が反射部材６とは反対の方向へ偏心して配置さ
れている。

【００５８】すなわち、図４（ａ）において、上側の図
は対物レンズ１の反射部材６が配置されている付近での
断面図、下側の図は側面図であり、図中、１は対物レン
ズ、２₁ 、２₂ は一対のユニットで構成されている２つ
の独立した観察光学系に導かれる光束の領域、２₃ は反
射部材６によって偏向された励起光が通過する領域、Ｏ
は対物レンズ１の光軸位置、Ｅは観察光学系の瞳位置と
共役な蛍光照明装置Ａ内の照明光学系の瞳位置を示し、
側面図は対物レンズ１内の励起光の光路を示してある。
図４（ａ）に示すように、２つの独立した観察光学系の
光軸を含む平面が、対物レンズ１の光軸Ｏに対して、反
射部材６とは反対の方向へ偏心して配置されることで、
蛍光照明装置Ａからの励起光が反射部材６によって偏向
されて対物レンズ１に入射して試料７を照明する際に、
対物レンズ１内での励起光の光線Ｌ’、Ｕ’が共にケラ
レずに照明することが可能となる。

【００５９】一方、図４（ｂ）は、対物レンズ１の光軸
が、２つの独立した観察光学系の光軸を含む平面から偏
心していない様子を示している。この場合、瞳位置Ｅに
入射する角度の大きな励起光の光線Ｕ’は対物レンズ１
内でケラレてしまうので、観察範囲を照明することがで
きない。

【００６０】本発明の第８の光学装置は、第１の光学装
置において、前記蛍光照明装置内の照明光学系は、前記
観察光学系ユニット内の観察光学系の変倍操作によって
変化する観察範囲と前記照明光学系の照明範囲が略一致
するように、照明光学系内の少なくとも１つのレンズ群
が移動する構成を備えていることを特徴とするものであ
る。

【００６１】この第８の光学装置の作用を説明する。第
８の光学装置では、蛍光照明装置が移動機構を備えると
共に、照明光学系が少なくとも１つの移動レンズ群を有
している。照明光学系によって投影される光源の投影位
置は、観察光学系の瞳位置と略共役になるようにするの
が好ましい。これは、光源の投影位置と観察光学系の瞳
位置が略共役になっていないと、照明光束の中周辺部の
光束が試料に達しないからである。第８の光学装置で
は、観察光学系の変倍操作により観察光学系の瞳位置が
変動しても、照明光学系内の少なくとも１つのレンズ群
を図１に示す移動機構１５’によって移動させることが
できるので、照明光学系の瞳位置と観察光学系の瞳位置
を略一致させることができる。その結果、観察範囲と照
明範囲を略同じにすることができ、従来の蛍光顕微鏡と
同様の観察像を得ることができる。

【００６２】本発明の第９の光学装置は、第８の光学装
置において、照明光学系は、光源からの光を集光するコ
レクタレンズ群と、光源の１次像を作るための第１リレ
ーレンズ群と、光源の１次像をリレーするための第２リ
レーレンズ群を備え、前記第１リレーレンズ群中に、第
１の反射部材が配置され、光源の１次像近傍に開口絞り
が配置され、第２リレーレンズ群中に少なくとも１つの
移動可能なレンズ群と第２の反射部材が配置され、照明
光学系内で第１の波長選択部材を交換可能に配置したこ
とを特徴とするものである。

【００６３】この第９の光学装置の作用を説明する。図
５、図６は第９の光学装置の配置を示すものである。図
５において、照明光学系は、光源１３から順に、光源１
３からの光を集光するコレクタレンズ群Ｇ０、光源１３
の１次像を作るための第１リレーレンズ群Ｇ１、光源１
３の１次像をリレーするための第２リレーレンズ群Ｇ
２、及び、観察光学系２Ｌ 、2 Ｒと対物レンズ１の間
に配置された反射部材６で構成されている。そして、第
１リレーレンズ群Ｇ１中には、第１の反射部材Ｍ１が配
置されている。光源１３の１次像近傍に開口絞りＡＳが
配置され、第２リレーレンズ群Ｇ２中には、移動可能な
レンズ群Ｌ２２と第２の反射部材Ｍ２が配置されてい
る。また、照明光学系内には、第１の波長選択部材であ
る励起フィルタ８、８’が配置され、矢印で示すように
交換可能に配置構成されている。

【００６４】このように、光源１３より発した照明光
は、コレクタレンズ群Ｇ０によって集光され、第１リレ
ーレンズ群Ｇ１中に配置された励起フィルタ８によって
試料７を照明する波長が選択透過されていわゆる励起光
となる。第１リレーレンズ群Ｇ１は光源１３の１次像を
形成し、この近傍に開口絞りが配置される。第２リレー
レンズ群Ｇ２はこの１次像を観察光学系２Ｌ、２Ｒの瞳
位置と略共役な位置であるその近傍に投影する。

【００６５】観察光学系は変倍光学系を有しており、観
察像の大きさを変化させることができるが、変倍を行う
と、観察光学系２Ｌ、２Ｒの瞳位置及び瞳径の大きさが
変化する。このままだと、光源１３の投影位置は観察光
学系２Ｌ、２Ｒの瞳位置と共役にならない。そこで、光
源１３の２次像をその瞳位置と共役な位置に一致させ、
かつ、瞳径の大きさに対して光源像を最適な大きさにす
るために、第２リレーレンズ群Ｇ２内に配置されたレン
ズ群Ｌ２２を移動機構１５’によって図５（ｂ）に示す
ように光軸方向に移動させることができる。このよう
に、第２リレーレンズ群Ｇ２内のレンズ群Ｌ２２を観察
光学系の変倍に連動して光軸方向に移動させることによ
って、観察光学系２Ｌ、２Ｒの変倍操作による観察範囲
の変化に対応して、照明範囲が連動して変化し、しか
も、観察光学系２Ｌ、２Ｒの瞳径に対して光源１３の投
影像の大きさが略一致して瞳径を満たすようになるため
に、操作性に優れ、明るい蛍光観察が可能となる。

【００６６】なお、光源１３の１次像近傍に配置された
開口絞りＡＳは、励起光の照明強度を調節する機能とし
て作用する。

【００６７】照明光学系を上述した構成にすることによ
り、照明光学系はケーラー照明系として機能するため、
明るくむらのない照明を行うことができる。

【００６８】本発明の第１０の光学装置は、第１又は第
９の光学装置において、コレクタレンズ群と光源との間
隔を変化させて、光源の投影位置と試料を略一致させる
クリティカル照明が可能となることを特徴とするもので
ある。

【００６９】本発明の第１１の光学装置は、第１０の光
学装置において、コレクタレンズ群が光源に対して、観
察光学系ユニット内の観察光学系の変倍操作に対して独
立して移動可能であって、蛍光照明光学系における光源
に最も近い試料の共役位置と光源までの間隔をＤとし、
以下の条件を満足することを特徴とするものである。

【００７０】｜Ｄ｜≦３ｍｍ この第１０、第１１の光学装置の作用を説明する。第１
０の光学装置は、コレクタレンズ群Ｇ０と光源１３の間
隔を変化させることができる移動機構１５を備えてい
る。このような構成をとることで、光源の投影位置と試
料面を略一致させることができるので、いわゆるクリテ
ィカル照明を実現できる。よって、観察範囲を全て照明
できるケーラー照明と、中心部のみをより明るく照明が
可能なクリティカル照明を、必要に応じて選択すること
ができるので、操作性に優れる。特に、クリティカル照
明にした場合は、暗い蛍光像をより明るく観察できる。

【００７１】さらに、第１１の光学装置は、コレクタレ
ンズ群Ｇ０と光源１３の間隔変化は、観察光学系の変倍
操作に対応して移動するレンズ群とは独立している他、
照明光学系における試料の光源に最も近い共役位置と光
源１３の間隔Ｄを ｜Ｄ｜≦３ｍｍ とすることで、光源１３から射出された開口数の大きな
光をコレクタレンズ群Ｇ０で無駄なく取り込みながら、
光源１３とコレクタレンズ群Ｇ０の間隔を変化させてク
リティカル照明を可能にすることができる。この結果、
観察範囲を全て照明できるケーラー照明と、中心部のみ
をより明るく照明できるクリティカル照明が選択可能に
なり、操作性が良くなる他、暗い蛍光像をより明るく観
察できる。

【００７２】本発明の第１２の光学装置は、第３の光学
装置において、第１の波長選択部材と第２の波長選択部
材が連動して切り換わる機構を備えていることを特徴す
るものである。

【００７３】この第１２の光学装置の作用を説明する。
この光学装置では、第１の波長選択部材である励起フィ
ルタ８と第２の波長選択部材である吸収フィルタ５が連
動して切り換わる機構を備えている。このように、励起
フィルタ８と吸収フィルタ５が連動して光路上に挿脱さ
れることで、蛍光色素に対応した励起フィルタ８と吸収
フィルタ５の最適な組み合わせが容易に選択でき、操作
性が大幅に向上する。

【００７４】本発明の第１３の光学装置は、対物レンズ
と、変倍光学系を含む観察光学系ユニットと、結像レン
ズと接眼レンズを含む結像光学系ユニットを備えた観察
装置と、前記観察装置に対して脱着可能な蛍光照明装置
を備えた光学装置であって、蛍光照明装置は、光源と、
前記対物レンズに近接して配置された先端照明部と、前
記光源と前記先端照明部の間に配置され前記光源からの
照明光を前記先端照明部に導く照明光学系と備えてお
り、前記照明光の中特定の波長域の光を選択透過する第
１の波長選択部材を前記光源と前記先端照明部の間に配
置し、試料から発する蛍光の波長域の光を選択透過する
第２の波長選択部材を前記対物レンズと前記結像光学系
ユニットの間に配置し、前記先端照明部は、前記観察光
学系ユニット内の観察光学系の中心位置と前記蛍光照明
装置による照明光の中心位置が前記試料面上で一致する
ように前記対物レンズの周囲に配置され、前記照明光学
系は少なくとも１つの移動レンズ群と移動機構を備え、
前記観察光学系の変倍に伴い前記移動レンズが移動して
観察範囲と照明範囲が略一致することを特徴とするもの
である。

【００７５】本発明の第１４の光学装置は、第１３の光
学装置において、第２の波長選択部材は、蛍光照明装置
に一体に構成されていることを特徴とするものである。

【００７６】本発明の第１５の光学装置は、第１４の光
学装置において、第２の波長選択部材が、第１の波長選
択部材と一体に構成されていることを特徴とするもので
ある。

【００７７】本発明の第１６の光学装置は、第１３の光
学装置において、蛍光照明装置は、光源からの光を前記
対物レンズを介さずに先端照明部を通過して試料を照明
することを特徴とするものである。

【００７８】この第１３、第１４、第１５、第１６の光
学装置の作用を図６を用いて説明する。図６（ａ）は側
面図、図６（ｂ）は正面図である。

【００７９】第１３の光学装置は、対物レンズ１と、変
倍光学系を含む観察光学系ユニット２Ｌ、2 Ｒと、結像
レンズ３Ｌ、３Ｒと接眼レンズ４Ｌ、４Ｒを含む結像光
学系ユニット９を備えた観察装置と、この観察装置に対
して脱着可能な蛍光照明装置Ａを備えている。蛍光照明
装置Ａは、光源１３と、コレクタレンズ群Ｇ０を含む複
数のレンズ群と、反射部材を有する照明光学系を備えて
いる。さらに、蛍光照明装置Ａは、対物レンズ１に近接
して配置された先端照明部Ｂを備えている。また、光源
１３と先端照明部Ｂの間には、試料７へ照明する波長を
選択透過する第１の波長選択部材、すなわち、励起フィ
ルタ２３が配置されている。蛍光照明装置Ａは、試料面
で観察光学系の中心位置と照明光学系の照明中心位置が
一致するように試料７を照明する。試料７から発した蛍
光は、蛍光波長を選択透過する第２の波長選択部材であ
る吸収フィルタ２５Ｌ、２５Ｒを通る。なお、吸収フィ
ルタ２５Ｌ、２５Ｒは対物レンズ１と結像光学系ユニッ
ト９の間に配置されている。また、観察光学系の変倍操
作に伴い、蛍光照明装置Ａに設けられた少なくとも１つ
のレンズ群が変倍操作に連動して移動し、観察範囲と照
明範囲が略一致するように、移動機構１５’を備えてい
る。このように、観察範囲と照明範囲が略一致する機構
を備えているので、効率の良い照明が可能となる。

【００８０】第１４の光学装置は、第１３の光学装置に
おいて、蛍光を選択透過する第２の波長選択部材である
吸収フィルタ２５Ｒ、２５Ｌを蛍光照明装置Ａと一体化
して一つのユニットとして構成することにより、従来の
観察装置にも容易に蛍光照明装置Ａが組み合わせられ
る。よって、従来蛍光観察ができなかった光学装置にお
いても、蛍光観察が可能となる。

【００８１】第１５の光学装置は、第１３の光学装置に
おいて、第２の波長選択部材である吸収フィルタ２５
Ｒ、２５Ｌと第１の波長選択部材である励起フィルタを
図１と同様に一体化して一つのユニットにすることによ
り、フィルタ交換が容易になるというようにシステムの
取り扱いが容易になる。

【００８２】本発明の第１６の光学装置では、励起光が
対物レンズ１を通過せずに、蛍光照明光学系内の先端照
明部Ｂを通って試料７を照明するために、対物レンズ
１、観察光学系２Ｌ、２Ｒからの自家蛍光の発生がな
い。よって、コントラストの高い試料像の観察が可能と
なる。

【００８３】本発明の第１７の光学装置は、第１３の光
学装置において、先端照明部はレンズを備え、先端照明
部内の少なくとも１つのレンズ光軸が、先端照明部の光
軸に対して偏心して配置されたことを特徴とするもので
ある。

【００８４】本発明の第１８の光学装置は、第１３の光
学装置において、先端照明部内に、平面のみで構成され
ると共に、入射光を屈折作用のみによって射出する光学
部材が配置されていることを特徴とするものである。

【００８５】この第１７、第１８の光学装置の作用を説
明する。第１７の光学装置では、図６（ａ）に示すよう
に、先端照明部Ｂ内のレンズＢ１、Ｂ２が、先端照明部
Ｂの光軸に対して偏心して配置されている。また、第１
８の光学装置では、図７（ａ）に示すように、くさびプ
リズムＰ７、Ｐ８が先端照明部Ｂに配置されている。こ
のように光学素子を配置することによって、蛍光照明光
学系の光軸と対物レンズ１の光軸が試料面で一致させる
ことができるので、効率の良い照明が可能となる。

【００８６】本発明の第１９の光学装置は、第１３の光
学装置において、先端照明部内に、平面のみで構成され
ると共に、入射光を屈折作用と反射作用によって射出す
る光学部材が配置されていることを特徴とするものであ
る。

【００８７】この第１９の光学装置の作用を説明する。
図７（ｂ）に示すように、第１９の光学装置では、先端
照明部Ｂ内に、少なくとも一つの偏向プリズムＰ６が配
置されている。偏向プリズムＰ６に入射した励起光は，
偏向プリズムＰ６の第１面ａで屈折し、偏向プリズムＰ
６の第２面ｂで全反射され、偏向プリズムＰ６の第３面
ｃで反射して、再び偏向プリズムＰ６の第２面ｂを透過
屈折して射出して試料を照明する。

【００８８】このように、第１９の光学装置では、偏向
プリズムＰ６を使用することで、先端照明部Ｂを簡単な
構成にすると共に、コンパクトに構成することが可能で
ある。また、ｂ面が全反射面として作用するために、反
射ミラーを用いた場合に比べ、励起光強度の損失が少な
くなる。

【００８９】本発明の第２０の光学装置は、第１３の光
学装置において、蛍光照明光学系側から順に、対物レン
ズの光軸と前記先端照明部の照明光軸を含む平面に垂直
な平面内に、前記照明光軸を偏向させる第１の偏向部材
と、前記第１の偏向部材によって偏向された前記照明光
軸を、試料面に対して斜めにかつ前記対物レンズの光軸
を含む平面内に偏向するための第２の偏向部材を配置し
たことを特徴とするものである。

【００９０】本発明の第２１の光学装置は、第２０の光
学装置において、さらに、前記第１の偏向部材よりも光
源側の先端照明部内の光軸と前記対物レンズの光軸を含
む平面に、直交する平面内に光軸を偏向するための第３
の偏向部材を少なくとも２つ備えたことを特徴とするも
のである。

【００９１】この第２０、第２１の光学装置の作用を説
明する。第２０の光学装置は、第１３の光学装置におい
て、先端照明部Ｂに２つの偏光部材を備えている。図８
（ａ）に側面図、図８（ｂ）に正面図を示すように、先
端照明部Ｂに入射した照明光は偏向部材であるプリズム
Ｐ４、Ｐ５によって試料７上に導かれる。プリズムＰ
４、Ｐ５によって対物レンズ１の光軸から離れた位置に
照明光の光軸を設定できるので、光源を観察装置から離
すことができる。また、先端照明部Ｂをコンパクトに構
成することができる。

【００９２】第２１の光学装置は、図８（ｃ）に側面
図、図８（ｄ）に正面図を示すように、プリズムＰ４よ
りも光源側に別の偏向部材である２つのプリズムＰ２、
Ｐ３を配置して、プリズムＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の順
に経て偏向を繰り返すもので、光源を観察装置からさら
に離すことができる他に、照明光路のレイアウトの自由
度が増えるので、照明性能を維持しつつ先端照明部をコ
ンパクトにすることができる。

【００９３】本発明の第２２の光学装置は、第１３の光
学装置において、前記先端照明部内に、少なくとも２つ
のトーリック面を持つ光学部材を配置したことを特徴と
するものである。

【００９４】本発明の第２３の光学装置は、第１３の光
学装置において、前記先端照明部内に、少なくとも１つ
の光軸に対して非対称な面を持つ光学部材を配置したこ
とを特徴とするものである。

【００９５】この第２２、第２３の光学装置の作用を説
明する。第２２の光学装置は、第１３の光学装置におい
て、先端照明部Ｂに２つのトーリック面を持つ光学部材
備えている。図９に示すように、先端照明部に入射した
照明光は２つのトーリック面を持つトーリックレンズＢ
２に入射する。ここで、トーリックレンズＢ２の一方の
面の曲率半径と他方の面の曲率は、同じであっても異な
っていてもよい。一方の面の曲率半径と他方の面の曲率
が異なる場合、トーリックレンズＢ２を通過した光束は
楕円になる。よって、試料７に対して照明光（励起光）
が斜めに照射される場合（偏斜照明）であっても、試料
７上の照明領域を円形にすることができる。

【００９６】第２３の光学装置は、第１３の光学装置に
おいて、先端照明部Ｂに非対称な面を持つ光学素子を備
えている。トーリックレンズと同様の作用効果が得られ
る。また、偏斜照明に対しては収差補正能力が高いの
で、照明領域をより均一に照明することができる。

