JP2007033790A - 顕微鏡照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源2と、光源2からの光を略平行光束に変換するコレクタレンズ3と、該略平行光束を集光するフィールドレンズ5と、フィールドレンズ5により集光された光束を被照明面8に導くコンデンサレンズ7と、コンデンサレンズ7の入射側焦点位置に配置された開口絞り6を有し、コレクタレンズ3とフィールドレンズ5を介して、開口絞り6と光源2とがほぼ共役な位置関係にある照明光学系において、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11が略平行光束に変換された光路中に配置される構成を備える。
【選択図】図1
Description
図21に示すような従来一般の顕微鏡照明装置では、光源2と光源2から発せられる発散光を略平行光束に変換するコレクタレンズ3とを備えるランプハウス1と、被照明面8と共役な位置に配置され、照明範囲を限定する視野絞り4と、ランプハウス1からの略平行光束を集光光束へと変換するフィールドレンズ5とを有している。そして、コレクタレンズ3とフィールドレンズ5を介して、光源2をコンデンサレンズ7の入射側焦点位置に配置された開口絞り6の位置に投影する。また、開口絞り6に集光された光源1からの光を、コンデンサレンズ7を介して被照明面8である標本面へと照明するようになっている。なお、図21中、20はミラーである。
図21に示したような従来一般に用いられている顕微鏡照明装置の照明光学系は、例えば、次の特許文献1に開示されている。
図23はインテグレータを用いた顕微鏡照明装置の一従来例を示す概略構成図である。なお、図23中、20はミラーである。
インテグレータを用いた顕微鏡照明装置では、光源2からの発散光をコレクタレンズ3を介して略平行光束に変換してインテグレータ9に入射させる。インテグレータ9は、投影レンズ10とフィールドレンズ5とを介してコンデンサレンズ7の入射側焦点位置に配置された開口絞り6と共役な位置関係にある。
このため、コレクタレンズ3を介して形成された略平行光束の光量分布が一様でなくても、インテグレータ9で分割し、且つ、分割した夫々の光束を分散させることで、被照明面8では、一様な照明ムラのない照明が得られることになる。
図23に示したようなインテグレータを用いた顕微鏡照明装置は、例えば、次の特許文献2に開示されている。
但し、fCDは前記コンデンサレンズの焦点距離、Lは前記被照明面からの距離である。
本発明の顕微鏡照明装置では、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子を配置する構成を備えている。そして、この光学素子を、特に、中心領域に入射する光線を遮蔽、減光、又は拡散させるように構成している。このようにすれば、被照明面において、光軸領域の照明強度を落として一様な照明を得ることができる。
但し、fCDは前記コンデンサレンズの焦点距離、Lは前記被照明面からの距離である。
条件式(1)の下限値が0.03を下回ると、コンデンサレンズの焦点距離が被照明面に近づき過ぎる。このため、条件式(1)の下限値が0.03を下回る位置と共役な位置に、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子を配置させた場合、その光学素子のゴミ、傷等が撮像面に写りこんでしまう。
一方、条件式(1)の上限値が0.4を上回ると、コンデンサレンズの焦点距離が被照明面から遠くに離れすぎてしまう。このため、条件式(1)の上限値が0.4を上回る位置と共役な位置に、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子を挿入しても、照明ムラをなくして一様な照明にする作用が得られない。
本発明の第1〜第11実施形態の顕微鏡照明装置は、光源2と光源2から発せられる発散光を略平行光束に変換するコレクタレンズ3とを備えるランプハウス1と、コレクタレンズを介して返還された略平行光束を集光するフィールドレンズ5と、フィールドレンズ5により集光された光束を被照明面8に導くコンデンサレンズ7と、コンデンサレンズ7の入射側焦点位置に配置された開口絞り6を有し、コレクタレンズ3とフィールドレンズ5を介して、開口絞り6と光源2とがほぼ共役な位置関係にある照明光学系において、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11が、略平行光束に変換された光路中に配置される構成を備えている。なお、図1中、20はミラーである。
また、光学素子11は、次の条件式(1)を満たす位置と共役な位置に配置される。
但し、fCDはコンデンサレンズ7の焦点距離、Lは被照明面8からの距離である。
このとき、本発明の顕微鏡照明装置では、光学素子11が中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する。このため、本発明の各実施形態の顕微鏡照明装置における光学素子11を、周辺領域に入射する光線が通過する光量に比べて中心領域に入射する光線が通過する光量が落ちるように構成することで、被照明面8において光軸領域の照明強度が落ちて均一な照明光を得ることが可能になる。
図2は本発明の第1実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。
第1実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、中心領域に入射する光線を遮断する遮蔽部12と、その周辺領域に入射する光線を通過させる透過部13とで構成されている。