【００９７】本発明の第２４の光学装置は、第２２の光
学装置において以下の条件を満足するものである。

【００９８】Ｆｙ＜Ｆｘ ０．８＜（Ｆｙ／Ｆｘ）／ｃｏｓθ＜１．２ ここで、θは先端照明部Ｂの照明光学系の光軸と対物レ
ンズ１の光軸とのなす角度である。また、Ｆｘは先端照
明部Ｂの焦点距離であって、回転対称光学系で構成され
た照明光学系で照明したときに試料上に形成される楕円
形状の照明範囲の短軸方向における焦点距離である。ま
た、Ｆｙは先端照明部Ｂの焦点距離であって、短軸方向
と直交する長軸方向における焦点距離であるまた、本発
明の第２５の光学装置は、第２２の光学装置において以
下の条件を満足するものである。

【００９９】｜Ｍｙ｜＜｜Ｍｘ｜ ０．８＜（｜Ｍｙ｜／｜Ｍｘ｜）／ｃｏｓθ＜１．２ ここで、θは先端照明部Ｂの照明光学系の光軸と対物レ
ンズの光軸とのなす角度である。また、Ｍｘは先端照明
部Ｂの光学系における投影倍率であって、回転対称光学
系において角度θで照明したときに試料上に形成される
楕円状の照明範囲の短軸方向の投影倍率で、試料をＩ、
先端照明部Ｂによる試料像をＩｘ’とするとき、Ｍｘ＝
Ｉ／Ｉｘ’で求まる倍率である。また、Ｍｙは短軸方向
と直交する長軸方向の投影倍率であって、試料をＩ、先
端照明部Ｂによる試料像をＩｙ’とするとき、Ｍｙ＝Ｉ
／Ｉｙ’で求まる倍率である。

【０１００】この第２４、第２５の光学装置の作用を説
明する。照明光学系を回転対称な円形形状の光学部材で
構成し、試料の斜め方向から照明光を照射した場合、試
料上で照明光束は楕円になる。一方、観察範囲は円形で
あるから、照明範囲（楕円）と観察範囲（円）が一致し
ない。そこで、光学装置の先端照明部を上記条件を満足
するようにすることによって、照明範囲の形状を略円形
にすることができる。その結果、先端照明部の射出側の
光軸が対物レンズの光軸に対して傾いていても、十分に
効率の良い照明が可能となる。

【０１０１】本発明の第２６の光学装置は、第１３の光
学装置において、先端照明部の光学系の焦点距離をＦ、
対物レンズの焦点距離をＦobとするとき、以下の条件を
満足することを特徴とするものである。

【０１０２】０．７≦Ｆob／Ｆ≦１．２ 本発明の第２７の光学装置は、第１３の光学装置におい
て、先端照明部により照明される面積をＳ、対物レンズ
で観察する範囲の面積をＳobとするとき、以下の条件を
満足することを特徴とするものである。

【０１０３】０．５≦Ｓob／Ｓ≦１．４ この第２６、第２７の光学装置の作用を説明する。光学
装置の対物レンズは交換可能である。よって、別の対物
レンズが用いられた場合、観察範囲や作動距離が異なる
ため、先端照明部も使用する対物レンズに応じて交換可
能に構成することが望ましい。このとき、先端照明部が
上記条件を満足することによって、対物レンズの交換に
よって観察範囲や作動距離が変化しても、照明光の照明
範囲や照明強度が最適に調整された状態でケーラー照明
が行える。

【０１０４】本発明の第２８の光学装置は、第１３の光
学装置において、先端照明部内のレンズ群に、対物レン
ズの試料に最も近いレンズ群の一部の領域を先端照明部
のレンズ群と共有することを特徴とするものである。

【０１０５】この第２８の光学装置の作用を説明する。
先端照明部は対物レンズの外周に近接して配置されてい
る。そのため、対物レンズの最も試料に近いレンズと先
端照明部のレンズ群の水平位置は略同じになる。そこ
で、対物レンズの最も試料に近いレンズの径を大きく
し、対物レンズの周辺部を先端照明部のレンズ群として
使用することができる。このように構成することによっ
て、試料上で先端照明部の光軸と対物レンズの光軸を一
致させることができる。

【０１０６】本発明の第２９の光学装置は、第１３の光
学装置において、試料を載せる架台と、架台に設置され
た支柱と、支柱に保持され試料と対物レンズの間隔を変
化させる準焦部ユニットを有し、準焦部ユニットは蛍光
照明装置を保持し、蛍光照明装置は観察装置を保持する
ことを特徴とするものである。

【０１０７】この第２９の光学装置の作用は、第４の光
学装置で説明した通りである。

【０１０８】本発明の第３０の光学装置は、第１３の光
学装置において、観察光学系ユニット及び結像光学系ユ
ニットは一対のレンズユニットで構成され、該一対のレ
ンズユニットは対物レンズの光軸に平行にかつ対称に配
置されていることを特徴とするものである。

【０１０９】この第３０の光学装置の作用は、第５の光
学装置で説明した通りである。

【０１１０】本発明の第３１の光学装置は、第１３の光
学装置において、対物レンズ、観察光学系ユニット及び
結像光学系ユニットは一対のレンズユニットで構成さ
れ、各々のレンズユニットは試料面に垂直な軸に対して
傾斜してかつ対称に配置されていることを特徴とするも
のである。

【０１１１】この第３１の光学装置の作用は、第６の光
学装置で説明した通りである。

【０１１２】本発明の第３２の光学装置は、第１３の光
学装置において、照明光学系は、光源からの光を集光す
るコレクタレンズ群と、光源の１次像を作るための第１
リレーレンズ群と、光源の１次像をリレーするための第
２リレーレンズ群を備え、光源の１次像近傍に開口絞り
が配置され、第２リレーレンズ群中に少なくとも１つの
移動可能なレンズ群を備えたことを特徴とするものであ
る。

【０１１３】この第３２の光学装置の作用を説明する。
図６に示すように、照明光学系は、光源１３、光源１３
からの光を集光するコレクタレンズ群Ｇ０、光源１３の
１次像を作るための第１リレーレンズ群Ｇ１、光源１３
の１次像をリレーするための第２リレーレンズ群Ｇ２、
先端照明部Ｂを備えている。第１リレーレンズ群Ｇ１中
には、光源１３からの光を選択透過する励起フィルタ２
３が配置されている。光源１３の１次像近傍には開口絞
りＡＳが配置され、第２リレーレンズ群Ｇ２中に少なく
とも１つの移動可能なレンズ群２２と、このレンズ群２
２を移動させる移動機構１５’を備えている。

【０１１４】この構成においては、観察光学系の変倍操
作により観察範囲が変化しても、照明光学系内の少なく
とも１つのレンズ群２２を移動させることにより、光源
の２次像の投影位置が観察光学系の瞳位置と共役な位置
に略一致すると共に、照明光学系の投影倍率が変化し
て、観察範囲と照明範囲を略同じにすることができる。
よって、従来と変わらず、ケーラー照明とすることがで
きるので、従来の蛍光顕微鏡と同様の照明性能と操作性
を得ることができる。

【０１１５】本発明の第３３の光学装置は、第１３又は
第３２の光学装置において、前記コレクタレンズ群と光
源との間隔を変化させて、光源の投影位置と試料を略一
致させるクリティカル照明が可能となることを特徴とす
るものである。

【０１１６】この第３３の光学装置の作用は、第１０の
光学装置で説明した通りである。

【０１１７】本発明の第３４の光学装置は、第３３の光
学装置において、コレクタレンズ群が、光源に対して、
観察光学系ユニット内の観察光学系の変倍操作に対して
独立して移動可能であって、照明光学系における光源に
最も近い試料の共役位置と光源までの間隔をＤとし、以
下の条件を満足することを特徴とするものである。

【０１１８】｜Ｄ｜≦３ｍｍ この第３４の光学装置の作用は、第１１の光学装置で説
明した通りである。

【０１１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光学装置の実施
例について説明する。

【０１２０】（実施例１）本発明の光学装置の実施例１
の構成を図１０に示す。図１０（ａ）は光学装置の正面
図であって、蛍光を観察する光学系のみを示している。
また、図１０（ｂ）光学装置全体を側面から見たときの
図である。また、図１１（ａ）は実施例１の光学装置で
蛍光照明装置を使用しない場合の構成における側面図、
図１１（ｂ）は実施例１の光学装置に用いられる架台受
けの構成を示している。

【０１２１】実施例１の光学装置は、架台１０、架台受
け１４、支柱１１、準焦部ユニット１９、観察装置Ｃ、
蛍光照明装置Ａ、で構成されている。

【０１２２】架台１０は、試料を載せるステージとして
の役割と、架台受け１４を介して支柱１１を保持する役
割を持っている。架台受け１４には、図１１（ｂ）示す
ように、支柱１１を挿入するするための挿入孔が２つ設
けられている。挿入孔の形状は支柱１１の形状と一致し
ており、円形でも多角形でも構わない。

【０１２３】架台受１４が架台１０に取り付けられた状
態において、試料７から遠い位置に設けられた挿入孔１
４ａは蛍光照明装置Ａを使用する場合に用いられる。一
方、試料７に近い位置に設けられた挿入孔１４ｂは蛍光
照明装置Ａを使用しない場合に用いられる。ここで、挿
入孔１４ａと挿入孔１４ｂの間隔は、蛍光観察装置Ａの
使用の有無に係わらず、架台１０上の同じ位置に置かれ
ている試料７の真上に観察装置Ｃが位置するように設定
されている。よって、蛍光照明装置Ａを使用している状
態の図１０（ａ）と蛍光照明装置Ａを使用していない状
態の図１１（ａ）を比較して分かるように、何れの状態
においても、試料７の位置を移動させることなく観察装
置Ｃを介して試料の観察が行える。

【０１２４】図１０に示す光学装置の中には、架台１０
の内部に透過照明光学系を設けて、試料７を架台１０側
から照明して透過照明観察が行えるようになっているも
のがある。このような光学装置では、透過照明光学系の
光軸によって試料７の配置位置が決ってしまうため、試
料７の位置を移動することはできない。そこで、上記の
ように、蛍光観察装置の有無に関わらず試料７の位置が
一定に保たれるように構成しておけば、透過照明光学系
を備えた観察装置でも蛍光観察と透過照明観察をの切り
換えが容易に行える。

【０１２５】なお、挿入孔を１つだけ設けておき、蛍光
照明装置Ａを使用する場合は直線状の支柱を使用し、蛍
光照明装置Ａを使用しない場合は、破線で示すようなク
ランク型の支柱１１’を用いるようにしてもよい。支柱
１１には準焦部ユニット１９が取り付けられている。そ
して準焦部ユニット１９には蛍光照明装置Ａが取り付け
られ、蛍光照明装置Ａに観察ユニットＣが取り付けられ
ている。なお、上述したように、蛍光観察装置Ａを介さ
ずに観察ユニットＣを準焦部ユニット１９に取り付ける
こともできる。この場合は、蛍光観察を行わない従来の
光学装置と同じ構成になる。また、準焦部ユニット１９
には準焦ノブ１９ａが設けられており、この準焦ノブ１
９ａを回転することによって、準焦部ユニット１９が支
柱１１に沿って架台１０に近づいたり離れたりする。そ
れに伴って、試料７と観察装置Ｃの間隔が変化するた
め、合焦状態を調節することができる。

【０１２６】観察装置Ｃは、対物レンズ１、観察光学系
ユニット２、結像光学系ユニット９を備えている。観察
光学系ユニット２は変倍光学系を備える他、場合によっ
てはリレー光学系や光路分割プリズムを有することもあ
る。このような光学系全体で観察光学系を構成してい
る。結像光学系ユニット９は、結像レンズ３と接眼レン
ズ４を備えている。これらのレンズは一つのユニットに
なっている場合もあれば、別々のユニットになっており
結合して結像光学系ユニットを構成する場合もある。

【０１２７】蛍光照明装置Ａは、光源１３と照明光学系
を備えている。照明光学系は、コレクタレンズ群１６の
他に、複数のレンズ群、絞り、反射部材で構成されてい
る。また、光源１３からの照明光を試料７に照射するた
めに、対物レンズ１と観察光学系ユニット２の間に反射
部材６が配置されている。反射部材６の配置位置は対物
レンズ１の周辺部で、観察装置Ｃの光軸１２（対物レン
ズ１の光軸）に対して偏心した位置である。また、反射
部材６の配置位置は観察光学系ユニット２及び結像光学
ユニット９で決まる視野領域の外に相当する位置でもあ
るため、試料７の観察の邪魔になることはない。なお、
この反射部材６は、図１０では蛍光照明光学装置Ａと一
体になっている方が取り扱いの点で好ましいが、蛍光照
明装置Ａと別体に構成することもできる。

【０１２８】実施例１の光学装置では、光源１３と反射
部材６の間に励起フィルタ８が配置されている。励起フ
ィルタ８は、光源１３からの照明光の中、特定の波長域
の光のみを透過させる光学特性を備えている。励起フィ
ルタ８で選択的に透過させる特定の波長域は、試料７で
用いられている蛍光色素あるいは蛍光タンパク質に合わ
せてあり、試料７から強い蛍光が発生するように選定さ
れている。試料７から発生した蛍光は、対物レンズ１、
観察光学系ユニット２を通過し、結像光学系ユニット９
の接眼レンズ４で蛍光像として観察される。このとき、
試料７からは蛍光の他に照明光（励起光）が反射してく
るため、蛍光の波長域の光のみを透過させる吸収フィル
タ５が対物レンズ１と結像光学系ユニット９の間に配置
されている。

【０１２９】このように、第１の光学装置では、試料７
を照明する照明光は観察光学系ユニット２を全く通過し
ない。よって、観察光学ユニット２内の観察光学系によ
る自家蛍光は全く発生しないため、コントラストの高い
蛍光像を得ることができる。また、照明光は対物レンズ
１を通過するものの、その通過する位置はレンズの周辺
部であって、反射部材６の配置位置は観察光学系ユニッ
ト２及び結像光学ユニット９で決まる視野領域の外に相
当する位置であるため、例え自家蛍光が発生しても蛍光
像に重なることはない。

【０１３０】さらに、対物レンズ１や観察光学系のレン
ズを構成する際に、自家蛍光の発生を気にせずに自由に
硝材の選択ができるので、観察装置の光学系を非常に良
好に補正された光学系にすることができる。同様に、蛍
光照明装置Ａにおいて自家蛍光が発生しても照明光に比
べると光強度が非常に弱いため、照明上何ら問題になら
ない。よって、照明光学系においても自家蛍光の発生を
気にせずに自由に硝材の選択ができるので、照明光学系
を非常に良好に補正された光学系にすることができる。

【０１３１】また、実施例１の光学装置では、図１０に
示すように、吸収フィルタ５は観察光学系ユニット２と
結像光学系ユニット９の間に配置されている。そして、
吸収フィルタ５は蛍光照明装置Ａとは分離された別のユ
ニットで構成されている。しかしながら、図１に示すよ
うに、吸収フィルタ５を蛍光照明装置Ａと一体に構成す
るようにしてもよい。このように構成すれば、蛍光照明
装置Ａの取り付けや取り外しが容易に行えるので好まし
い。

【０１３２】また、試料７に照射する光の波長と試料７
から発生する蛍光の波長には特定の関係がある。よっ
て、励起フィルタ８と吸収フィルタ５を１つのユニット
で構成すると、フィルタの交換が容易に行えるため操作
性が向上する。図１２では、励起フィルタ８と吸収フィ
ルタ５を含むフィルタユニットとして一体化している。
そして、光源１３とコレクタレンズ群１６を含む光源ユ
ニット、レンズ群と反射部材で構成された先端照明ユニ
ットというように機能別にユニット化して蛍光照明装置
Ａを構成している。

【０１３３】図１２に示す構成では、励起フィルタ８と
吸収フィルタ５が１つのユニットで構成されているが、
レンズ群や反射部材、絞り等の光学部材が含まれている
ので、励起フィルタ８と吸収フィルタ５を交換しようと
すると、これらの光学部材まで一緒に交換しなければな
らなくなるので実際的ではない。そこで、図１において
破線で示すように、励起フィルタ８と吸収フィルタ５の
みでフィルタユニットを構成すれば、他の光学部材はそ
のままでフィルタの交換が容易に行えるので好ましい。

【０１３４】図１３は、励起フィルタ８と吸収フィルタ
５を交換する場合の具体的な構成を示す例である。この
例では、複数の励起フィルタと複数の吸収フィルタを保
持した部材がフィルタユニットになっており、蛍光照明
装置Ａ内で回転する構成になっている。図１３（ａ）に
おいて、４０はターレット本体、４１は軸部材、４２、
４４、４６は励起フィルタ、４３、４５、４７は吸収フ
ィルタである。各フィルタはターレット本体４０の円周
上に等間隔に並んでおり、励起フィルタ４２と吸収フィ
ルタ４３、励起フィルタ４４と吸収フィルタ４５、励起
フィルタ４６と吸収フィルタ４７は回転軸を挟んで相対
するように配置されている。軸部材４１はターレット本
体４０を貫通する穴に挿入されているため、ターレット
本体４０は軸部材４１を回転中心として回転する。

【０１３５】フィルタを保持するターレット本体４０は
円盤状の部材であって、励起フィルタと吸収フィルタを
それぞれ複数保持できる程度の面積と厚みを有してい
る。ターレット本体４０には、円周方向に沿って励起フ
ィルタ４２、４４、４６と吸収フィルタ４３、４５、４
７が設けられているが、図１３（ｂ）に示すように、断
面方向で見ると、ターレット本体４０にはフィルタの外
径よりもわずかに大きな径の凹部４８がフィルタの数に
応じて設けられている。凹部４８の深さは、それぞれの
フィルタをこの凹部４８に格納したときに、フィルタ表
面がターレット本体４０の表面から大きく突出しない程
度の深さになっている。この凹部４８の下には、凹部４
８よりもさらに小さな径の穴４９がターレット本体４０
を貫通して設けられている。よって、励起フィルタ４
２、４４、４６と吸収フィルタ４３、４５、４７は、凹
部４８と穴４９の境界部分で保持されることになる。ま
た、各フィルタ、凹部４８及び穴４９の径は、照明光及
び蛍光を遮らない程度の大きさを少なくとも有してい
る。なお、各フィルタの固定は、凹部４８とフィルタの
隙間に接着剤を流し込むか、フィルタの上方から押さえ
環等によって固定する等、従来の方法を用いればよい。

【０１３６】この例では、蛍光照明装置Ａに予め複数の
励起フィルタと複数の吸収フィルタを組み込んだターレ
ットを組み込んでおき、観察する蛍光像の波長に応じて
ターレットを回転して必要な励起フィルタと吸収フィル
タの組み合わせ選択することによってフィルタの交換が
行われる。よって、蛍光観察装置Ａに対して励起フィル
タや吸収フィルタを挿脱する必要がなくなるので、操作
性が向上する。

【０１３７】図１４は、励起フィルタ８と吸収フィルタ
５を交換する場合の具体的な構成を示す別の例である。
この例では、１組の励起フィルタと吸収フィルタを保持
した部材がフィルタユニットになっており、蛍光照明装
置Ａに対して挿脱する構成になっている。図１４
（ａ）、（ｂ）において、５０はスライダー本体、５
１、５３は励起フィルタ、５２、５４は吸収フィルタで
ある。

【０１３８】励起フィルタ５１と５３は互いに異なる分
光透過率特性を有しており、例えば励起フィルタ５１は
４５０ｎｍ付近の波長を透過する特性を有し、励起フィ
ルタ５３は５１０ｎｍ付近の波長を透過する特性を有し
ている。一方、吸収フィルタ５２と５４もそれぞれ異な
る分光透過率特性を有している。そして、吸収フィルタ
５２は、励起フィルタ５１で励起されたときに発生する
蛍光の波長域を通過するような特性を有し、吸収フィル
タ５４は、励起フィルタ５３で励起されたときに発生す
る蛍光の波長域を通過するような特性を有している。

【０１３９】なお、上述の励起フィルタや吸収フィルタ
は１つの特定の波長域の光を透過させる特性のものであ
るが、複数の特定の波長域の光を透過させる分光透過率
を有するものであってもよい。例えば、励起フィルタに
４５０ｎｍ付近の波長と５１０ｎｍ付近の波長を同時に
透過する特性を持たせれば、２つの波長で同時に試料７
を照明することができる。よって、試料７が複数の蛍光
色素で染色されている場合、２つの波長の蛍光を発生さ
せることができる。また、吸収フィルタにもこの２つの
蛍光を同時に透過させる特性を持たせておけば、同時に
２色の蛍光像を観察することができる。

【０１４０】各フィルタを保持するスライダー本体５０
は板状の部材で、励起フィルタと吸収フィルタをそれぞ
れ１つずつ保持できる程度の面積と厚みを有している。
図１４（ｃ）に示すように、スライダー本体５０には長
辺方向に沿って励起フィルタ５１、５３と吸収フィルタ
５２、５４の外径よりもわずかに大きな径の凹部５５が
２つ設けられている。凹部５５の深さは、励起フィルタ
５１、５３と吸収フィルタ５２、５４を凹部５５に格納
したときに、励起フィルタ５１、５３と吸収フィルタ５
２、５４の表面がスライダー本体５０の表面から大きく
突出しない程度になっている。この凹部５５の下には、
さらに小さな穴５６がスライダー本体５０を貫通して設
けられている。よって、励起フィルタ５１、５３と吸収
フィルタ５２、５４は、穴５５と穴５６の境界部分で保
持されることになる。また、各フィルタ、凹部５５及び
穴５６の径は、照明光及び蛍光を遮らない程度の大きさ
を少なくとも有する。なお、各フィルタの固定は、穴５
６との隙間に接着剤を流し込むか、フィルタの上方から
押さえ環等によって固定する等、従来の方法を用いれば
よい。

【０１４１】この例では、観察する蛍光像の波長に応じ
たフィルタユニットを複数用意し、この中から必要なフ
ィルタユニットを１つ選択し、スライダー機構等を介し
て蛍光照明装置Ａに対して挿脱することによってフィル
タの交換をが行われる。よって、例えば新たな励起フィ
ルタと吸収フィルタの組み合わせが必要になった場合、
図１３の構成だと、一組のフィルタを取り出して新たな
一組のフィルタを入れるというように、フィルタの交換
作業が必要になるが、図１４の構成であれば、新たなフ
ィルタユニットを用意するだけでよく、フィルタ交換の
必要がない。なお、図１４（ａ）と（ｂ）を一体化し、
これをフィルタユニットとして蛍光照明装置Ａ内でスラ
イドさせるようにしてもよい。

【０１４２】上記のような構成によって、必要な波長の
励起光を容易に試料７に照明することができる。なお、
本実施例では、試料７を励起光で照明した際に試料７で
反射した励起光が観察者の方向に向かってきても、励起
光が観察者に届かないように保護フィルタＦを観察装置
Ｃに設けている。

【０１４３】図１５は、蛍光照明装置Ａで用いられてい
る光学系の詳細な構成を示すものである。１３は光源、
Ｇ０はコレクタレンズ群で、光源ユニットを構成してい
る。光源１３の光軸上から発した照明光は、コレクタレ
ンズ群Ｇ０で略平行な光束に変換される。なお、光源ユ
ニットに駆動機構１５が備えており、コレクタレンズ群
Ｇ０を光軸方向に移動することによって、光源１３とコ
レクタレンズ群Ｇ０の間隔を変化させることができる。
Ｇ１は第１のリレーレンズ群で、コレクタレンズ群Ｇ０
を射出した光束を集光し、光源１３の１次像を形成す
る。本実施例では、第１のリレーレンズ群Ｇ１は、正の
屈折力のレンズＬ１１、負の屈折力のレンズＬ１２、第
１の反射部材（反射ミラー）Ｍ１、正の屈折力のレンズ
Ｌ１３で構成されている。また、励起フィルタ８がこの
第１のリレーレンズ群中、すなわち、第１の反射部材Ｍ
１と正の屈折力のレンズＬ１３との間に配置されてい
る。よって、光源１３からの照明光は励起フィルタ８を
通過する際に、励起フィルタ８の分光透過率特性で決ま
る特定の波長域の光のみが通過し、いわゆる励起光とな
る。なお、励起フィルタ８は別の分光透過率特性を有す
る励起フィルタ８’と交換できるようになっている。

【０１４４】第１のリレーレンズ群Ｇ１において、正の
屈折力のレンズＬ１１と負の屈折力のレンズＬ１２とで
アフォーカル光学系を構成している。よって、コレクタ
レンズ群Ｇ０を射出した略平行な光束は、レンズＬ１１
とＬ１２を通過した後も略平行光束のままであるが、こ
の光学系は縮小光学系であるため、光束径が小さくなっ
て射出される。このような構成によって、励起フィルタ
８に入射する光束径が小さくなるので、励起フィルタを
小型化できる。

【０１４５】また、励起フィルタ８に多層膜干渉フィル
タを用いた場合、入射角が大きくなる程透過する波長が
変化したり、透過率が変化するという多層膜干渉フィル
タに特有の性質が問題になる。しかしながら、本実施例
のように縮小アフォーカル光学系にすると、光源１３か
ら発した照明光の中、軸上光束は励起フィルタ８に対し
て垂直（光軸に平行）に入射し、軸外光束についても励
起フィルタ８に対する入射が小さくなる（光軸に対する
入射角度が小さい）ため、励起フィルタ８に多層膜干渉
フィルタを用いても、多層膜干渉フィルタに特有の入射
角に関する上記の諸問題の影響を小さくすることができ
る。

【０１４６】Ｇ２は第２のリレーレンズ群で、第１のリ
レーレンズ群Ｇ１で形成された光源１３の１次像をさら
にリレーして２次像を形成する。第２のリレーレンズ群
Ｇ２は、開口絞りＡＳ、正の屈折力のレンズＬ２１、正
の屈折力のレンズＬ２２、第２の反射部材Ｍ２、正の屈
折力のレンズＬ２３で構成されている。また、正の屈折
力のレンズＬ２２を光軸方向に沿って移動できるよう
に、移動機構１５’を備えている。第２のリレーレンズ
群Ｇ２に設けられている開口絞りＡＳは、光源１３の１
次像の位置あるいはその近傍に配置されており、励起光
の光強度を調節する機能を果たす。なお、本実施例では
開口絞りＡＳは、第２のリレーレンズ群Ｇ２に含まれて
いるが、第１リレーレンズ群Ｇ１に含まれるようにして
もよい。

【０１４７】光源１３から射出され第１のリレーレンズ
群Ｇ１の反射部材Ｍ１で試料７方向に偏向された照明光
は、開口絞りＡＳの位置に光源１３の１次像を形成す
る。光源１３の１次像からの照明光は、正の屈折力のレ
ンズＬ２１、Ｌ２２を通り、正の屈折力のレンズＬ２２
とＬ２３の間に配置された反射部材Ｍ２によって対物レ
ンズ１の方向に向けて偏向される。反射部材Ｍ２で偏向
された照明光は、正の屈折力のレンズＬ２３を通過した
後集光し、光源１３の２次像を形成する。この光源１３
の２次像の位置は、観察光学ユニット２の観察光学系の
瞳位置と略共役な位置である。

【０１４８】光源１３の２次像からの照明光を試料７に
向けて照射するため、反射部材６が対物レンズ１と観察
光学系ユニット２の間に配置されている。反射部材６の
配置位置は前述のように対物レンズ１の周辺部であっ
て、対物レンズ１の光軸から偏心して配置されている。
この反射部材６の位置は、試料７の観察を行っても見え
ないように、観察視野の外に相当する位置である。

【０１４９】本実施例のように、蛍光観察のための照明
を対物レンズの光軸から偏心した位置から行おうとする
と、照明光束の中心部は試料７に到達するが、光束の周
辺部は対物レンズ１の内部でケラレて試料７に到達しな
い場合が生じることもある。そのため、本実施例では、
対物レンズ１の瞳径を大きく構成する（瞳径の大きな対
物レンズを使用する）ことで、対物レンズ１の光軸に対
して照明光の光軸が偏心して入射しても、対物レンズ１
の内部でケラレることがないようにしている。

【０１５０】また、観察光学系ユニット２は変倍光学系
を含んでいる。この変倍光学系はユニット化されている
ので、観察したい倍率に応じて変倍光学系を各々用意し
て交換するか、あるいは、変倍できる範囲内で予め設定
された複数の倍率の中から倍率を選択する変倍光学系、
あるいは、変倍できる範囲内で連続して倍率が選択でき
る変倍光学系を用意して交換して使用することも可能で
ある。

【０１５１】このように、本実施例の光学装置は、観察
光学系ユニット２に設けられた変倍光学系によって観察
像の大きさを変化させることができる。変倍光学系によ
って変倍が行われると、観察光学系の瞳位置と瞳径が変
化する。ここで、観察光学系の倍率が変化したにも係わ
らず、照明光学装置Ａの照明光学系の方は何ら変化しな
いとすると、変倍後の観察光学系の瞳位置と光源１３の
２次像の位置との共役な関係が崩れてしまう。このよう
に、変倍後の観察光学系の瞳位置と共役な位置に光源１
３の２次像が一致しなくなると、必要な照明範囲を照明
できなかったり、逆に、不必要に広い範囲を照明して照
明効率の悪い照明を行うことになる。そこで、本実施例
では、移動機構１５’によって第２のリレーレンズ群Ｇ
２中の正の屈折力のレンズＬ２２を光軸方向に移動させ
るようにしている。

【０１５２】図１５において、破線で囲まれた第２のリ
レーレンズ群Ｇ２は、変倍光学系の倍率が最低倍率のと
きに対応しており、正の屈折力のレンズＬ２２は反射部
材Ｍ２の近くに位置している。一方、破線で囲まれた第
２のリレーレンズ群Ｇ２の右隣には、変倍光学系の倍率
が最高倍率のときに対応する第２のリレーレンズ群Ｇ２
の様子が示されている。正の屈折力のレンズＬ２２は変
倍光学系の変倍に伴って光軸に沿って移動し、正の屈折
力のレンズＬ２１の近傍まで移動している。このよう
に、本実施例では、正の屈折力のレンズＬ２２が移動す
るため、光源１３の２次像の位置を光軸方向に移動させ
ることができる。よって、変倍光学系によって変倍が行
われても、変倍後の観察光学系の瞳位置と共役な位置に
光源１３の２次像の位置を略一致させることができ、常
にケーラー照明が行える。また、正の屈折力のレンズＬ
２２の移動によって第２のリレーレンズ群Ｇ２のリレー
倍率変化する。よって、変倍後の観察光学系の瞳径に光
源１３の２次像の大きさを略一致させることができる。
このようにな構成によって、変倍光学系で変倍が行われ
て観察範囲が変化しても、それに合わせて照明範囲を変
化させることができるため、明るい蛍光観察が可能とな
る。なお、変倍光学系の倍率の変化は電気的あるいは機
械的に検出することができるため、その検出情報を駆動
装置１５’に伝えることによって、変倍光学系の変倍と
正の屈折力のレンズＬ２２の移動を連動させることもで
きる。この場合、操作性も向上する。また、移動させる
レンズは正の屈折力レンズＬ２２に限らず、他のレンズ
（屈折力の正負を問わない）を移動させてもよい。

【０１５３】光学系のレンズデータとして、後記の表１
−１に対物レンズと蛍光照明光学系のレンズデータ、表
１−２に蛍光照明光学系の各近軸量の値を示す。表１−
１に記した対物レンズの焦点距離Ｆobは７５ｍｍであ
る。なお、表１−１の非球面の形状は、ｚを光の進行方
向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向の光軸
からの距離とすると、下記の式にて表される（以下、同
じ）。

【０１５４】ｚ＝（ｙ² ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋
１）（ｙ／ｒ）² ｝^1/2 ］＋A₂ｙ² ＋A₄ｙ⁴ ＋A₆ｙ⁶ ＋
A₈ｙ⁸ ＋A₁₀ ｙ¹⁰ ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A₂、A₄、
A₆、A₈、A₁₀ はそれぞれ２次、４次、６次、８次、１０
次の非球面係数である。

【０１５５】表１−１において、第１面から第１０面が
図１５の対物レンズ１に対応し、第１１面から第１３面
が反射部材６に対応し、ここでは反射プリズムである。
よって、その第１１面が入射面、第１２面が反射面、第
１３面が射出面である。第１１面以降は対物レンズ１の
光軸に対して１５ｍｍ偏心しており、第１４面が対物レ
ンズ１の入射瞳に対応している。第１６面から第２６面
が第２リレーレンズ群Ｇ２に対応し、その中、第１６面
から第１７面がレンズＬ２３に対応し、第１８面が第２
反射部材Ｍ２に対応し、第１９面から第２２面がレンズ
Ｌ２２に対応し、第２３面から第２４面が励起フィルタ
８に対応し（この数値例では、第２リレーレンズ群Ｇ２
中に励起フィルタ８が配置されている。）、第２５面か
ら第２６面がレンズＬ２１に対応している。また、第２
７面から第３０面が第１リレーレンズ群Ｇ１に対応し、
その中、第２７面から第２８面がレンズＬ１３に対応
し、第２９面から第３０面がレンズＬ１１に対応してい
る。さらに、第３１面から第４３面がコレクタレンズ群
Ｇ０に対応し、その中、第３１面から第３４面が赤外カ
ットフィルタに対応する。

【０１５６】図１６に、表１−１のレンズデータの光学
系の最低倍、中間倍、最高倍における光路図を示してあ
る。また、図１７に、その光学系の対物レンズの光軸と
照明光学系の光軸の偏心状態を示してある。

【０１５７】表１−１及び図１６に示された照明光学系
は、以下の点で図１５に示された照明光学系と異なる。
第１点は、図１６ではコレクタレンズ群Ｇ０中に赤外線
カットフィルタが配置されている点である。赤外線が試
料７に照射されると、試料７上で熱が発生して試料７に
影響が出てしまう。そのため、赤外線カットフィルタを
光源に近い位置に配置している。

【０１５８】第２点は、図１６では第１のリレーレンズ
群Ｇ１中に負の屈折力のレンズＬ１２が配置されていな
い点である。本来は、負の屈折力のレンズＬ１２を配置
してアフォーカル系を構成することが望ましいが、光束
径を小さくすることができることや、光軸に対する軸外
光束の角度を小さくすることができれば、平行光束でな
くとも励起フィルタ８をここに配置することができる。
この場合、第１のリレーレンズ群Ｇ１の構成を簡素にで
きるので、蛍光照明装置Ａの小型化ができるという利点
がある。

【０１５９】第３点は、図１６では第２のリレーレンズ
群Ｇ２中に励起フィルタ８が配置されている点である。
図１５では第１のリレーレンズ群Ｇ１中に配置されてい
るが、図１６では第２のリレーレンズ群Ｇ２中に配置さ
れている。上記のように、励起フィルタ８は光束径が小
さくて軸外光束の入射角が小さければ、基本的に照明光
学系中のどこにでも配置できる。図１６はこの様子を示
したものである。

【０１６０】第４点は、反射部材６が反射プリズムにな
っている点である。図１５では反射部材６は反射ミラー
であるが、図１６に示すように、反射プリズムで構成す
ることもできる。反射プリズムの反射面（第１２面）で
は全反射によって照明光が反射されるため、反射ミラー
に比べて照明光の光量ロスを少なくすることができるの
で好ましい。

【０１６１】また、対物レンズ１の射出瞳径をｄ１、観
察光学系の入射瞳径をｄ２とし、それぞれの瞳径の比が
以下の条件（１）を満足するようにする。

【０１６２】 ｄ１＞５０ｍｍ ｄ１／ｄ２＞１．５ ・・・（１） 上記条件は、対物レンズ１の入射瞳径を実体顕微鏡の対
物レンズの瞳径と略同じ程度の大きさにすると共に、約
１０倍程度の低い倍率において式（１）を満足するよう
に観察光学系を構成することによって、立体的な観察は
難しいものの、従来の実体顕微鏡や通常の蛍光顕微鏡と
比べて、非常に大きな開口数での蛍光観察が可能にな
る。

【０１６３】本実施例では、第２のリレーレンズ群Ｇ２
中のレンズを移動させる構成を採用しているが、これは
前に説明したように、変倍光学系による変倍が行われて
もケーラー照明が行えるようにするためである。これと
は別に、本実施例では、クリティカル照明が行えるよう
にもしている。そのため、移動機構１５を設け、この移
動機構１５によってコレクタレンズ群Ｇ０を移動させ、
光源１３とコレクタレンズ群Ｇ０との間隔を変化できる
ようにしている。コレクタレンズ群Ｇ０を光軸方向に移
動させると光源１３の投影像の位置も光軸方向に移動
し、最終的には光源１３の投影位置と試料７面が一致し
てクリティカル照明となる。このように、本実施例で
は、観察範囲の全てを均一に照明することができるケー
ラー照明と、中心部をより明るく照明することができる
クリティカル照明のどちらの照明も可能であるため、観
察状況に応じて最適の照明が行える。特に、クリティカ
ル照明にした場合は、暗い蛍光像をより明るく観察する
ことができる。また、コレクタレンズ群Ｇ０を移動させ
るだけで照明状態を切り替えることができるので、操作
性の良い光学装置を実現できる。

【０１６４】ここで、光源１３とコレクタレンズ群Ｇ０
の間隔変化は、変倍光学系の変倍操作に対応して移動す
る正の屈折力のレンズＬ２２の移動とは独立している。
よって、変倍光学系の変倍に応じて正の屈折力のレンズ
Ｌ２２が移動すると、変倍前に光源１３の投影位置と試
料７面の位置が一致していても、変倍後では一致しなく
なる。したがって、変倍を行った後もクリティカル照明
を行うには、再度コレクタレンズ群Ｇ０を移動させなけ
ればならない。なお、移動機構１５と移動機構１５’を
連動させて動かせば、変倍を行いながらクリティカル照
明を行うことができる。