遮蔽部12は、円形状の遮蔽板で構成されている。そして、遮蔽部12は、遮蔽部12よりも径の大きな円形状の透明な平行平板に同軸配置されている。透過部13は、遮蔽部12よりも径の大きな円形状の透明な平行平板における、同軸配置された遮蔽部12の領域を除いた環状部分で構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図3は本発明の第2実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する透過率特性を示すグラフである。
第2実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、光線を一部のみ透過させる減光部14で構成されている。減光部14は、図3(b)に示すように、中心領域(即ち、光軸からの距離が最も近い位置)で透過率が最も低く、その最周辺領域(即ち、光軸からの距離が最も遠い位置)で透過率が最も高い特性を有している。また、減光部14は、中心領域からその周辺領域へかけて透過率が段階的に変化するように構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図4は本発明の第3実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する透過率特性を示すグラフである。
第3実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、光線を一部のみ透過させる減光部14’で構成されている。減光部14’は、図4(b)に示すように、中心領域(即ち、光軸からの距離が最も近い位置)で透過率が最も低く、その最周辺領域(即ち、光軸からの距離が最も遠い位置)で透過率が最も高い特性を有している。また、減光部14’は、中心部からその周辺領域へかけて透過率がなだらかに変化するように構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
また、第3実施形態の顕微鏡照明装置によれば、光学素子11を構成する減光部14’を、中心領域からその周辺部へかけて透過率がなだらかに変化するように構成したので、より均一な照明光を得ることができる。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図5は本発明の第4実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。
第4実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、中心領域に入射する光線を拡散する拡散部15と、その周辺領域に入射する光線を通過させる透過部13とで構成されている。
拡散部15は、円形状の拡散板で構成されている。そして、拡散部15は、拡散部15よりも径の大きな円形状の透明な平行平板に同軸配置されている。透過部13は、拡散部15よりも径の大きな円形状の透明な平行平板における、同軸配置された拡散部15の領域を除いた環状部分で構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図6は本発明の第5実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する拡散角の半減値を示すグラフである。
第5実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、光線を拡散する拡散部15’で構成されている。拡散部15’は、図6(b)に示すように、中心領域(即ち、光軸からの距離が最も近い位置)で拡散角度が最も大きく、その最周辺領域(即ち、光軸からの距離が最も遠い位置)で拡散角度が最も小さい特性を有している。また、拡散部15’は、中心領域からその周辺領域へかけて拡散角度が段階的に変化するように構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図7は本発明の第6実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する拡散角の半減値を示すグラフである。
第6実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、光線を拡散する拡散部15”で構成されている。拡散部15”は、図7(b)に示すように、中心領域(即ち、光軸からの距離が最も近い位置)で拡散角度が最も大きく、その最周辺領域(即ち、光軸からの距離が最も遠い位置)で拡散角度が最も小さい特性を有している。また、拡散部15”は、中心領域からその周辺領域へかけて拡散角度がなだらかに変化するように構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
また、第5実施形態の顕微鏡照明装置によれば、光学素子11を構成する拡散部15”を、中心領域からその周辺領域へかけて拡散角度がなだらかに変化するように構成したので、より均一な照明光を得ることができる。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図8は本発明の第7実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。
第7実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、中心領域に入射する光線を拡散する拡散部15”’と、その周辺領域に入射する光線の光量を減光する減光部14”とで構成されている。