【０１６５】クリティカル照明光を行う場合、対物レン
ズ１と照明光学系とで構成される光学系が以下の条件
（２）を満足するように構成されているのが望ましい。

【０１６６】 ｜Ｄ｜≦３ｍｍ ・・・（２） ここで、Ｄは照明光学系における試料７の光源１３に最
も近い共役位置と光源１３と間隔である。より詳しく
は、対物レンズ１と照明光学系とで構成される光学系に
よって照明光学系内に投影された試料７の像位置であっ
て、最も光源１３側に形成された試料７の共役位置を、
光源１３を基準にして測定した距離である。図１５では
試料７の共役位置は光源１３とコレクタレンズ群Ｇ０の
間になっているが、光源１３を挟んでコレクタレンズ群
Ｇ０と反対側に形成される場合もある。なお、この条件
は、変倍光学系の変倍範囲内における全ての倍率で満足
していることが望ましい対物レンズ１と照明光学系とで
構成される光学系が条件（２）を満足するように構成す
ることによって、光源１３の位置をわずかに移動させる
だけで光源１３の位置と試料７の共役な位置を一致させ
ることができる。その結果、光源１３の近傍に射出され
た開口数の大きな光をコレクタレンズ群Ｇ０で無駄なく
取り込みながら、試料７に対してクリティカル照明が行
える。条件（２）を満足しない場合、光源１３がコレク
タレンズ群Ｇ０に近づきすぎて光源１３とコレクタレン
ズ群Ｇ０が接触するという問題がある。また、逆に光源
１３がコレクタレンズ群Ｇ０から離れすぎてしまい、光
源１３から射出する光束の一部をコレクタレンズ群Ｇ０
が取り込めなくなり照明光の光量損失を招く。

【０１６７】光源１３の位置と試料７の共役な位置を一
致させるためには、光源１３を各変倍時における試料７
の光源１３に最も近い共役位置に光軸方向に移動させる
ことになるが、光源１３を移動させることは実際には難
しい。よって、コレクタレンズＧ０を移動させて、光源
１３の位置に試料７の共役な位置を一致させるようにす
ることが好ましい。なお、表１−１に示した光学系は、
表１−２に示すように、Ｄ（表１−２では射出瞳位置と
している）の値が、変倍光学系の最低倍率、中間倍率、
最高倍率の何れにおいても条件（２）を満足しているた
め、どの倍率においてもクリティカル照明が行える。

【０１６８】（実施例２）本発明の光学装置の実施例２
を図１８に示す。図１８に示す光学装置は、実施例１の
光学装置の観察光学系ユニット及び結像光学系ユニット
を一対のレンズユニットで構成し、この一対のレンズユ
ニットを対物レンズの光軸に平行にかつ対称に配置した
もので、いわゆるガリレオ型の実体顕微鏡である。な
お、蛍光照明装置Ａ、架台１０、架台受け１４、支柱１
１、準焦ユニット１９は実施例１と同様の構成が用いら
れる。また、照明光学装置Ａにおいて、コレクタレンズ
群Ｇ０の移動、第２のリレーレンズ群Ｇ２中のレンズの
移動は実施例１と同様に行える。また、実施例１で示し
たフィルタユニットを一部改造することによって、励起
フィルタ２３と吸収フィルタ２５Ｌ、２５Ｒの交換も可
能である。

【０１６９】実施例２の光学装置はガリレオ型の実体顕
微鏡であるから、左側のレンズユニット（２Ｌ、２５
Ｌ、３Ｌ、４Ｌ）と右側のレンズユニット（２Ｒ、２５
Ｒ、３Ｒ、４Ｒ）は、対物レンズ１の中心軸でもある光
軸を挟んで左右に配置されている。このとき、両レンズ
ユニットの光軸からの距離は左右共に等距離であって、
それぞれのレンズユニットは対物レンズ１の光軸に平行
に配置されている。よって、対物レンズ１の光軸に対称
に配置されていることになる。このような構成をとるこ
とによって、試料７を立体的に観察することが可能にな
る。

【０１７０】実施例２では、対物レンズ１は実施例１と
同様に単体で構成されているが、観察光学系ユニット２
は左右一対の観察光学系２Ｌ、２Ｒで構成されている。
また、結像光学系ユニット９も左右一対の結像レンズ３
Ｌ、３Ｒ、及び、左右一対の接眼レンズ４Ｌ、４Ｒで構
成されている。

【０１７１】このように、実施例２の光学装置は、観察
光学系ユニット及び結像光学系ユニットが一対のレンズ
ユニットで構成されているため、蛍光を選択透過する第
２の波長選択素子である吸収フィルタも、２５Ｌ、２５
Ｒというように左右一対設けられている。したがって、
試料７から発した蛍光は、対物レンズ１を通過した後、
左側のレンズユニットと右側のレンズユニットをそれぞ
れ通り、観察者の左右の眼に到達する。実施例１と同様
に、試料７を照明する照明光は観察光学系ユニット２を
全く通過しない。よって、観察光学ユニット２内の観察
光学系２Ｌ、２Ｒによる自家蛍光は全く発生しないた
め、コントラストの高い蛍光像を得ることができる。ま
た、照明光は対物レンズ１を通過するものの、その通過
する位置はレンズの周辺部であって、反射部材６の配置
位置は観察光学系ユニット２及び結像光学ユニット９で
決まる視野領域の外に相当する位置であるため、例え自
家蛍光が発生しても蛍光像に重なることはない。さら
に、対物レンズ１や観察光学系のレンズを構成する際
に、自家蛍光の発生を気にせずに自由に硝材の選択がで
きるので、観察装置の光学系を非常に良好に補正された
光学系にすることができる。同様に、蛍光照明装置Ａに
おいて自家蛍光が発生しても照明光に比べると光強度が
非常に弱いため、照明上何ら問題にならない。よって、
照明光学系においても自家蛍光の発生を気にせずに自由
に硝材の選択ができるので、照明光学系を非常に良好に
補正された光学系にすることができる。

【０１７２】本実施例においても、実施例１と同様に、
対物レンズ１の光軸から偏心した位置に反射部材を配置
して照明を行っているが、上記左右のレンズユニットの
各々の光軸を含む面が対物レンズ１の光軸から偏心して
位置するように、対物レンズ１に対して観察光学系ユニ
ット２及び結像光学系ユニット９を配置することが望ま
しい。この点について、図１９を用いて説明する。

【０１７３】図１９（ａ）は、左右のレンズユニットの
各々の光軸を含む面が対物レンズ１の光軸から偏心して
位置する場合を示す図で、上側の図は観察光学系ユニッ
トの方向から対物レンズ１を見たときの図で、下側は側
面から見た図である。１９（ｂ）は、左右のレンズユニ
ットの各々の光軸を含む面が対物レンズ１の光軸と一致
している場合を示す図で、上下の図は図１９（ａ）と同
様である。図１９において、１は対物レンズ、２Ｌ’と
２Ｒ’は左右のユニットである観察光学系よって導かれ
る光束の領域、Ｏは対物レンズ１の光軸、３０’は反射
部材３０によって導かれる励起光束の領域、Ｕ’、Ｌ’
は励起光の光束周辺部の光線、Ｅは観察光学系２Ｌ、２
Ｒの瞳位置と共役な位置、Ｘは遮光部材である。

【０１７４】蛍光照明装置Ａからの励起光を対物レンズ
１に入射させて試料７を照明する場合、観察範囲と同じ
範囲を照明するためには、観察光学系２Ｌ、２Ｒの瞳を
通過する光線と同じ角度で励起光の光線を対物レンズ１
に入射させる必要がある。対物レンズ１の光軸に対して
最も大きな角度で入射するのは、光束周辺部の光線であ
るから、これらの光線が対物レンズ１内でケラレること
がないようにすることが望ましい。そこで、本実施例で
は、図１９（ａ）に示すように、反射部材３０によって
導かれる光束の領域３０’ができるだけ対物レンズ１の
中心部を通過するように、観察光学系よって導かれる光
束の領域２Ｌ’、２Ｒ’を対物レンズ１の光軸Ｏからや
や離れた周辺部を通過するようにしている。この状態で
は、観察光学系２Ｌ、２Ｒの光軸を結ぶ線は対物レンズ
１の光軸Ｏから偏心しているため、観察光学系２Ｌ、２
Ｒの光軸を含む面は対物レンズ１の光軸から偏心して位
置することになる。このような構成では、励起光の光束
周辺部の中、光線Ｌ’は対物レンズ１に入射して、すぐ
に対物レンズ１の光軸Ｏを横切って照明範囲の一端に達
する。一方、光線Ｕ’の入射位置は対物レンズの光軸Ｏ
と外周部の中間付近になるため、対物レンズ１内のレン
ズで屈折されながら対物レンズ１の外周部近傍を通過し
照明範囲の他端に達する。したがって、対物レンズ１の
内部で励起光がケラレることはない。

【０１７５】一方、図１９（ｂ）に示すように、観察光
学系２Ｌ、２Ｒの光軸を結ぶ線が対物レンズ１の光軸Ｏ
と一致するように観察光学系ユニット２と結像光学系ユ
ニット９が配置された場合、励起光の光束周辺部の中、
光線Ｌ’は対物レンズ１に入射して対物レンズ１の光軸
Ｏを横切って照明範囲の一端に達するが、光線Ｕ’の入
射位置は対物レンズ１の外周部付近になるため、対物レ
ンズ１内のレンズで屈折されても途中で対物レンズ１の
外周部からはみ出してしまい、照明範囲の他端に達しな
くなる。したがって、対物レンズ１の内部で励起光がケ
ラレてしまうことになる。

【０１７６】以上説明したように、ガリレオ型の実体顕
微鏡のように一対のレンズユニットを有する光学装置で
は、各々レンズユニットの光軸を含む面が対物レンズ１
の光軸から偏心して位置するように、対物レンズ１に対
して観察光学系ユニット２及び結像光学系ユニット９を
配置することによって、観察範囲全体を照明することが
できる。特に、入射角度の大きな低倍率での観察時にお
いて、上記構成は有効である。また、対物レンズ１の光
軸に近い位置からの照明となるため、励起光の照明が試
料７に対して垂直に近い角度で行われることになる。よ
って、影付きの少ない照明を行えるという効果もある。

【０１７７】なお、反射部材を複数の面積の小さな部材
に分けて対物レンズ１の周辺部に複数配置することによ
って、試料７を複数の方向から照明してさらに影付きの
少ない照明をすることも可能である。また、反射部材３
０によって導かれる励起光束の領域３０’を対物レンズ
１の光軸Ｏに近づければ近づける程、観察光学系よって
導かれる光束の領域２Ｌ’と２Ｒ’は対物レンズ１の周
辺部へ移動することになり、観察光学系２Ｌと２Ｒの光
軸の間隔が広がってしまう。そうなると、今度は観察光
学系２Ｌと２Ｒに入射する蛍光が対物レンズ１内でケラ
レることになるので、対物レンズ１の有効径を大きくと
るか、異なる瞳位置の対物レンズを使用する等して、照
明範囲及び観察範囲がケラレることのないようにするこ
とが望ましい。

【０１７８】また、図１９（ｂ）に示すように、遮光部
材Ｘを反射部材３０を囲むように配置すれば、対物レン
ズ１の表面で反射した励起光や励起光によって発生した
自家蛍光が、観察光学系よって導かれる光束の領域２
Ｌ’と２Ｒ’に入射することを防ぐことができる。

【０１７９】前述のように、蛍光照明装置Ａに使用する
照明光学系は、実施例１に示した表１−１、表１−２の
ものを本実施例においても使用することができる。この
照明光学系と組み合わせて使用する本実施例の対物レン
ズの近軸量の値を表１−３に示す。また、表１−４は、
対物レンズ１、観察光学系ユニット２、結像光学系ユニ
ット９からなる観察側の光学系の近軸量を示す。

【０１８０】本実施例においても、実施例１と同様に、
変倍光学系の変倍に応じて蛍光照明装置Ａ内のレンズを
移動機構１５’によって移動させて、変倍光学系で変倍
が行われて観察範囲が変化しても、それに合わせて照明
範囲を変化させることができる。図２０はこの様子を示
しており、観察光学系ユニット２には、変倍光学系を含
む観察光学系２Ｌ、２Ｒのレンズを移動させて変倍を行
う変倍ノブ２’が設けられている。この変倍ノブ２’
は、斜線ハッチを付した回転軸を有しており矢印方向に
回転する。この回転に応じて観察光学系２Ｌ、２Ｒのレ
ンズが光軸方向に移動し変倍が行われる。一方、蛍光照
明装置Ａにも、レンズを移動させるための移動機構１
５’が設けられており、変倍ノブ２’と同じように斜線
ハッチを付した回転軸を有すると共に、矢印方向に回転
する。本実施例では、変倍ノブ２’回転を移動機構１
５’の間にベルトＹを設け、変倍ノブ２’の回転を移動
機構１５’に伝達するように構成している。このような
構成によって、観察者が観察範囲を変化させるために変
倍ノブ２’回転を回転すると、観察光学系２Ｌ、２Ｒの
レンズが光軸方向に移動すると共に、変倍ノブ２’の回
転がベルトＹによって移動機構１５’に伝達され、蛍光
照明装置Ａ内のレンズを移動する。よって、変倍光学系
で変倍による観察範囲が変化しても、連動して照明範囲
を変化させることができる。

【０１８１】（実施例３）本発明の光学装置の実施例３
を図２１に示す。図２１に示す光学装置は、実施例１の
光学装置の対物レンズ、観察光学系ユニット及び結像光
学系ユニットを一対のレンズユニットで構成し、この一
対のレンズユニットを試料面に垂直な軸に対して傾斜し
てかつ対称に配置したもので、いわゆるグリノー型の実
体顕微鏡である。なお、蛍光照明装置Ａ、架台１０、架
台受け１４、支柱１１、準焦ユニット１９は実施例１と
同様の構成が用いられる。また、照明光学装置Ａにおい
て、コレクタレンズ群Ｇ０の移動、第２のリレーレンズ
群Ｇ２中のレンズの移動は実施例１と同様に行える。ま
た、実施例１で示したフィルタユニットを一部改造する
ことによって、励起フィルタ８と吸収フィルタ５Ｌ、５
Ｒの交換も可能である。実施例３の光学装置はグリノー
型の実体顕微鏡であるから、左側のレンズユニット（１
Ｌ、２Ｌ、５Ｌ、３Ｌ、４Ｌ）と右側のレンズユニット
（１Ｒ、２Ｒ、５Ｒ、３Ｒ、４Ｒ）は、試料７に垂直な
軸を挟んで左右に配置されている。このとき、両レンズ
ユニットで決る左右の光軸が試料７上で交差するよう
に、試料７に垂直な軸に対して角度αで傾けて配置され
ている。このような構成をとることによって、試料７を
立体的に観察することが可能になる。

【０１８２】実施例３の光学装置においても、観察光学
系ユニット及び結像光学系ユニットが一対のレンズユニ
ットで構成されているため、蛍光を選択透過する第２の
波長選択素子である吸収フィルタも、５Ｌ、５Ｒという
ように左右一対設けられている。したがって、試料７か
ら発した蛍光は、対物レンズ１Ｌ、１Ｒを通過した後、
左側のレンズユニットと右側のレンズユニットをそれぞ
れ通り、観察者の左右の眼に到達する。

【０１８３】本実施例においても、試料７を照明する照
明光は観察光学系ユニット２を全く通過しないが、実施
例１及び実施例２と異なり、試料７を照明する照明光は
対物レンズ１Ｌ、１Ｒも全く通過しない。よって、観察
光学ユニット２内の観察光学系２Ｌ、２Ｒによる自家蛍
光は全く発生しないため、コントラストの高い蛍光像を
得ることができる他、さらに、照明光は対物レンズ１
Ｌ、１Ｒを通過しないため対物レンズ１Ｌ、１Ｒで自家
蛍光が発生することがない。

【０１８４】また、対物レンズ１Ｌ、１Ｒや観察光学系
のレンズを構成する際に、自家蛍光の発生を気にせずに
自由に硝材の選択ができるので、観察装置の光学系を非
常に良好に補正された光学系にすることができる。同様
に、蛍光照明装置Ａにおいて自家蛍光が発生しても照明
光に比べると光強度が非常に弱いため、照明上何ら問題
にならない。よって、照明光学系においても自家蛍光の
発生を気にせずに自由に硝材の選択ができるので、照明
光学系を非常に良好に補正された光学系にすることがで
きる。

【０１８５】なお、本実施例と実施例１及び２は観察装
置の光学系が多少異なるだけであるから、実施例１及び
２で示した様々な機構は全て本実施例においても適用す
ることができる。

【０１８６】（実施例４）本発明の光学装置の実施例４
を図２２に示す。図２２に示す光学装置は、観察装置が
実施例２と同様にガリレオ型になっている。また、蛍光
照明装置Ａの構成も、コレクタレンズ群Ｇ０、第１のリ
レーレンズ群Ｇ１は実施例２と同様である。また、第２
のリレーレンズ群Ｇ２については、実施例２と異なり、
反射部材を備えていないために、正の屈折力のレンズが
直列に配置されている点で異なっている。したがって、
第２のリレーレンズ群Ｇ２を射出した照明光は、実施例
２では対物レンズ１の光軸に垂直に（あるいは、非平行
に）入射するが、本実施例では、対物レンズ１の光軸に
略平行に射出される。

【０１８７】本実施例では、第２のリレーレンズ群Ｇ２
から射出した照明光を試料７に導くために、対物レンズ
１の外周部に先端照明部Ｂを対物レンズ１に近接して配
置している。先端照明部Ｂは、プリズムＰ２、Ｐ３、レ
ンズＢ１、Ｂ２で構成されている。プリズムＰ２、Ｐ３
はそれぞれ三角プリズムであって、プリズムＰ２は、第
２のリレーレンズ群Ｇ２から射出した照明光を対物レン
ズ１に向かって偏向するように配置されている。プリズ
ムＰ３は、プリズムＰ２で偏向された照明光を試料７側
に向けて偏向するように配置されている。なお、３１は
先端照明部Ｂの瞳位置で、ここではプリズムＰ２とＰ３
の間に形成されている。レンズＢ１、Ｂ２は、それぞれ
円形レンズの一部を切り取った半円形状のレンズであ
る。これは、プリズムＰ３から射出される照明光の光軸
に対して円形レンズを偏心させて配置し、円形レンズの
周辺部を照明光の光軸が通過するという構成になってい
るのと同じである。光軸を挟んで照明光が通過する部分
と反対側の部分は照明には全く使用されないので、その
部分を切り取ったのが図２２に示すようなレンズＢ１、
Ｂ２の形状である。

【０１８８】表２−１に、蛍光照明装置Ａの光学系のレ
ンズデータ、表２−２に先端照明部Ｂのレンズデータを
示す。対物レンズ１は、実施例２で述べた対物レンズと
同じであるので、省略する。表２−１は、図２２の先端
照明部Ｂの瞳位置３１から光源１３までの間のレンズデ
ータである。

【０１８９】表２−１において、第１面から第３面が図
２２のプリズムＰ２に対応する。第４面から第１２面が
第２リレーレンズ群Ｇ２に対応する。第６面から第１０
面までがレンズ群Ｌ２２に相当し、両凸レンズと接合レ
ンズで構成されている。第１３面は開口絞りＡＳであ。
第１４面から第２２面が第１リレーレンズ群Ｇ１に対応
し、第１７面がプリズムＰ１の反射面である。第２３面
から第３４面がコレクタレンズ群Ｇ０に対応し、その
中、第２３面から第２６面が赤外カットフィルタに対応
する。なお、励起フィルタ２３はこのデータでは省略さ
れている。