拡散部15”’は、円形状の拡散板で構成されている。また、減光部14”は、拡散部15”’の外周を覆う所定幅の円環状に形成されている。
そして、拡散部15”’と減光部14”は、互いに嵌合されている。
また、減光部14”の減光量は極力低く抑えられている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図9は本発明の第8実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。図10は第8実施形態にかかる顕微鏡照明装置の概略構成及び光線の状態を示す説明図である。
第8実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって開口が小さくなるように開口特性が分布されたオプティカルインテグレータ16で構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
このため、第8実施形態の顕微鏡照明装置によれば、被照明面8において光軸領域の照明強度が相対的に落ち、その結果として被照明面8の全領域において均一な照明光を得ることができる。しかも、図23に示したような、中心領域からその周辺領域にかけて全面に均一な開口のインテグレータ9を介して光束を分割する構成に比べて、所望の照明範囲の外側を照明する光量のロスを極力抑えて、効率よく一様な照明を得ることができる。
このため、第8実施形態の顕微鏡照明装置によれば、インレグレータレンズを用いながらも、図23に示したような投影レンズ10を配置した構成の照明光学系に比べて、投影レンズ10を配置しない分、照明光学系の全長を短縮化し、小型化することができる。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図11は本発明の第9実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。
第9実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、中心領域に配置された、オプティカルインテグレータ16’と、その周辺領域に配置された、光量を減光する減光部14”’とで構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
このため、第9実施形態の顕微鏡照明装置によれば、インレグレータレンズを用いながらも、図23に示したような投影レンズ10を配置した構成の照明光学系に比べて、投影レンズ10を配置しない分、照明光学系の全長を短縮化し、小型化することができる。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
顕微鏡での撮影において、対物レンズが高倍率の場合など、対物レンズの構成によってはデジタルレンズで撮影しても、照明光のムラが顕著に現れないことがある。また、デジタルレンズで撮影しない場合もある。このような場合には、被照明面において照明光を均一化させる必要がなく、光学素子11が不要な場合がある。そのような場合に、光学素子11を光路から外すことができれば、光学素子11を介して低減されていた光量分の明るさが増加した照明光が得られる。
図12は本発明の第10実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子11の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する透過率特性を示すグラフである。
第10実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、LCD17で構成されている。LCDは、中心領域で透過率が最も低く、その周辺領域で透過率が最も高くなる状態と、全面で透過率が均一となる状態とに透過率特性を可変に構成されている。
透過率特性の変更は、図示省略したLCD駆動手段をON/OFF切換することによって行うように構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
また、図示省略したLCD駆動手段をOFFにすれば、LCD17の全面で透過率が均一となる状態となるので、顕微鏡観察において、対物レンズが高倍率の場合や、デジタルレンズで撮影しない場合など、被照明面において照明光を均一化させる必要がない場合において、光学素子11を光路から外すことなく、LCD17をONしたときに低減されていた光量分の明るさが増加した照明光が得られる。
さらに、第10実施形態の顕微鏡照明装置の構成を応用して、光学素子11の全領域における所望の部位ごとに所望の透過率に調整可能となるように構成してもよい。そのように構成すれば、観察対象や観察手法に応じて被照明面における照明光を自在に調整することができ、顕微鏡照明の用途を広げることができる。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図13は本発明の第11実施形態にかかる顕微鏡照明装置の概略構成図である。なお、図13中、20はミラーである。
第11実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11は、DMD18で構成されている。