【０１９０】図２３に、表２−１のレンズデータの光学
系の最低倍、中間倍、最高倍における光路図を示してあ
る。また、図２４に、表２−２の先端照明部Ｂのレイア
ウトとその光学系の最低倍、中間倍、最高倍における光
路図を示してある。図２４では、便宜上、レンズＢ１、
Ｂ２を円形レンズで示してある。試料面（第１０面）側
のレンズ（第９面）が図２２のレンズＢ１で、プリズム
側（第３面、第４面）のレンズ（第６面）がレンズＢ２
である。

【０１９１】このような構成において、光源１３より発
した光は、コレクタレンズ群Ｇ０によって集光され、第
１リレーレンズ群Ｇ１の系中の励起フィルタ２３によっ
て試料７を照明する波長が選択透過されて、光源１３の
１次像をつくり、第２リレーレンズ群Ｇ２によって光源
１３の１次像を先端照明部Ｂの瞳位置３１に２次光源像
を投影する。

【０１９２】先端照明部Ｂは、瞳位置３１近傍に投影さ
れた光源１３の２次像を先端照明部Ｂのレンズ群及び偏
向部材によって照明中心位置と観察中心位置が一致して
照明が可能となるように構成及び配置されている。ま
た、蛍光照明装置Ａ内の第２リレーレンズ群Ｇ２内のレ
ンズ群Ｌ２２が観察光学系の変倍操作に連動して移動
し、先端照明部Ｂの瞳位置３１に、観察範囲と照明範囲
が略一致するのに必要な入射角度と最適な投影倍率で２
次光源像を投影させることにより、常に観察範囲と照明
範囲が一致するように構成されているのは、実施例２と
同じである。

【０１９３】したがって、本実施例でも、励起光が対物
レンズ１、観察光学系を通過せずに試料７を照明するた
めに、観察光学系内で発生する自家蛍光や励起光の漏光
や反射光がないので、非常にコントラストの高い蛍光観
察が可能となる。

【０１９４】なお、表２−１から分かるように、蛍光照
明光学系の射出瞳位置Ｄの値から、、条件（２）を満足
しており、本実施例においても、光源１３とコレクタレ
ンズ群Ｇ０の間隔を変化させることでクリティカル照明
が可能であることが分かる。

【０１９５】ところで、先端照明部Ｂは使用する対物レ
ンズ１に応じて交換可能に構成することもできる。これ
は、対物レンズ１を別の対物レンズに交換すると観察範
囲や作動距離が異なるため、先端照明部Ｂを交換可能に
構成しておけば、別の対物レンズが使用されても、その
対物レンズに合わせて照明範囲と照明強度とすることが
できる。この場合、先端照明部Ｂは先端照明部Ｂの光学
系の焦点距離をＦ、対物レンズの焦点距離をＦobとする
とき、以下の条件（３）を満足することが望ましい。

【０１９６】 ０．７≦Ｆob／Ｆ≦１．２ ・・・（３） あるいは、先端照明部Ｂにより照明される面積をＳ、対
物レンズ１で観察する範囲の面積をＳobとするとき、以
下条件（４）を満足するのが望ましい。

【０１９７】 ０．５≦Ｓob／Ｓ≦１．４ ・・・（４） 上記条件を満足することによって、対物レンズ１の交換
によって観察範囲や作動距離が変化しても、照明光の照
明範囲や照明強度が最適に調整された状態でケーラー照
明が行える。上記条件（３）、（４）の上限の１．２あ
るいは１．４を越える場合には、先端照明部Ｂの焦点距
離が小さくなって、先端照明部Ｂと試料７までの間隔が
短くなる。そのため、対物レンズ１や試料７の交換を容
易に行えなくなり、操作性が悪化する。また、下限の
０．７あるいは０．５を越えると、先端照明部Ｂの焦点
距離が大きくなり、先端照明部Ｂから試料７へ照射され
る照明光の開口数が小さくなる。そのため、蛍光像の明
るさが暗くなってしまう。

【０１９８】本実施例では、先端照明部の焦点距離Ｆ＝
９５ｍｍ、対物レンズ１の焦点距離Ｆob＝７５ｍｍであ
るから、条件（３）を満足する。また、最低倍、中間、
最高倍での照明範囲（直径）は、それぞれ２６．１９ｍ
ｍ、８．０ｍｍ、２．０ｍｍであるのに対し、観察範囲
（直径）は表１−４から視野数／全系の倍率で求まり、
最低倍で２６．１９ｍｍ、中間で７．９７ｍｍ、最高倍
で２．０３ｍｍであるので、条件（４）を満足する。

【０１９９】なお、対物レンズ１を交換して作動距離が
変化すると、それに合わせて準焦ノブ１９ａを回転させ
て試料７と対物レンズ１との間隔を変化させなければな
らない。このとき、蛍光照明装置Ａも準焦部１９に取り
付けられているため、対物レンズ１（観察装置Ｃ）と一
緒に移動する。その結果、先端照明部Ｂの射出側の照明
光学系の光軸が、試料７上で対物レンズ１の光軸と一致
しなくなってしまう。そこで、先端照明部Ｂのレンズを
移動させたり、プリズムやミラーを回転させたりするた
めの駆動機構を設けておけば、先端照明部Ｂの射出側の
照明光学系の光軸の傾きを変えることができるので、観
察範囲と照明範囲の中心位置と範囲を一致させることが
できる。

【０２００】上記のような構成以外としては、蛍光照明
装置Ａを準焦部１９には取り付けないで支柱１１に直接
取り付けておき、準焦部１９には観察装置Ｃのみを取り
付けるように構成しておけば、準焦ノブ１９ａを回転さ
せて対物レンズ１を移動させても蛍光照明装置Ａは移動
しないので、先端照明部Ｂの射出側の照明光学系の光軸
と対物レンズ１の光軸を試料７上で一致させておくこと
ができる。

【０２０１】本実施例では、先端照明部Ｂ内のレンズＢ
１、Ｂ２として半円状のレンズであって、レンズＢ１の
断面形状は両凸レンズを半分にした形状、レンズＢ２の
形状は試料側に凹面を向けた正の屈折力のメニスカスレ
ンズを半分にした形状になっている。ただし、これに限
られることはなく、通常のレンズ（円形レンズ）を使用
して先端照明部Ｂを構成することも当然可能で、その構
成を図２５に示す。

【０２０２】図２５（ａ）は、レンズＢ１の一部のレン
ズを照明光学系の光軸に対して傾けて配置することによ
って、試料７上で照明光学系の光軸を対物レンズ１の光
軸に一致させた例である。先端照明部Ｂは、２つのプリ
ズムＰ２及びＰ３、４つの正の屈折力のレンズで構成さ
れたレンズＢ１、負の屈折力の単レンズのレンズＢ２で
構成されている。プリズムＰ２及びＰ３は直角三角プリ
ズムである。対物レンズ１の光軸と略平行な照明光学系
の光軸はプリズムＰ２で対物レンズ１の方向に偏向され
た後、プリズムＰ３によって再び対物レンズ１の光軸と
略平行となる。レンズＢ２とレンズＢ１のプリズム側の
２つのレンズは、中心軸が照明光学系の光軸と一致する
ようにそれぞれが配置されている。なお、先端照明部Ｂ
の瞳位置は、プリズムＰ３とレンズＢ２の間である。

【０２０３】レンズＢ１の３番目のレンズは照明光学系
の光軸に対して傾けて配置されている（レンズの中心は
照明光学系の光軸上にあるが、中心軸が照明光学系の光
軸に対して傾いて配置されている。）。そのため、照明
光学系の光軸はこの３番目のレンズによって、対物レン
ズ１側に曲げられてしまう。この３番目のレンズの傾き
を適当に選択することで、試料７上で照明光学系の光軸
を対物レンズ１の光軸と一致させることができる。な
お、図２５（ａ）では、一つのレンズを照明光学系の光
軸に対して傾けて配置したが、複数のレンズを傾けて配
置することもできる。

【０２０４】図２５（ｂ）は、反射ミラーを傾けて配置
することによって、試料７上で照明光学系の光軸を対物
レンズ１の光軸に一致させた例である。先端照明部Ｂ
は、プリズムＰ２、反射ミラーＭ１、２つの正の屈折力
のレンズで構成されたレンズＢ１、負の屈折力の単レン
ズのレンズＢ２で構成されている。この例では、対物レ
ンズ１の光軸と略平行な照明光学系の光軸はプリズムＰ
２で対物レンズ１の方向に偏向された後、反射ミラーＭ
１に入射するが、照明光学系の光軸が試料７上で対物レ
ンズ１の光軸と一致するように配置されている。よっ
て、レンズＢ１とレンズＢ２は、何れも中心軸が照明光
学系の光軸と一致するように配置されている。なお、先
端照明部Ｂの瞳位置は、反射ミラーＭ１とレンズＢ２の
間である。

【０２０５】図２５（ｃ）は、対物レンズ１の最も試料
７に近いレンズの径を大きくし、対物レンズ１の周辺部
を照明光学系の光軸を通すことによって、試料７上で照
明光学系の光軸を対物レンズ１の光軸に一致させた例で
ある。先端照明部Ｂは、プリズムＰ２、プリズムＰ３、
対物レンズ１を構成するレンズでもあるレンズＢ１、正
の屈折力の単レンズＢ２で構成されている。なお、先端
照明部Ｂの瞳位置は、プリズムＰ２とプリズムＰ３の間
である。

【０２０６】照明光学系の光軸を試料７上で対物レンズ
１の光軸と一致させる構成として、図２２で示されてい
る先端照明部Ｂがあるが、これは図２４に示すように、
照明光をレンズの周辺部を通過させることによって照明
光学系の光軸を曲げるものである。図２２において、先
端照明部Ｂが対物レンズ１に近接して配置されているこ
とと、レンズの周辺部を通過させることを利用して照明
光学系の光軸を曲げることから、図２５（ｃ）に示すよ
うに、先端照明部ＢのレンズＢ１を対物レンズ１と一体
化しても同様の作用効果が得られる。このように、対物
レンズ１の最も試料面に近いレンズの径を大きくして、
レンズ周辺部を先端照明部Ｂとして使用することで、試
料７上で照明光学系の光軸を対物レンズ１の光軸に一致
させることができる。

【０２０７】（実施例５）先端照明部Ｂの別の構成を図
２６に示す。先端照明部Ｂは、４つのプリズムＰ２、Ｐ
３、Ｐ７、Ｐ８と、２つの正の屈折力のレンズで構成さ
れたレンズＢ１、負の屈折力の単レンズのレンズＢ２で
構成されている。プリズムＰ２、Ｐ３は直角三角プリズ
ムで、プリズムＰ７、Ｐ８はくさびプリズムである。対
物レンズ１の光軸と略平行な照明光学系の光軸はプリズ
ムＰ２で対物レンズ１の方向に偏向された後、プリズム
Ｐ３によって再び対物レンズ１の光軸と略平行となる。
レンズＢ１とレンズＢ２は、中心軸が照明光学系の光軸
と一致するようにそれぞれが配置されている。なお、先
端照明部Ｂの瞳位置は、プリズムＰ３とレンズＢ２の間
である。

【０２０８】プリズムＰ７はレンズＢ１の試料７側に配
置されており、プリズムＰ７によって照明光学系の光軸
が対物レンズ１側に曲げられる。そして、プリズムＰ７
に続いて配置されたプリズムＰ８によってさらに対物レ
ンズ１側に曲げられる。よって、くさびプリズムＰ７、
Ｐ８の頂角、配置位置や、互いの間隔を適宜選択するこ
とによって試料７上で照明光学系の光軸を対物レンズ１
の光軸に一致させることができる。このように、本実施
例では、くさびプリズムＰ７、Ｐ８の屈折作用のみで照
明光学系の光軸を曲げている。なお、この実施例ではく
さびプリズムの数は２つであるが、これに限られず１つ
あるいは３つ以上で構成することも可能である。

【０２０９】表３は本実施例の先端照明部Ｂのレンズデ
ータで、第２面から第４面が直角三角プリズムＰ３、第
６面から第７面がレンズＢ２、第８面から第１１面がレ
ンズＢ１である。第１４面から第１５面がくさびプリズ
ムＰ７、第１６面から第１７面がくさびプリズムＰ８で
ある。図２７は、表３のレンズデータに基づく先端照明
部Ｂのレイアウトと、最低倍、中間倍、最高倍における
光路図である。先端照明部の焦点距離Ｆ＝９５mm、対物
レンズ１の焦点距離Ｆob＝７５ｍｍであるから、条件
（３）を満足する。また、観察範囲は実施例４と同様な
ので、条件（４）も満足する。

【０２１０】（実施例６）先端照明部Ｂのさらに別の構
成を図２８に示す。先端照明部Ｂは、３つのプリズムＰ
２、Ｐ３、Ｐ６と、２つの正の屈折力のレンズで構成さ
れたレンズＢ１、負の屈折力の単レンズのレンズＢ２で
構成されている。プリズムＰ２、Ｐ３は直角三角プリズ
ムで、プリズムＰ６はくさび形状の偏向プリズムであ
る。対物レンズ１の光軸と略平行な照明光学系の光軸
は、プリズムＰ２で対物レンズ１の方向に偏向された
後、プリズムＰ３によって再び対物レンズ１の光軸と略
平行となる。レンズＢ１とレンズＢ２は、中心軸が照明
光学系の光軸と一致するようにそれぞれが配置されてい
る。なお、レンズＢ２はプリズムＰ２とプリズムＰ３の
間に配置されており、プリズムＰ２とレンズＢ２の間に
先端照明部Ｂの瞳位置３１がある。

【０２１１】偏向プリズムＰ６はレンズＢ１の試料７側
に配置されている。プリズムＰ３で偏向された照明光学
系の光軸は、プリズムＰ６の第１面ａに入射した後、第
２面ｂで対物レンズ１の光軸方から離れる方向に偏向さ
れる。偏向された照明光学系の光軸は第３面ｃで対物レ
ンズ１の光軸方向に偏向され、第２面ｂを通過して偏向
プリズムＰ６を射出する。ここで、第２面ｂと第３面ｃ
の傾きは、第３面ｃで偏向されて第２面ｂを通過して射
出する照明光学系の光軸が第２面ｂを通過する際に屈折
することなく射出し、試料７上で対物レンズ１の光軸と
一致するように設定されている。

【０２１２】表４は本実施例の先端照明部Ｂのレンズデ
ータで、第３面から第４面がレンズＢ２、第５面から第
７面が直角三角プリズムＰ３、第８面から第１０面がレ
ンズＢ１である。第１２面から第１４面が偏向プリズム
Ｐ６である。図２９は、表４のレンズデータに基づく先
端照明部Ｂのレイアウトと、最低倍、中間倍、最高倍に
おける光路図である。光路図から分かるように、プリズ
ムＰ６は全ての面が平面で構成されており、入射した照
明光は第１面ａに入射して屈折し、第２面ｂで全反射さ
れ、第３面ｃで反射して、第２面ｂを通過して射出して
いる。このように、偏向プリズムＰ６は入射光を屈折作
用と反射作用によって射出する光学部材であることが分
かる。なお、先端照明部の焦点距離Ｆ＝９５ｍｍ、対物
レンズ１の焦点距離Ｆob＝７５ｍｍであるから、条件
（３）を満足する。また、観察範囲は実施例４と同様な
ので、条件（４）も満足する。また、プリズムＰ６の面
を全て平面で構成しなくとも、球面、非球面、回転非対
称面、回折面で構成することも可能である。

【０２１３】（実施例７）先端照明部Ｂの別の構成を図
３０に示す。図３０（ａ）は照明先端部Ｂ、対物レンズ
１及び観察光学系２Ｌ、２Ｒを側面から見たときの構成
図、（ｂ）は正面から見たときの構成図、（ｃ）上面か
ら見たときの構成図である。

【０２１４】先端照明部Ｂは、４つのプリズムＰ２、Ｐ
３、Ｐ４、Ｐ５と、負の屈折力の単レンズで構成された
レンズＢ１、正の屈折力の単レンズのレンズＢ２、正の
屈折力の単レンズで構成されたレンズＢ３で構成されて
いる。プリズムＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は何れも直角三
角プリズムである。プリズムＰ２は、対物レンズ１の光
軸と略平行な照明光学系の光軸を対物レンズ１の方向に
偏向するように配置されている。プリズムＰ３は、プリ
ズムＰ２で偏向された光軸を再び対物レンズ１の光軸と
略平行となるように配置されている。プリズムＰ４は、
プリズムＰ２とＰ３の間の光軸と直交する方向に照明光
学系の光軸を偏向するように配置されている。プリズム
Ｐ５は、プリズムＰ４で偏向された照明光学系の光軸が
試料７上で対物レンズの光軸と一致（交差）するように
配置されている。

【０２１５】レンズＢ１、レンズＢ２、レンズＢ３は、
中心軸が照明光学系の光軸と一致するようにそれぞれが
配置されている。レンズＢ１はプリズムＰ２とプリズム
Ｐ３の間に配置されている。なお、先端照明部Ｂの瞳位
置は、レンズＢ１とプリズムＰ３の間となっている。プ
リズムＰ３とプリズムＰ４の間にはレンズＢ２が配置さ
れている。レンズＢ３はプリズムＰ４とプリズムＰ５の
間に配置されている。

【０２１６】表５は本実施例の先端照明部Ｂのレンズデ
ータで、第３面から第４面がレンズＢ１、第５面から第
７面が直角三角プリズムＰ３、第８面から第９面がレン
ズＢ２である。第１０面から第１２面が直角三角プリズ
ムＰ４、第１３面から第１４面がレンズＢ３、第１５面
から第１７面が直角三角プリズムＰ５である。図３１
は、表５のレンズデータに基づく先端照明部Ｂの最低
倍、中間倍、最高倍における光路図である。なお、先端
照明部の焦点距離Ｆ＝９０ｍｍ、対物レンズ１の焦点距
離Ｆob＝７５ｍｍであるから、条件（３）を満足する。
また、最低倍、中間、最高倍での照明範囲（直径）は、
それぞれ３１．４ｍｍ、９．６ｍｍ、２．４ｍｍである
ので、条件（４）も満足する。

【０２１７】本実施例では、実施例４と比べて２つのプ
リズムＰ４、Ｐ５を余分に有している。よって、光源１
３から先端照明部Ｂ直前までの光学系で決る照明光学系
の光軸を、プリズムＰ４、Ｐ５によって様々な方向に偏
向できるので、容易に試料７上で対物レンズ１の光軸と
一致させることができる他、照明方向を自由に選択でき
る。また、対物レンズ１と支柱１１の間の空間はデッド
スペースであるため、この空間にプリズムＰ４とプリズ
ムＰ５を配置するようにすれば、蛍光照明装置Ａを取り
付けても光学装置の大型化を招くことはない。

【０２１８】なお、図３０において、対物レンズ１とプ
リズムＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５のみを取り出して斜め方
向から見た構成（斜視図）を図３２と図３３に示す。こ
の中、図３２は対物レンズ１とプリズムＰ４、Ｐ５の構
成を示し、図３３は対物レンズ１とプリズムＰ２、Ｐ
３、Ｐ４、Ｐ５の構成を示している。

【０２１９】図３２に示すように、１０１は照明光学系
の光軸であって対物レンズ１の光軸と略平行である。面
Ａ１は光軸１０１と対物レンズ１の光軸を含む面であ
る。光偏向部材であるプリズムＰ４とプリズムＰ５はこ
の平面に垂直な面Ａ２内に配置されており、プリズムＰ
４は偏向後の光軸が、光軸１０１を対物レンズ１に近づ
けるように配置されている。１０２は光軸１０１がプリ
ズムＰ４で偏向された後の光軸である。プリズムＰ５
は、光軸１０２を試料７面に対して斜め方向から試料７
と交わるように偏向すると共に、プリズムＰ５で偏向さ
れた光軸１０３が試料７上で対物レンズ１の光軸と角度
θで交わるように配置されている。なお、Ａ３は光軸１
０２と対物レンズ１の光軸を含む面である。

【０２２０】図３２において、光軸１０１は対物レンズ
１の光軸と略平行になっている。一方、実施例４（図２
２）における光源１２から第２のリレーレンズ群Ｇ２ま
での光学系で決まる光軸も、対物レンズ１の光軸と略平
行になっている。したがって、図２２の先端照明部Ｂの
代わりに図３２に示す構成を用いて、第２のリレーレン
ズ群Ｇ２から射出した照明光を試料７に導くこともでき
る。すなわち、図３２の構成は、照明光を試料７に導く
ためにプリズムを使った場合の基本的構成であると言え
る。ただし、光軸１０１、１０２、１０３の間にレンズ
系を配置する必要があるのは言うまでもない。このと
き、レンズが光軸１０１、１０２、１０３に共軸に配置
することによって、光学系の組み立てが容易になる。

【０２２１】図３３は、図３２に示す構成に加えて、さ
らにプリズムＰ４よりも光源側に２つの光偏向部材であ
るプリズムＰ２とＰ３を配置したものである。プリズム
Ｐ２とプリズムＰ３は平面Ａ１に直交する平面Ａ４内に
配置されている。１０５は照明光学系の光軸であって、
対物レンズ１の光軸と略平行である。Ａ５は光軸１０５
と対物レンズ１の光軸を含む面である。プリズムＰ２
は、光軸１０５を対物レンズ１から離れる方向（プリズ
ムＰ４の配置されている方向）に配置されたプリズムＰ
３に向けて偏向するように配置されている。１０４は偏
向された後の光軸である。プリズムＰ３は光軸１０４を
プリズムＰ４に向けて偏向するように配置されている。

【０２２２】図３３に示す構成は、４つのプリズムを用
いて照明光を試料に導くため、光学系の配置に自由度が
ある。よって、様々な方向からの照明が可能になるの
で、効率的な照明が行える。また、前述のように、これ
らのプリズムを、また対物レンズ１と支柱１１の間の空
間に配置すれば、蛍光照明装置Ａを取り付けることによ
る光学装置の大型化を招くことはない。また、プリズム
での反射は全反射を利用しているので、照明光の損失が
少ない。

【０２２３】なお、図３２、図３３に示すように、光軸
１０３は試料７に対して角度θで交わる。そのため、照
明光束（ここでは、照明光学系のレンズは回転対称な形
状）は光軸１０３に垂直な面に対しては円形になるが、
試料７面では楕円になる。一方、観察範囲は円形である
から、照明範囲と観察範囲は一致しない。しかしなが
ら、ずれの範囲はわずかであるため大きな問題とはなら
ない。なお、できるだけ一致させるためには、次の実施
例８で示すように、ずれを補正する光学系が必要とな
る。

【０２２４】（実施例８）実施例７で述べたように、照
明光学系を回転対称な円形形状の光学部材で構成し、試
料の斜め方向から照明光を照射した場合、試料上で照明
光束は楕円になる。図３４はこの様子示した図で、９０
は試料面、９１は対物レンズの光軸、９２は照明光束、
９３は照明範囲、９４は観察範囲、９５は照明光学系の
光軸である。図３４において、照明光学系の光軸９５は
対物レンズの光軸９１に対して角度θで傾いているの
で、試料面９０を照明する照明光束９２の照明範囲９３
は楕円形状になる。一方、対物レンズの光軸９１は試料
面９０に垂直であるため観察範囲９４は円形となる。こ
のように、観察範囲９４が円形であるにも係わらず、照
明範囲が楕円であるということは、光源１３から発した
照明光の全てが観察範囲９４内に集まらないことであ
る。よって、このような状態では効率の良い照明が行わ
れず、明るい蛍光像を観察することが難しくなる。

【０２２５】なお、図３４において、照明光束は円形に
なっているはずであるが、上面図における照明光束９２
は円形となっていない。これは、照明光学系の光軸９５
に垂直な面に投影された照明光束（円形）を上方から見
たときの様子を描いているためで、ｃｏｓθの値が掛か
っているためである。

【０２２６】上記の観察範囲と照明範囲が一致しない問
題を解決するために、本実施例では、先端照明部Ｂを、
図３５に示すように、実施例７の先端照明部Ｂにおける
正の屈折力のレンズＢ２、Ｂ３を、トーリックレンズに
置き換えて構成している。図３５（ａ）は、照明先端部
Ｂ、対物レンズ１及び観察光学系２Ｌ、２Ｒを側面から
見たときの構成図、（ｂ）は正面から見たときの構成
図、（ｃ）上面から見たときの構成図、（ｄ）はトーリ
ックレンズの外形形状を示す図である。

【０２２７】トーリックレンズＢ２及びＢ３は、図３５
（ｄ）に示すように、屈折面が回転対称ではなく、２つ
の直交する軸方向ＸとＹとで異なる曲率半径ＲＤＸ、Ｒ
ＤＹを有するレンズである。したがって、このようなト
ーリックレンズを備える本実施例の先端照明部Ｂは、直
交するＸ及びＹ方向に対して異なる２つの焦点距離Ｆｘ
及びＦｙを有することになる。

【０２２８】本実施例では、先端照明部Ｂから射出する
光束は斜めから試料７に照射される。ここで、θは先端
照明部Ｂの射出側における照明光学系の光軸と対物レン
ズ１とのなす角度である。図３６、図３７に示すよう
に、トーリックレンズＢ２はプリズムＰ４から射出する
照明光学系の光軸ｂ’ｃ’に対して角度θ回転して配置
されている。また、トーリックレンズＢ３はプリズムＰ
４に入射する照明光学系の光軸ａ’ｂ’に対して角度θ
回転して配置されている。Ｘ２、Ｙ２はトーリックレン
ズＢ２の各屈折面における曲率半径を持つ方向、Ｘ３、
Ｙ３はトーリックレンズＢ３の各屈折面における曲率半
径を持つ方向である。トーリックレンズＢ２は、Ｘ３と
照明光学系の光軸ｂ’ｃ’とのなす角度がθとなるよう
に配置されている。また、トーリックレンズＢ３は、Ｘ
３と照明光学系の光軸ａ’ｂ’とのなす角度がθとなる
ように配置されている。

【０２２９】図３８に、先端照明部Ｂの斜視図を示す。
図３８において、ＲＤＸは図３６及び図３７のＸ２、Ｘ
３に対応し、ＲＤＹは図３６及び図３７のＹ２、Ｙ３に
対応する。トーリックレンズＢ２のプリズムＰ３側の屈
折面は、ＲＤＹ方向に曲率を有するが、ＲＤＸ方向には
曲率を持っていない。反対側の面、すなわち、プリズム
Ｐ４側の屈折面は、ＲＤＸ方向に曲率を有するが、ＲＤ
Ｙ方向には曲率を持っていない。また、トーリックレン
ズＢ３のプリズムＰ４側の屈折面は、ＲＤＸ方向に曲率
を有するが、ＲＤＹ方向には曲率を持っておらず、反対
側の面、すなわち、プリズムＰ５側の屈折面は、ＲＤＹ
方向に曲率を有するが、ＲＤＸ方向には曲率を持ってい
ない。

【０２３０】さて、図３８における照明方向は、試料７
面におけるＲＤＹで示された軸（矢印）方向、すなわ
ち、対物レンズの光軸Ｏと照明光学系の光軸を含む面と
試料面が交わってできる直線の方向であって、この方向
から照明が行われる。レンズＢ２及びＢ３がレンズＢ１
と同じような回転対称なレンズである場合、試料７上に
おける照明範囲は楕円となる。この場合、この対物レン
ズの光軸Ｏと照明光学系の光軸を含む面と試料面が交わ
ってできる直線の方向が楕円の長軸（長径）方向にな
り、直交する方向（図３８のＲＤＸ方向）が短軸（短
軸）方向になる。

【０２３１】そこで、レンズＢ２及びＢ３をトーリック
レンズにすると、先端照明部Ｂの焦点距離をＲＤＸ方向
とＲＤＹ方向で異ならせることができる。よって、ＲＤ
Ｘ方向とＲＤＹ方向の投影倍率を異ならせることによ
り、図３９の上面図に示すように、照明光束９２の矢印
方向（ＲＤＹ方向に相当する）の径を図３４の場合に比
べて小さくすることができる。その結果、試料７上に投
影されても照明範囲９３は楕円とならず円形となる。こ
のとき、照明光学系の光軸９５に垂直な面に投影された
照明光束は、図３９の場合は楕円で、図３４の場合は円
である。

【０２３２】このように、本実施例では、先端照明部Ｂ
に直交する２つの方向の焦点距離が異なるトーリックレ
ンズを用いることによって、斜めから照明を行った場合
に試料上における照明範囲を観察範囲と同じ形状にする
ことができる。よって、効率の良い照明が行え、明るい
蛍光像を観察することができる。

【０２３３】ところで、先端照明部Ｂは以下の条件
（５）、（６）を満足することが望ましい。

【０２３４】 Ｆｙ＜Ｆｘ ・・・（５） ０．８＜（Ｆｙ／Ｆｘ）／ｃｏｓθ＜１．２ ・・・（６） ここで、θは、先端照明部Ｂの照明光学系の光軸と対物
レンズ１の光軸とのなす角度である。また、Ｆｘは、先
端照明部Ｂの焦点距離であって、回転対称光学系で構成
された照明光学系で照明したときに試料上に形成される
楕円形状の照明範囲の短軸方向における焦点距離であ
る。また、Ｆｙは、先端照明部Ｂの焦点距離であって、
短軸方向と直交する長軸方向における焦点距離である。

【０２３５】あるいは、先端照明部Ｂは以下の条件
（７）、（８）を満足することが望ましい。

【０２３６】 ｜Ｍｙ｜＜｜Ｍｘ｜ ・・・（７） ０．８＜（｜Ｍｙ｜／｜Ｍｘ｜）／ｃｏｓθ＜１．２ ・・・（８） ここで、θは、先端照明部Ｂの照明光学系の光軸と対物
レンズの光軸とのなす角度である。また、Ｍｘは、先端
照明部Ｂの光学系における投影倍率であって、回転対称
光学系において角度θで照明したときに試料上に形成さ
れる楕円状の照明範囲の短軸方向の投影倍率で、試料を
Ｉ、先端照明部Ｂによる試料像をＩｘ’とするとき、Ｍ
ｘ＝Ｉ／Ｉｘ’で求まる倍率である。また、Ｍｙは、短
軸方向と直交する長軸方向の投影倍率であって、試料を
Ｉ、先端照明部Ｂによる試料像をＩｙ’とするとき、Ｍ
ｙ＝Ｉ／Ｉｙ’で求まる倍率である。

【０２３７】上記の条件（５）、（６）あるいは
（７）、（８）を満足する場合、先端照明部Ｂから射出
された照明光の光束は、照明光学系の光軸に垂直な断面
形状が楕円となるため、試料７上に照射されたときに略
円形となる。特に、（Ｆｙ／Ｆｘ）／ｃｏｓθ＝１、あ
るいは、（｜Ｍｙ｜／｜Ｍｘ｜）／ｃｏｓθ＝１のとき
に円形となる。このため、観察範囲と照明光の照明範囲
を略一致させることができる。

【０２３８】このように、先端照明部Ｂを上記条件を満
足するように構成することによって、先端照明部Ｂの射
出側の光軸が対物レンズ１の光軸に対して傾いていて
も、十分に効率の良い照明が可能となる。なお、上記条
件（６）、（８）の上限及び下限を越える場合は、観察
範囲に対して照明光の照明範囲が一致しなくなるので、
照明光率が悪くなる。その結果、蛍光像を明るく観察す
ることが困難になる。

【０２３９】なお、上記条件式では、試料上の照明範囲
（ＲＤＸ、ＲＤＹ）を基準にして短軸方向と長軸方向を
定めている。ただし、照明光束を基準にすると、トーリ
ックレンズを用いた光学系では、照明光がＲＤＸ方向に
比べてＲＤＹ方向が短い楕円になっているので、ＲＤＸ
が長軸方向、ＲＤＹが短軸方向になる。

【０２４０】表６は、本実施例の先端照明部Ｂのレンズ
データで、ＲＤＸ方向とＲＤＹ方向とに分けて表示して
いる。第３面から第４面が負の屈折力のレンズＢ１で、
試料側に凹面を向けた負レンズである。第５面から第７
面が直角三角プリズムＰ３である。第８面から第９面が
トーリックレンズＢ２で、材質はシリコンである。第８
面は、ＲＤＹ方向に曲率を有するがＲＤＸ方向には曲率
を持っておらず、第９面は、ＲＤＸ方向に曲率を有する
非球面で、ＲＤＹ方向には曲率を持っていない。第１０
面から第１２面が直角三角プリズムＰ４である。第１３
面から第１４面がトーリックレンズＢ２で、材質はシリ
コンである。第１３面はＲＤＸ方向に曲率を有するが、
ＲＤＹ方向には曲率を持っておらず、第１４面はＲＤＹ
方向に曲率を有する非球面で、ＲＤＸ方向には曲率を持
っていない。第１５面から第１７面が直角三角プリズム
Ｐ４である。

【０２４１】図４０は、表６のレンズデータに基づく最
低倍、中間倍、最高倍における光路図であって、ＲＤＸ
方向とＲＤＹ方向の光路図である。先端照明部の焦点距
離Ｆｘ＝９０ｍｍ、Ｆｙ＝６８．９ｍｍ、対物レンズ１
の焦点距離Ｆob＝７５ｍｍであるから、条件（３）及び
条件（６）を満足する。また、条件（４）も満足する。

【０２４２】トーリックレンズの材質はシリコンである
が、これはモールドレンズとして製作することで製造コ
ストを低く抑えられるので好ましいが、ガラス材料でト
ーリックレンズを製作することも可能である。このと
き、シリコン、ガラス材料の何れにおいても、紫外線の
透過率が高いものを選択するのが、蛍光照明を行う上で
好ましい。

【０２４３】本実施例では２つのトーリックレンズＢ
２、Ｂ３は両面共トーリック面になっているので、４つ
のトーリック面を使用していることになる。しかしなが
ら、先端照明部Ｂの焦点距離を直交する方向で異ならせ
るには、少なくとも１つトーリック面を備えていればよ
い。ただし、先端照明部Ｂの瞳位置３１を直交する方向
で一致させるためには、少なくとも２つのトーリック面
が必要になる。このとき、一つのトーリック面は直交す
る方向のそれぞれに曲率を有していることが望ましい。

【０２４４】また、トーリック面の代わりに、光軸に対
して非対称な面でレンズを構成することもできる。上述
のトーリック面の中、少なくとも一つの面を照明光学系
の光軸対して非対称な面にする。図４１（ａ）は非対称
な面を用いていない場合の照明光の様子を示しており、
図４１（ｂ）は非対称な面を用いている場合の照明光の
様子を示している。

【０２４５】先端照明部Ｂの光学系中に非対称な面を用
いていない場合、均一に照明される面９６は試料面９０
に傾いて一致していない。そのため、試料面９０に達す
る照明光の中、光軸９５上に集光する光束は試料面９０
と一致するが、その他の光束は試料面９０上では広がっ
てしまう。そのため、観察範囲の中心に比べて周辺部が
暗くなってしまう。これに対して、先端照明部Ｂの光学
系中に非対称な面を用いると、全ての照明光を試料面９
０上に集光できるので、均一に照明される面９６と試料
面９０を一致させることができる。よって、観察範囲の
中心も周辺部も同じ明るさで照明することができる。

【０２４６】また、図４２に示すように、先端照明部Ｂ
を実施例１の光学装置に組み合わせることが可能であ
る。この場合、対物レンズ１を通過させて行う照明と、
先端照明部Ｂによる照明の２つの照明が行える。図４２
に示す構成において、光学部材Ｍ３として全反射ミラ
ー、ハーフミラー、ダイクロイックミラーが使用でき
る。光学部材Ｍ３として全反射ミラーを使用する場合
は、対物レンズ１を通過させて行う照明光路と先端照明
部Ｂの光路の何れか一方しか使えない。そのため、矢印
に示す方向に光学部材Ｍ３を移動させて光路の切り換え
が行えるようにすればよい。

【０２４７】光学部材Ｍ３としてハーフミラーを使用す
る場合は、対物レンズ１を通過させて行う照明光路と先
端照明部Ｂの光路の両方を同時に使用することができ
る。この場合、対物レンズ１を通過させて行う照明光路
によって試料７に対して垂直に近い方向から照明が行わ
れ、先端照明部Ｂによって試料７に対して斜め方向から
照明が行われるので、２方向からの照明となる。よっ
て、試料７に対して影のでき難い照明が行える。また、
対物レンズ１を通過する照明光の光量が減少するので、
自家蛍光の発生を少なくすることができる。

【０２４８】光学部材Ｍ３としてダイクロイックミラー
を使用する場合は、異なる波長の照明光（励起光）で試
料７を照明することができる。したがって、多重染色さ
れた試料７を複数の波長の蛍光像を同時に観察すること
ができる。このとき、自家蛍光が発生しやすい短波長の
照明光を先端照明部Ｂに入射させ、長波長の照明光を対
物レンズ１側の照明光路に入射させれば、対物レンズ１
での自家蛍光の発生を少なくさせることができる。