DMD18は、ランプハウス1からの光をコンデンサレンズ方向へ反射させる。DMD18を構成する個々の微小ミラーは独立して動かすことができるようになっている。そして、中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって、コレクタレンズ3からの入射光をコンデンサレンズ7から外れる方向からコンデンサレンズ7に入る方向へ反射するように反射面の向きを制御可能に構成されている。各微小ミラーの制御は、図示省略したDMD駆動制御手段を介して行うようになっている。そして、例えば、DMD18の中心領域の微小ミラーは、コレクタレンズ3からの入射光線をコンデンサレンズ7から外れる方向へ導き、DMD18の周辺部の微小ミラーは、コレクタレンズ3からの入射光線をコンデンサレンズ7に入る方向へ導くように、各ミラー面が制御されるようになっている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
また、第11実施形態の顕微鏡照明装置によれば、光学素子11を構成するDMD18の各微小ミラーの反射面の向きを光学素子11の全領域にわたって同じにすることができる。このため、顕微鏡観察において、対物レンズが高倍率の場合や、デジタルレンズで撮影しない場合など、被照明面において照明光を均一化させる必要がない場合において、光学素子11を光路から外すことなく、DMD18の各微小ミラーの反射面の向きをDMD18の中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって異ならせた場合に低減されていた光量分の明るさが増加した照明光が得られる。
さらに、第11実施形態の顕微鏡照明装置の構成を応用して、DMD18の各微小ミラーの反射面の向きを光学素子11の全領域における所望の部位ごとに所望の向きに調整可能となるように構成してもよい。観察対象や観察手法に応じて被照明面における照明光を自在に調整することができ、顕微鏡照明の用途を広げることができる。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図14は本発明の第12実施形態にかかる顕微鏡照明装置の概略構成図である。図15は図14に示した顕微鏡照明装置における光学素子11’の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する発光強度を示すグラフである。なお、図14中、20はミラーである。
第12実施形態の顕微鏡照明装置では、光学素子11’は、面発光タイプのLED群21を配置して構成されている。そして、LED群21で構成された光学素子11’は、図1に示したランプハウス1と光学素子11とを合わせた機能を備えている。
夫々のブロック221〜22nは、異なるブロック間では中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって発光強度が大きいLEDとなり、同一ブロック内では発光強度が同じLEDとなるように、複数個の面発光LED211〜21nを配置して構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図1に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
その場合は、さらに、用いる対物レンズに対応して、照明光のムラをなくすための光量調整を行なうように、夫々のブロックごとに発光強度を調整することができるようにするのが好ましい。なお、各ブロックにおける光量調整の駆動は、IC等で制御したり、調光ボリュームと連動させることで可能である。
また、さらに、図示省略した制御回路を介して夫々のブロックごとに発光強度を調整する構成を応用して、カメラの撮像状態をフィードバックさせて撮像範囲ごとに光量を異ならせるように、夫々のブロックごとのLEDの発光強度に強弱をつけるようにしてもよい。
図16は本発明の第13実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、光学素子11’の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する発光強度を示すグラフである。
本発明の第13実施形態の顕微鏡照明装置は、光学素子11’は、面発光タイプのLED群21’を配置して構成されている。LED群21’は、複数個の面発光LED211’で構成されている。そして、LED群21’で構成された光学素子11’は、図1に示したランプハウス1と光学素子11とを合わせた機能を備えている。
その他の構成は図14に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図14に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
また、さらに、図示省略した制御回路を介して発光強度の調整をする構成を応用して、カメラの撮像状態をフィードバックさせて撮像範囲ごとに光量を異ならせるように、各位置の面発光LED211’の発光強度に強弱をつけるようにしてもよい。
図17は本発明の第14実施形態にかかる顕微鏡照明装置に用いる、光学素子11’の説明図であり、(a)は正面図、(b)は中心領域に配置されるLEDの指向性を示す説明図、(c)はその周辺領域に配置されるLEDの指向性を示す説明図である。
本発明の第14実施形態の顕微鏡照明装置は、光学素子11’は、面発光タイプのLED群21”を配置して構成されている。そして、LED群21”で構成された光学素子11’は、図1に示したランプハウス1と光学素子11とを合わせた機能を備えている。
ブロック221’には、複数個の面発光LED211”が配置され、ブロック221’には、複数個の面発光LED212”が配置されている。面発光LED211”は、指向性が広いLEDとして構成され、面発光LED212”は、指向性が狭いLEDとして構成されている。