【０２４９】以下に、表１−１から表６を掲載する。

【０２５０】 表１−１：対物レンズと蛍光照明光学系のレンズデータ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 試料面 INF 58.1909 1 -356.6844 10.0 1.49267 70.23 2 -73.9885 2.0 1 3 401.3396 7.0 1.68884 32.1 4 84.827 16.0 1.50157 81.61 5 -131.2216 3.0 1 6 53.5032 24.709 1.50158 81.54 7 -53.5032 6.7 1.52236 64.14 8 46.6622 6.0 1 9 151.0921 9.0 1.49268 70.21 10 -151.0921 1.5 1 11 INF 10.0 1.52236 64.14 （偏心位置（15mm偏心）） 12 INF 10.0 1.52236 64.14 13 INF ｄ１（可変） 1 14 INF ｄ２（可変） 1 （対物レンズの入射瞳位置） 15 INF 41.4 1 16 86.644 4.0 1.49267 70.23 17 INF 24.7 1 18 INF ｄ３（可変） 1 19 INF 5.0 1.49267 70.23 20 -53.984 2.0 1 21 53.984 5.0 1.49267 70.23 22 INF ｄ４（可変） 1 23 INF 6.0 1.52955 59.89 24 INF 8.0 1 25 INF 3.5 1.49267 70.23 26 -17.93 28.0 1 27 37.291 3.5 1.49267 70.23 28 -51.881 68.688 1 29 -28.981 6.0 1.52236 64.14 30 -20.981 8.7 1 31 INF 4.0 1.52967 69 32 INF 0.6 1 33 INF 4.0 1.52967 69 34 INF 8.0 1 35 -30.1125 3.0 1.61799 39.29 36 57.8565 3.5 1 37 112.8286 15.9968 1.52802 64.14 38 -29.8272 0.3 1 39 33.6183 9.6778 1.49752 70.23 40 76.0179 0.2 1 41（非球面） 17.5066 12.9515 1.80953 50 42 47.0729 14.2 1 43 INF 0 1 光源位置 非球面係数 第４１面 Ｋ =-0.3326 A₄ =-4.08080×10^-6 A₆ = 2.54210×10^-8 A₈ =-5.41490×10^-11 ズームデータ 最低倍 中間倍 最高倍 ０．７ｘ ２．３ｘ ９ｘ ｄ１ 38.38336 100.52992 142.40434 ｄ２ -38.38336 -100.52992 -142.40434 ｄ３ 43.12143 124.52958 154.62861 ｄ４ 120.32981 38.92167 8.82263 偏心データ 第１１面偏心量 15mm 。

【０２５１】 表１−２：蛍光照明光学系の近軸量 最低倍 中間倍 最高倍 開口数 ＮＡ 0.176 0.053 0.014 光源からの投影倍率 β 4.4 14.9 27.0 射出瞳位置 Ｄ 1.2 2.7 3.0 焦点距離 ＦＬ 5.14 40.76 77.81 。

【０２５２】 表１−３：対物レンズの近軸量 最低倍 中間倍 最高倍 開口数 ＮＡ 0.0276 0.0744 0.139 焦点距離 Ｆob 75 75 75 。

【０２５３】 表１−４：観察側の近軸量 最低倍 中間倍 最高倍 対物レンズ開口数 ＮＡ 0.0276 0.0744 0.139 全系の倍率 倍率 0.84 2.76 10.8 視野数 ＦＮ 22 22 22 。

【０２５４】 表２−１ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 物点位置 INF 14.5 （先端照明部瞳位置） 1 INF 11.0 1.52236 64.14 2（反射面） INF 11.0 1.52236 64.14 3 INF 0.7 1 4 26.279 5.0 1.49267 70.23 5 50.943 ｄ１（可変） 1 6 59.166 3.5 1.49267 70.23 7 -86.083 0.5 1 8 74.151 6.3 1.49267 70.23 9 -19.074 3.0 1.60711 39.21 10 -91.845 ｄ２（可変） 1 11 -13.205 4.0 1.52236 64.14 12 -10.234 23.3 1 13 INF 18.412 1 14 -31.135 3.5 1.52236 64.14 15 -15.113 32.015 1 16 INF 10.0 1.52236 64.14 17 INF 10.0 1.52236 64.14 18 INF 15.0 1 19 57.900 3.0 1.60711 39.21 20 34.040 46.359 1 21 -24.498 6.0 1.52236 64.14 22 -20.741 17.715 1 23 INF 4.0 1.52967 69 24 INF 0.6 1 25 INF 4.0 1.52967 69 26 INF 8.0 1 27 -30.1125 3.0 1.61799 39.29 28 57.8565 3.5 1 29 112.8286 15.9968 1.52802 64.14 30 -29.8272 0.3 1 31 33.6183 9.6778 1.49752 70.23 32 76.0179 0.2 1 33（非球面） 17.5066 12.9515 1.80953 50 34 47.0729 14.2 1 光源位置 INF 非球面係数 第３３面 Ｋ =-0.3326 A₄ =-4.08080×10^-6 A₆ = 2.54210×10^-8 A₈ =-5.41490×10^-11 ズームデータ 最低倍 中間倍 最高倍 ｄ１ 34.590 78.559 114.231 ｄ２ 84.183 40.214 4.542 投影倍率（光源から）β 4.8 11.5 25.1 開口数 ＮＡ 0.175 0.054 0.013 焦点距離 ＦＬ 5.73 29.94 39.50 射出瞳位置 Ｄ 1.2 2.6 1.7 。

【０２５５】 表２−２ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 0 INF INF 1 INF 0 1 2（反射面） INF 11.0 1.52236 64.14 3 INF 11.0 1.52236 64.14 4 INF 1.0 1 （入射瞳位置） 5 INF 5.5 1 6 143.595 24.19 1.52236 64.14 7 -502.795 1.1 1 8 62.528 25.19 1.59637 61.14 9 142.471 65.0 1 10（試料面） INF 最低倍 中間倍 最高倍 試料側開口数 ＮＡ 0.021 0.057 0.106 焦点距離 Ｆ 95.0 95.0 95.0 照明範囲 ΦＨ 26.19 8.0 2.0 。

【０２５６】 表３ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 0 INF INF 1 INF 0 1 2 INF 11.0 1.52236 64.14 3（反射面） INF 11.0 1.52236 64.14 4 INF 1.0 1 5 INF 5.0 1 （入射瞳位置） 6 -267.205 6.5 1.60711 39.21 7 30.132 9.6 1 8 -185.589 3.5 1.52236 64.14 9 -37.565 6.2 1 10 -530.378 5.5 1.52236 64.14 11 -31.387 0.0 1 12 INF 0.0 1 13 INF 8.0 1 14 INF 10.0 1.52236 64.14 （くさびプリズム） 15 INF 10.0 1 16 INF 15.0 1.52236 64.14 （くさびプリズム） 17 INF 50.0 1 試料面 INF 最低倍 中間倍 最高倍 試料側開口数 ＮＡ 0.027 0.072 0.133 焦点距離 Ｆ 75.0 75.0 75.0 照明範囲 ΦＨ 26.19 8.0 2.0 。

【０２５７】 表４ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 0 INF INF 1 INF -10 1 2 INF -0.3 1 （入射瞳位置） 3 -45.934 -3.03 1.60711 39.21 4 -22.890 -9.9669 1 5 INF -15.0 1.52236 64.14 6（反射面） INF 15.0 1.52236 64.14 7 INF 10.1469 1 8 81.341 3.97 1.60711 39.21 9 52.686 8.13 1.49267 70.23 10 -46.635 1.0 1 11 INF 20.0 1.52236 64.14 （くさびプリズム） 12 INF -25.0 1.52236 64.14 13 INF 17.37 1.52236 64.14 14 INF 0 1 15 INF 0 1 16 INF 65.18 1 17 INF -0.0002 1 試料面 INF 最低倍 中間倍 最高倍 試料側開口数 ＮＡ 0.022 0.06 0.111 焦点距離 Ｆ 90.0 90.0 90.0 照明範囲 ΦＨ 26.19 8.0 2.0 。

【０２５８】 表５ 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 0 INF INF 1 INF 10.0 1 2 INF -10.0 1 （入射瞳位置） 3 55.145 2.5 1.60711 39.21 4 27.637 11.0 1 5（Ｐ３） INF 15.0 1.52236 64.14 6 INF 15.0 1.52236 64.14 7 INF 5.0 1 8 INF 8.5 1.49267 70.23 9 -41.831 8.0 1 10（Ｐ４） INF 16.0 1.52236 64.14 11 INF 16.0 1.52236 64.14 12 INF 6.5 1 13 119.500 8.5 1.49267 70.23 14 INF 3.5 1 15（Ｐ５） INF 16.0 1.52236 64.14 16 INF 16.0 1.52236 64.14 17 INF 78.0 1 試料面 INF 最低倍 中間倍 最高倍 試料側開口数 ＮＡ 0.022 0.06 0.111 焦点距離 Ｆ 90.0 90.0 90.0 照明範囲 ΦＨ 31.4 9.6 2.4 。

【０２５９】 表６ （ＲＤＹ方向） 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 試料面 INF INF 0 INF INF 1 INF 10.0 1 2 INF -10.0 1 （入射瞳位置） 3 55.175 2.5 1.60711 39.21 4 27.629 11.0 1 5（Ｐ３） INF 15.0 1.52236 64.14 6 INF 15.0 1.52236 64.14 7 INF 5.0 1 8 71.316 8.5 1.41623 50.49 （トーリック面） 9 INF 8.0 1 （トーリック面（平面）） 10（Ｐ４） INF 16.0 1.52236 64.14 11 INF 16.0 1.52236 64.14 12 INF 6.5 1 13 INF 8.5 1.41623 50.49 （トーリック面（平面）） 14 -64.667 3.5 1 （トーリック面（非球面）） 15（Ｐ５） INF 16.0 1.52236 64.14 16 INF 16.0 1.52236 64.14 17 INF 78.0 1 試料面 INF 非球面係数 第１４面 Ｋ = 0 A₂ =-6.12570×10^-3 A₄ = 1.34900×10^-6 A₆ =-6.61130×10^-9 A₈ = 3.54630×10^-11 A₁₀=-5.82480×10^-14 （ＲＤＸ方向） 面番号 曲率半径 間隔 屈折率(480nm) アッベ数 試料面 INF INF 0 INF INF 1 INF 10.0 1 2 INF -10.0 1 （入射瞳位置） 3 55.175 2.5 1.60711 39.21 4 27.629 11.0 1 5（Ｐ３） INF 15.0 1.52236 64.14 6 INF 15.0 1.52236 64.14 7 INF 5.0 1 8 INF 8.5 1.41623 50.49 （トーリック面（平面）） 9 -36.752 8.0 1 （トーリック面（非球面）） 10（Ｐ４） INF 16.0 1.52236 64.14 11 INF 16.0 1.52236 64.14 12 INF 6.5 1 13 101.454 8.5 1.41623 50.49 （トーリック面） 14 INF 3.5 1 （トーリック面（平面）） 15（Ｐ５） INF 16.0 1.52236 64.14 16 INF 16.0 1.52236 64.14 17 INF 78.0 1 試料面 INF 非球面係数 第９面 Ｋ = 0 A₂ =-5.24710×10^-4 A₄ = 4.19900×10^-7 A₆ =-5.77870×10^-9 A₈ = 3.61320×10^-11 A₁₀=-7.43900×10^-14 照明光軸と対物レンズ光軸とのなす角θ＝４０° （ＲＤＹ方向） 最低倍 中間倍 最高倍 試料側開口数 ＮＡ 0.029 0.078 0.145 焦点距離 Ｆｙ 68.9 68.9 68.9 照明範囲 ΦＨ 26.2 8.0 2.0 （ＲＤＸ方向） 最低倍 中間倍 最高倍 試料側開口数 ＮＡ 0.022 0.06 0.111 焦点距離 Ｆｘ 90.0 90.0 90.0 照明範囲 ΦＨ 26.2 8.0 2.0 。

【０２６０】なお、非球面の表示において、Ａ₂ 及びＡ
₁₀の値が記載されていないものがあるが、この場合、Ａ
₂ 及びＡ₁₀の値は０である。

【０２６１】以上の本発明の光学装置は例えば次のよう
に構成することができる。

【０２６２】〔１〕 対物レンズと、変倍光学系を含む
観察光学系ユニットと、結像レンズと接眼レンズを含む
結像光学系ユニットを備えた観察装置と、前記観察装置
に対して脱着可能な蛍光照明装置を備えた光学装置であ
って、前記蛍光照明装置は、光源と、前記対物レンズと
前記観察光学系ユニットとの間であって前記対物レンズ
から偏心した位置に配置され前記光源からの光を前記対
物レンズに入射させる反射部材と、前記光源と前記反射
部材の間に配置され前記光源からの照明光を前記反射部
材に導く照明光学系を備えており、前記照明光の中特定
の波長域の光を選択透過する第１の波長選択部材を前記
光源と前記反射部材の間に配置し、試料から発する蛍光
の波長域の光を選択透過する第２の波長選択部材を前記
対物レンズと前記結像光学系ユニットの間に配置してい
ることを特徴とする光学装置。

【０２６３】〔２〕 前記第２の波長選択部材は、前記
蛍光照明装置に一体に構成されていることを特徴とする
上記１記載の光学装置。

【０２６４】〔３〕 前記第２の波長選択部材が前記第
１の波長選択部材と一体に構成されていることを特徴と
する上記１記載の光学装置。

【０２６５】〔４〕 前記光学装置は、前記試料を載せ
る架台と、該架台に設置された支柱と、該支柱に保持さ
れ前記試料と前記対物レンズの間隔を変化させる準焦部
ユニットを有し、前記準焦部ユニットは前記蛍光照明装
置を保持し、前記蛍光照明装置は前記観察装置を保持す
ることを特徴とする上記１記載の光学装置。

【０２６６】〔５〕 前記観察光学系ユニット及び前記
結像光学系ユニットは一対のレンズユニットで構成さ
れ、該一対のレンズユニットは前記対物レンズの光軸に
平行にかつ対称に配置されていることを特徴とする上記
１記載の光学装置。

【０２６７】〔６〕 前記対物レンズ、前記観察光学系
ユニット及び前記結像光学系ユニットは一対のレンズユ
ニットで構成され、各々のレンズユニットは前記試料面
に垂直な軸に対して傾斜してかつ対称に配置されている
ことを特徴とする上記１記載の光学装置。

【０２６８】〔７〕 前記レンズユニットの各々の光軸
を含む面が前記対物レンズの光軸から偏心して位置する
ように、前記観察光学系ユニット及び前記結像光学系ユ
ニットを配置したことを特徴とする上記５記載の光学装
置 〔８〕 前記蛍光照明装置内の照明光学系は、前記観察
光学系ユニット内の観察光学系の変倍操作によって変化
する観察範囲と前記照明光学系の照明範囲が略一致する
ように、照明光学系内の少なくとも１つのレンズ群が移
動する構成を備えていることを特徴とする上記１記載の
光学装置。

【０２６９】

〔９〕 前記照明光学系は、光源からの光
を集光するコレクタレンズ群と、光源の１次像を作るた
めの第１リレーレンズ群と、光源の１次像をリレーする
ための第２リレーレンズ群を備え、前記第１リレーレン
ズ群の中に、第１の反射部材が配置され、前記光源の１
次像近傍に開口絞りが配置され、前記第２リレーレンズ
群中に少なくとも１つの移動可能なレンズ群と第２の反
射部材が配置され、前記照明光学系内で前記第１の波長
選択部材を交換可能に配置したことを特徴とする上記８
記載の光学装置。

【０２７０】〔１０〕 前記コレクタレンズ群と前記光
源との間隔を変化させて、前記光源の投影位置と試料を
略一致させるクリティカル照明が可能となることを特徴
とする上記１又は９記載の光学装置。

【０２７１】〔１１〕 前記コレクタレンズ群と前記光
源との間隔変化は、前記観察光学系ユニット内の観察光
学系の変倍操作に対して独立しており、前記照明光学系
における前記光源に最も近い試料の共役位置と前記光源
までの間隔をＤとし、以下の条件を満足することを特徴
とする上記１０記載の光学装置。

【０２７２】｜Ｄ｜≦３ｍｍ 〔１２〕 前記第１の波長選択部材と、前記第２の波長
選択部材が連動して切り換わる機構を備えていることを
特徴する上記２記載の光学装置。

【０２７３】〔１３〕 対物レンズと、変倍光学系を含
む観察光学系ユニットと、結像レンズと接眼レンズを含
む結像光学系ユニットを備えた観察装置と、前記観察装
置に対して脱着可能な蛍光照明装置を備えた光学装置で
あって、前記蛍光照明装置は、光源と、前記対物レンズ
に近接して配置された先端照明部と、前記光源と前記先
端照明部の間に配置され前記光源からの照明光を前記先
端照明部に導く照明光学系と備えており、前記照明光の
中特定の波長域の光を選択透過する第１の波長選択部材
を前記光源と前記先端照明部の間に配置し、試料から発
する蛍光の波長域の光を選択透過する第２の波長選択部
材を前記対物レンズと前記結像光学系ユニットの間に配
置し、前記先端照明部は、前記観察光学系ユニット内の
観察光学系の中心位置と前記蛍光照明装置による照明光
の中心位置が前記試料面上で一致するように前記対物レ
ンズの周囲に配置され、前記照明光学系は少なくとも１
つの移動レンズ群と移動機構を備え、前記観察光学系の
変倍に伴い前記移動レンズが移動して観察範囲と照明範
囲が略一致することを特徴とする光学装置。

【０２７４】〔１４〕 前記第２の波長選択部材は、前
記蛍光照明装置に一体に構成されていることを特徴とす
る上記１３記載の光学装置。

【０２７５】〔１５〕 前記第２の波長選択部材が、前
記第１の波長選択部材と一体化されていることを特徴と
する上記１４記載の光学装置。

【０２７６】〔１６〕 前記蛍光照明装置は、前記光源
からの光を前記対物レンズを介さずに前記先端照明部を
通過して試料を照明することを特徴とする上記１３記載
の光学装置。

【０２７７】〔１７〕 前記先端照明部はレンズを備
え、前記先端照明部内の少なくとも１つのレンズ光軸
が、前記先端照明部の光軸に対して偏心して配置された
ことを特徴とする上記１３記載の光学装置。

【０２７８】〔１８〕 前記先端照明部内に、平面のみ
で構成されると共に入射光を屈折作用のにみによって射
出する光学部材が配置されていることを特徴とする上記
１３記載の光学装置。

【０２７９】〔１９〕前記先端照明部内に、平面のみで
構成されると共に入射光を屈折作用と反射作用によって
射出する光学部材が配置されていることを特徴とする上
記１３記載の光学装置。

【０２８０】〔２０〕 照明光学系側から順に、対物レ
ンズの光軸と前記先端照明部の照明光軸を含む平面に垂
直な平面内に、前記照明光軸を偏向させる第１の偏向部
材と、前記第１の偏向部材によって偏向された前記照明
光軸を、試料面に対して斜めにかつ前記対物レンズの光
軸を含む平面内に偏向するための第２の偏向部材を配置
したことを特徴とする上記１３記載の光学装置。

【０２８１】〔２１〕 さらに、前記第１の偏向部材よ
りも光源側の先端照明部内の光軸と前記対物レンズの光
軸を含む平面に、直交する平面内に光軸を偏向するため
の第３の偏向部材を少なくとも２つ備えたことを特徴と
する上記２０記載の光学装置。