その他の構成は、図14に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、図14に示した顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
図18は本発明の第15実施形態にかかる顕微鏡照明装置の概略構成を示すとともに、第2の光学素子23による作用を示す説明図である。図19は図18に示した顕微鏡照明装置における第2の光学素子23の説明図であり、(a)は正面図、(b)は光軸からの距離に対する発光強度を示すグラフである。図20は図18に示した顕微鏡照明装置における光学素子11による作用を示す説明図である。なお、図19中、20はミラーである。
第15実施形態の顕微鏡照明装置は、第1〜第11実施形態の顕微鏡照明装置として構成された図1の顕微鏡照明装置の構成に加えて、更に、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する第2の光学素子23を、コンデンサレンズ7の入射側焦点位置(即ち、入射瞳面上)に配置される構成を備えている。
第2の光学素子23は、光線を一部のみ透過させる第2の減光部24で構成されている。第2の減光部24は、図19(b)に示すように、中心領域(即ち、光軸からの距離が最も近い位置)で透過率が最も高く、その最周辺領域(即ち、光軸からの距離が最も遠い位置)で透過率が最も低い特性を有している。また、第2の減光部24は、中心領域からその周辺領域へかけて透過率が段階的に変化するように構成されている。
その他の構成は、図1に示した顕微鏡照明装置とほぼ同じである。
その他の作用効果は、第1〜第11実施形態の顕微鏡照明装置として構成された図1の顕微鏡照明装置における作用効果とほぼ同じである。
又は、第2の光学素子23は、中心領域に入射する光線を通過させる第2の透過部(図示省略)と、その周辺領域に入射する光線を遮断する第2の遮蔽部(図示省略)とで構成してもよい。
又は、第2の光学素子23は、中心領域で拡散角度が最も小さく、その最周辺領域で拡散角が最も大きい特性を有するように構成された第2の拡散部(図示省略)で構成してもよい。その場合、第2の拡散部を、中心領域からその周辺領域へかけて拡散角が段階的に又はなだらかに、大きくなるように構成するとよい。
又は、第2の光学素子23は、中心領域に入射する光線を通過させる第2の透過部(図示省略)と、その周辺領域に入射する光線を拡散する第2の拡散部(図示省略)とで構成してもよい。
第15実施形態の顕微鏡照明装置において、これらのように構成された第2の光学素子23を用いても、図19に示した第2の光学素子23を用いた場合と同様の作用効果が得られる。
2 光源
3 コレクタレンズ
4 視野絞り
5 フィールドレンズ
6 開口絞り(入射瞳面)
7 コンデンサレンズ
8 被照明面
9 インテグレータ
10 投影レンズ
11,11’ 中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子
12 遮蔽部
13 透過部
14、14’、14”、14”’ 減光部
15、15’、15”、15”’ 拡散部
16、16’ オプティカルインテグレータ
17 LCD
18 DMD
20 ミラー
21、21’、21” LED群
211〜21n、211’、211”、212” 面発光LED
221〜22n、211’、222’ LED群のブロック
23 第2の光学素子
24 第2の減光部
Claims (24)
- 光源を有し、略平行光束を出射する光源部と、該略平行光束を集光するフィールドレンズと、該フィールドレンズにより集光された光束を被照明面に導くコンデンサレンズと、該コンデンサレンズの入射側焦点位置に配置された開口絞りを有し、前記開口絞りと前記光源とがほぼ共役な位置関係にある照明光学系において、
中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子が前記略平行光束となる光路に配置される構成を備えたことを特徴とする顕微鏡照明装置。 - 光源と、前記光源からの光を略平行光束に変換するコレクタレンズと、該略平行光束を集光するフィールドレンズと、該フィールドレンズにより集光された光束を被照明面に導くコンデンサレンズと、該コンデンサレンズの入射側焦点位置に配置された開口絞りを有し、前記コレクタレンズと前記フィールドレンズを介して、前記開口絞りと前記光源とがほぼ共役な位置関係にある照明光学系において、
中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する光学素子が前記略平行光束に変換された光路に配置される構成を備えたことを特徴とする顕微鏡照明装置。 - 前記光学素子が、次の条件式を満たす位置と共役な位置に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の顕微鏡照明装置。
但し、fCDは前記コンデンサレンズの焦点距離、Lは前記被照明面からの距離である。 - 前記光学素子が、中心領域に入射する光線を遮断する遮蔽部と、その周辺領域に入射する光線を通過させる透過部とからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。
- 前記光学素子が、光線を一部のみ透過させる減光部からなり、
前記減光部が、中心領域で透過率が最も低く、その最周辺領域で透過率が最も高い特性を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。 - 前記減光部が、中心領域からその周辺領域へかけて透過率が段階的に変化する特性を有することを特徴とする請求項5に記載の顕微鏡照明装置。