【０２８２】〔２２〕 前記先端照明部内に、少なくと
も２つのトーリック面を持つ光学部材を配置したことを
特徴とする上記１３記載の光学装置。

【０２８３】〔２３〕 前記先端照明部内に、少なくと
も１つの光軸に対して非対称な面を持つ光学部材を配置
したことを特徴とする上記１３記載の光学装置。

【０２８４】〔２４〕 以下の条件を満足することを特
徴とする上記〔２２〕の光学装置。

【０２８５】Ｆｙ＜Ｆｘ ０．８＜（Ｆｙ／Ｆｘ）／ｃｏｓθ＜１．２ ここで、θは先端照明部の照明光学系の光軸と対物レン
ズの光軸とのなす角度である。また、Ｆｘは先端照明部
の焦点距離であって、回転対称光学系で構成された照明
光学系で照明したときに試料上に形成される楕円形状の
照明範囲の短軸方向における焦点距離である。また、Ｆ
ｙは先端照明部Ｂの焦点距離であって、短軸方向と直交
する長軸方向における焦点距離である 〔２５〕 以下の条件を満足することを特徴とする上記
〔２２〕の光学装置。

【０２８６】｜Ｍｙ｜＜｜Ｍｘ｜ ０．８＜（｜Ｍｙ｜／｜Ｍｘ｜）／ｃｏｓθ＜１．２ ここで、θは先端照明部の照明光学系の光軸と対物レン
ズの光軸とのなす角度である。また、Ｍｘは先端照明部
の光学系における投影倍率であって、回転対称光学系に
おいて角度θで照明したときに試料上に形成される楕円
状の照明範囲の短軸方向の投影倍率で、試料をＩ、先端
照明部Ｂによる試料像をＩｘ’とするとき、Ｍｘ＝Ｉ／
Ｉｘ’で求まる倍率である。また、Ｍｙは短軸方向と直
交する長軸方向の投影倍率であって、試料をＩ、先端照
明部による試料像をＩｙ’とするとき、Ｍｙ＝Ｉ／Ｉ
ｙ’で求まる倍率である。

【０２８７】〔２６〕 先端照明部の光学系の焦点距離
をＦ、対物レンズの焦点距離をＦobとするとき、以下の
条件を満足することを特徴とする上記〔１３〕の光学装
置。

【０２８８】０．７≦Ｆob／Ｆ≦１．２ 〔２７〕 先端照明部により照明される面積をＳ、対物
レンズで観察する範囲の面積をＳobとするとき、以下の
条件を満足することを特徴とする上記〔１３〕の光学装
置。

【０２８９】０．５≦Ｓob／Ｓ≦１．４ 〔２８〕 先端照明部内のレンズ群に、対物レンズの試
料に最も近いレンズ群の一部の領域を先端照明部のレン
ズ群と共有することを特徴とする上記〔１３〕の光学装
置。

【０２９０】〔２９〕 前記光学装置は、前記試料を載
せる架台と、該架台に設置された支柱と、該支柱に保持
され前記試料と前記対物レンズの間隔を変化させる準焦
部ユニットを有し、前記準焦部ユニットは前記蛍光照明
装置を保持し、前記蛍光照明装置は前記観察装置を保持
することを特徴とする上記１３記載の光学装置。

【０２９１】〔３０〕 前記観察光学系ユニット及び前
記結像光学系ユニットは一対のレンズユニットで構成さ
れ、該一対のレンズユニットは前記対物レンズの光軸に
平行にかつ対称に配置されていることを特徴とする上記
１３記載の光学装置。

【０２９２】〔３１〕 前記対物レンズ、前記観察光学
系ユニット及び前記結像光学系ユニットは一対のレンズ
ユニットで構成され、各々のレンズユニットは前記試料
面に垂直な軸に対して傾斜してかつ対称に配置されてい
ることを特徴とする上記１３記載の光学装置。

【０２９３】〔３２〕 前記照明光学系は、光源からの
光を集光するコレクタレンズ群と、光源の１次像を作る
ための第１リレーレンズ群と、光源の１次像をリレーす
るための第２リレーレンズ群を備え、前記光源の１次像
近傍に開口絞りが配置され、前記第２リレーレンズ群中
に少なくとも１つの移動可能なレンズ群を備えたことを
特徴とする上記１３記載の光学装置。

【０２９４】〔３３〕 前記コレクタレンズ群と光源と
の間隔を変化させて、光源の投影位置と試料を略一致さ
せるクリティカル照明が可能となることを特徴とする上
記１３又は３２記載の光学装置。

【０２９５】〔３４〕 前記コレクタレンズ群と、前記
光源との間隔変化は、前記観察光学系ユニット内の観察
光学系の変倍操作に対して独立しており、前記照明光学
系における前記光源に最も近い試料の共役位置と前記光
源までの間隔をＤとし、以下の条件を満足することを特
徴とする上記３３記載の光学装置。

【０２９６】｜Ｄ｜≦３ｍｍ

【０２９７】

【発明の効果】以上説明したように、観察光学系から発
する励起光による自家蛍光をなくし、また、先端照明部
の構成によって対物レンズと観察光学系からの自家蛍光
をなくして、蛍光観察をコントラスト良く観察すること
ができ、しかも、蛍光照明光学系と吸収フィルタ、ある
いは、蛍光照明光学系と吸収フィルタと先端照明部を一
体化したユニットにすることで、従来の顕微鏡システム
を改造することなく蛍光観察装置にすることが可能であ
る。

【０２９８】さらに、蛍光照明装置を観察者に対して後
方に配置することで、試料面付近の空間を空けることが
でき、操作性の向上につながる。

【０２９９】また、実体顕微鏡だけでなく、約１０倍以
下の倍率で変倍光学系を含んだ顕微鏡システムに、上記
の蛍光照明装置を組み合わせることによって、従来の蛍
光顕微鏡の操作性より優れ、かつ、大きな開口数での蛍
光観察が可能となり、しかも、自家蛍光による影響が少
なくなるので、明るくコントラストの良い蛍光観察が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の光学装置の構成を示す図であっ
て、対物レンズを介して照明を行う蛍光照明装置を取り
付けたときの側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。

【図２】本発明の第５の光学装置の構成を示す図であっ
て、ガリレオ型実体顕微鏡に蛍光照明装置を取り付けた
ときの側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。

【図３】本発明の第６の光学装置の構成を示す図であっ
て、グリノー型実体顕微鏡に蛍光照明装置を取り付けた
ときの側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。

【図４】本発明の第７の光学装置において、対物レンズ
に対する観察光学系及び反射部材の配置位置と対物レン
ズ内を通過する照明光の関係示す図であって、２つの観
察光学系の中心を結ぶ線が対物レンズの光軸から偏心し
ている場合（ａ）、２つの観察光学系の中心を結ぶ線上
に対物レンズの光軸位置している場合（ｂ）である。

【図５】本発明の第９の光学装置における蛍光照明装置
の詳細な構成を示す図である。

【図６】本発明の第１３の光学装置の構成を示す図であ
って、対物レンズを介さずに照明を行う先端照明部を取
り付けたときの側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。

【図７】本発明の第１８、１９の光学装置において先端
照明部にプリズムを用いた場合を示す図で、くさびプリ
ズムを使用した場合（ａ）、偏向プリズムを使用した場
合（ｂ）である。

【図８】本発明の第２０、２１の光学装置において先端
照明部にプリズムを用いた場合を示す図で、プリズムを
２つ使用した光学系を側面から見た図（ａ）、プリズム
を２つ使用した光学系を後方から見た図（ｂ）、プリズ
ムを４つ使用した光学系を側面から見た図（ｃ）、プリ
ズムを４つ使用した光学系を後方から見た図（ｄ）であ
る。

【図９】本発明の第２２の光学装置において、先端照明
部にトーリックレンズを用いた場合を示す図である。

【図１０】本発明の実施例１の構成を示す図であって、
対物レンズを介して照明を行う蛍光照明装置を取り付け
たときの正面図であって蛍光を観察する光学系のみを示
す図（ａ）、光学装置全体を側面から見たときの図
（ｂ）である。

【図１１】実施例１の光学装置で蛍光照明装置を使用し
ない場合の構成を示す図で、側面図（ａ）、実施例１の
光学装置用いられる架台受けの図（ｂ）である。

【図１２】実施例１の光学装置で励起フィルタと吸収フ
ィルタを一体化た場合の構成を示す図である。

【図１３】励起フィルタと吸収フィルタを交換する場合
のフィルタユニットの構成を示す図で、上面図（ａ）、
断面図（ｂ）ある。

【図１４】励起フィルタと吸収フィルタを交換する場合
の別のフィルタユニットの構成を示す図で、上面図
（ａ）、（ｂ）、断面図（ｃ）ある。

【図１５】実施例１で用いられる蛍光照明装置の光学系
の詳細な構成を示す図である。

【図１６】実施例１で用いられる蛍光照明装置の光学系
を示す図で、最低倍、中間倍、最高倍におけるレンズの
配置を示す図である。

【図１７】対物レンズの光軸と照明光学系の光軸の偏心
状態を示す図である。

【図１８】本発明の実施例２の構成を示す図であって、
ガリレオ型実体顕微鏡における正面図であって蛍光を観
察する光学系のみを示す図（ａ）、光学装置全体を側面
から見たときの図（ｂ）である。

【図１９】対物レンズに対する観察光学系及び反射部材
の配置位置と対物レンズ内を通過する照明光の関係示す
図であって、２つの観察光学系の中心を結ぶ線が対物レ
ンズの光軸から偏心している場合（ａ）、２つの観察光
学系の中心を結ぶ線上に対物レンズの光軸位置している
場合（ｂ）である。

【図２０】変倍光学系で変倍が行われたときに、連動し
て照明範囲を変化させる機構を示す図である。

【図２１】本発明の実施例３の構成を示す図であって、
グリノー型実体顕微鏡における正面図であって蛍光を観
察する光学系のみを示す図（ａ）、光学装置全体を側面
から見たときの図（ｂ）である。

【図２２】本発明の実施例４の構成を示す図であって、
対物レンズを介さずに照明を行う先端照明部を取り付け
たときの図であって、正面図であって蛍光を観察する光
学系のみを示す図（ａ）、光学装置全体を側面から見た
ときの図（ｂ）である。

【図２３】実施例４で用いられる蛍光照明装置の光学系
を示す図で、最低倍、最低倍、最高倍におけるレンズの
配置を示す図である。

【図２４】先端照明部を示す図であって、レイアウトを
示す図、最低倍、中間倍、最高倍における照明光の様子
を示す図である。

【図２５】先端照明部の光学系の別の構成であって、レ
ンズを照明光学系の光軸に対して傾けて配置した場合
（ａ）、反射ミラーを傾けて配置した場合（ｂ）、対物
レンズの最も試料に近いレンズの径を大きくした場合
（ｃ）の図である。

【図２６】先端照明部の別の構成を示す第５実施例であ
って、くさびプリズムを使用した場合の図である。

【図２７】実施例５の先端照明部を示す図であって、レ
イアウトを示す図、最低倍、中間倍、最高倍における照
明光の様子を示す図である。

【図２８】先端照明部の別の構成を示す第６実施例であ
って、偏向プリズムを使用した場合の図である。

【図２９】実施例６の先端照明部を示す図であって、レ
イアウトを示す図、最低倍、中間倍、最高倍における照
明光の様子を示す図である。

【図３０】先端照明部の別の構成を示す第７実施例であ
って、照明先端部、対物レンズ及び観察光学系を側面か
ら見たときの構成図（ａ）、正面から見たときの構成図
（ｂ）、上面から見たときの構成図（ｃ）である。

【図３１】実施例７の先端照明部を示す図であって、最
低倍、中間倍、最高倍における照明光の様子を示す図で
ある。

【図３２】先端照明部を２つのプリズムで構成したとき
の図である。

【図３３】先端照明部を４つのプリズムで構成したとき
の図である。

【図３４】照明光学系を回転対称な円形形状の光学部材
で構成し、試料の斜め方向から照明光を照射した場合の
試料上における照明光束の様子を示す図である。

【図３５】第８実施例の先端照明部を示す図であって、
先端照明部にトーリックレンズを用いた場合で、照明先
端部、対物レンズ及び観察光学系２を側面から見たとき
の図（ａ）、正面から見たときの図（ｂ）、上面から見
たときの図（ｃ）、トーリックレンズの外形形状を示す
図（ｄ）である。

【図３６】トーリックレンズとプリズムの位置関係を示
す図である。

【図３７】別のトーリックレンズとプリズムの位置関係
を示す図である。

【図３８】先端照明部の斜視図である。

【図３９】照明光学系にトーリックレンズを用いた場合
の、試料の斜め方向から照明光を照射した場合の試料上
における照明光束の様子を示す図である。

【図４０】実施例８の先端照明部を示す図であって、最
低倍、中間倍、最高倍における照明光の様子を示す図で
ある。

【図４１】試料上の照明光の様子を示す図であって、非
対称な面を用いていない場合の照明光の様子を示す図
（ａ）、非対称な面を用いている場合の照明光の様子を
示す図（ｂ）である。

【図４２】実施例１の光学装置に、実施例４の先端照明
部を組み合わせた光学装置を示す図で、正面図であって
蛍光を観察する光学系のみを示す図（ａ）、光学装置全
体を側面から見たときの図（ｂ）である。

【図４３】従来の蛍光観察時の実体顕微鏡の構成を示す
図である。

【図４４】従来の落射蛍光顕微鏡の構成を示す図であ
る。

【図４５】観察光学系に励起光を介さない従来の蛍光観
察時の実体顕微鏡の構成を示す図である。

【図４６】従来のＷＯ９９／１３３７０号の構成を示す
図である。

【図４７】従来の特公平７−５７２２６号の手術用顕微
鏡の構成を示す図である。

【符号の説明】

０…対物レンズの光軸 １…対物レンズ １Ｌ、１Ｒ…左右の対物レンズ ２…観察光学系ユニット ２’…変倍ノブ ２Ｌ、２Ｒ…左右の観察光学系（観察光学系ユニット、
変倍光学系） ２₁ 、２₂ …観察光学系に導かれる光束の領域 ２₃ …励起光の通過する領域 ２Ｌ’、２Ｒ’…観察光学系に導かれる光束の領域 ３…結像レンズ ３Ｌ、３Ｒ…左右の結像レンズ ４…接眼レンズ ４Ｌ、４Ｒ…左右の接眼レンズ ５…蛍光を選択透過する光学部材（吸収フィルタ） ５Ｌ、５Ｒ…左右の蛍光を選択透過する光学部材（吸収
フィルタ） ６…反射部材 ７…試料 ８、８’…励起フィルタ ９…結像光学系ユニット（結像光学系） １０…架台 １１…支柱 １１’…クランク型の支柱 １２…観察光軸 １２Ｌ、１２Ｒ…観察光軸 １３…光源 １４…支柱受け １４ａ、１４ｂ…挿入孔 １５…移動機構 １５’…移動機構 １６…コレクタレンズ群 １８…反射部材 １９…準焦部ユニット（準焦部） １９ａ…準焦ノブ ２３…励起フィルタ ２５Ｌ、２５Ｒ…吸収フィルタ ３０…反射部材 ３０’…反射部材によって導かれた光束の通過する領域 ３１…先端照明部の瞳位置 ４０…ターレット本体 ４１…軸部材 ４２、４４、４６…励起フィルタ ４３、４５、４７…吸収フィルタ ４８…凹部 ４９…穴 ５０…スライダー本体 ５１、５３…励起フィルタ ５２、５４…吸収フィルタ ５５…凹部 ５６…穴 ９０…試料面 ９１…対物レンズの光軸 ９２…照明光束 ９３…照明範囲 ９４…観察範囲 ９５…照明光の光軸 ９６…均一に照明される面 １０１、１０２、１０３、１０４、１０５…光軸 Ａ…蛍光照明装置（蛍光照明用ユニット、蛍光照明光学
系） Ｂ…先端照明部 Ｃ…観察装置 Ｆ…保護フィルタ Ｘ…遮光部材 Ｙ…ベルト Ｏ…対物レンズの光軸位置 Ｅ…蛍光照明光学系の瞳位置 Ｕ’、Ｌ’…励起光の光線 Ｇ０…コレクタレンズ群 Ｇ１…第１リレーレンズ群 Ｇ２…第２リレーレンズ群 Ｍ１…第１反射部材（ミラー） Ｍ２…第２反射部材 Ｍ３…光学部材 ＡＳ…開口絞り Ｌ２２…移動可能なレンズ群 Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…レンズ Ｐ２…第４反射部材 Ｐ３…第３反射部材 Ｐ４…第１反射部材 Ｐ５…第２反射部材 Ｐ６…偏向プリズム Ｐ７、Ｐ８…くさびプリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 敬之 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H052 AA09 AA13 AC02 AC03 AC04 AC09 AC19 AC21 AD01 AD31 AD34

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズと、変倍光学系を含む観察光
   学系ユニットと、結像レンズと接眼レンズを含む結像光
   学系ユニットを備えた観察装置と、前記観察装置に対し
   て脱着可能な蛍光照明装置を備えた光学装置であって、 前記蛍光照明装置は、光源と、前記対物レンズと前記観
   察光学系ユニットとの間であって前記対物レンズから偏
   心した位置に配置され前記光源からの光を前記対物レン
   ズに入射させる反射部材と、前記光源と前記反射部材の
   間に配置され前記光源からの照明光を前記反射部材に導
   く照明光学系を備えており、 前記照明光の中特定の波長域の光を選択透過する第１の
   波長選択部材を前記光源と前記反射部材の間に配置し、
   試料から発する蛍光の波長域の光を選択透過する第２の
   波長選択部材を前記対物レンズと前記結像光学系ユニッ
   トの間に配置していることを特徴とする光学装置。
2. 【請求項２】 前記光学装置は、前記試料を載せる架台
   と、該架台に設置された支柱と、該支柱に保持され前記
   試料と前記対物レンズの間隔を変化させる準焦部ユニッ
   トを有し、 前記準焦部ユニットは前記蛍光照明装置を保持し、前記
   蛍光照明装置は前記観察装置を保持することを特徴とす
   る請求項１記載の光学装置。
3. 【請求項３】 対物レンズと、変倍光学系を含む観察光
   学系ユニットと、結像レンズと接眼レンズを含む結像光
   学系ユニットを備えた観察装置と、前記観察装置に対し
   て脱着可能な蛍光照明装置を備えた光学装置であって、 前記蛍光照明装置は、光源と、前記対物レンズに近接し
   て配置された先端照明部と、前記光源と前記先端照明部
   の間に配置され前記光源からの照明光を前記先端照明部
   に導く照明光学系と、移動機構を備えており、 前記照明光の中特定の波長域の光を選択透過する第１の
   波長選択部材を前記光源と前記先端照明部の間に配置
   し、試料から発する蛍光の波長域の光を選択透過する第
   ２の波長選択部材を前記対物レンズと前記結像光学系ユ
   ニットの間に配置し、 前記先端照明部は、前記観察光学系ユニット内の観察光
   学系の中心位置と前記蛍光照明装置による照明光の中心
   位置が前記試料面上で一致するように前記対物レンズの
   周囲に配置され、 前記照明光学系は少なくとも１つの移動レンズ群を備
   え、前記観察光学系の変倍に伴い前記移動レンズが移動
   して観察範囲と照明範囲が略一致することを特徴とする
   光学装置。