- 前記光学素子が、光線を拡散する拡散部からなり、
前記拡散部が、中心領域で拡散角度が最も大きく、その最周辺領域で拡散角が最も小さい特性を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。 - 前記拡散部が、中心領域からその周辺領域へかけて拡散角が段階的に変化する特性を有することを特徴とする請求項7に記載の顕微鏡照明装置。
- 前記光学素子が、中心領域に入射する光線を拡散する拡散部と、その周辺領域に入射する光線の光量を減光する減光部とからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。
- 前記光学素子が、中心領域に入射する光線を拡散する拡散部と、その周辺領域に入射する光線を通過させる透過部とからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。
- 前記光学素子が、中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって開口が小さくなるように開口特性が分布されたオプティカルインテグレータからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。
- 前記光学素子が、中心領域に配置された、オプティカルインテグレータと、その周辺領域に配置された、光量を減光する減光部とからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。
- さらに、前記光学素子を挿脱可能な機構を有することを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。
- 前記光学素子が、LCDからなり、
前記LCDが、中心領域で透過率が最も低く、その周辺領域で透過率が最も高くなる状態と、全面で透過率が均一となる状態とに透過率特性を可変に構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。 - 前記光学素子が、DMDからなり、
前記DMDを構成する個々の微小ミラーが、該DMDの中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって、前記コレクタレンズからの入射光を前記コンデンサレンズから外れる方向から前記コンデンサレンズに入る方向へ反射するように反射面の向きを制御可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。 - 前記光源部が、中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって、発光強度が大きくなるように構成された面発光タイプのLED群からなり、
前記光学素子が、該光源部からなることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡照明装置。 - 前記光源部が、中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって、指向性が狭くなるように構成された面発光タイプのLED群からなり、
前記光学素子が、該光源部からなることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡照明装置。 - 前記LED群が、該LED群の中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって、発光強度が同じ複数個の面発光LEDを密度が高くなるように配置して構成されていることを特徴とする請求項16に記載の顕微鏡照明装置。
- 前記LED群が、該LED群の中心領域からの周辺周囲にかけて配置された複数個のブロックからなり、
前記夫々のブロックが、異なるブロック間では中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって発光強度が大きいLEDとなり、同一ブロック内では発光強度が同じLEDとなるように、複数個の面発光LEDを配置して構成されていることを特徴とする請求項16に記載の顕微鏡照明装置。 - 前記LED群が、該LED群の中心領域からの周辺周囲にかけて配置された複数個のブロックからなり、
前記夫々のブロックごとに面発光LEDの発光強度を調整することができるようにしたことを特徴とする請求項16に記載の顕微鏡照明装置。 - 前記LED群が、該LED群の中心領域からの周辺周囲にかけて配置された複数個のブロックからなり、
前記夫々のブロックが、異なるブロック間では中心領域からその周辺領域へ向かうにしたがって指向性が狭いLEDとなり、同一ブロック内では指向性が同じLEDとなるように、複数個の面発光LEDを配置して構成されていることを特徴とする請求項17に記載の顕微鏡照明装置。 - 更に、中心領域とその周辺領域とで異なる特性を有する第2の光学素子を、前記コンデンサレンズの入射側焦点位置に配置される構成を備えたことを特徴とする請求項1〜21のいずれかに記載の顕微鏡照明装置。
- 前記第2の光学素子が、光線を一部のみ透過させる第2の減光部からなり、
前記第2の減光部が、中心領域で透過率が最も高く、その最周辺領域で透過率が最も低い特性を有することを特徴とする請求項22に記載の顕微鏡照明装置。 - 前記第2の減光部が、中心領域からその周辺領域へかけて透過率が段階的に変化する特性を有することを特徴とする請求項23に記載の顕微鏡照明装置。
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