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公開番号2025041373
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148628
出願日2023-09-13
発明の名称照明装置および顕微鏡
出願人株式会社ニコン
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 21/06 20060101AFI20250318BHJP(光学)
要約【課題】光源から発せられる光を有効に利用することが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置100は、光源110と、光源110からの光で照明する照明光学系120とを備え、光源110は、照明光学系120の光軸AX1に沿って配置され、照明光学系120は、光源110からの光が入射する光学部材121を有し、光学部材121における光源110側とは反対側の面に、光学部材121に入射した光源110からの光を略平行光にする照明用メタレンズ123が設けられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
光源と、
前記光源からの光で照明する照明光学系とを備え、
前記光源は、前記照明光学系の光軸に沿って配置され、
前記照明光学系は、前記光源からの光が入射する光学部材を有し、
前記光学部材における前記光源側とは反対側の面に、前記光学部材に入射した前記光源からの光を略平行光にする照明用メタレンズが設けられ、
以下の条件式を満足する照明装置。
０≦ＤＡ／ＤＢ≦０．１
但し、ＤＡ：前記光源から前記光学部材における前記光源側の面までの光軸上の距離
ＤＢ：前記光源から前記光学部材における前記光源側とは反対側の面までの光軸上の距離
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記光源の配光はランバート配光であり、
以下の条件式を満足する請求項１に記載の照明装置。
ｈ＝ｆｍ×ｓｉｎθ
但し、ｈ：前記照明用メタレンズの後側焦点を通り前記照明光学系の光軸と垂直なフーリエ面での像高
θ：前記光源の発散角
ｆｍ：前記照明用メタレンズの焦点距離
【請求項３】
前記照明光学系における前記フーリエ面に、前記照明用メタレンズから前記フーリエ面に入射する主光線を前記照明光学系の光軸に対して平行にする補正用メタレンズが設けられる請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記照明光学系は、前記照明用メタレンズから射出された光を透過させることが可能な透光部材を有し、
前記透光部材の透過率は、前記透光部材への光の入射角が大きいほど低くなる請求項１～３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源は、前記光学部材における前記光源側の面に隣接して配置され、
以下の条件式を満足する請求項１～４のいずれか一項に記載の照明装置。
ＤＡ／ＤＢ＝０
【請求項６】
試料を照明する請求項１～５のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記試料からの光を受ける観察光学系とを備える顕微鏡。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置および顕微鏡に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、顕微鏡用の照明装置が種々提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このような照明装置では、光源から発せられる光を有効に利用することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５０１８１９２号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明に係る照明装置は、光源と、前記光源からの光で照明する照明光学系とを備え、前記光源は、前記照明光学系の光軸に沿って配置され、前記照明光学系は、前記光源からの光が入射する光学部材を有し、前記光学部材における前記光源側とは反対側の面に、前記光学部材に入射した前記光源からの光を略平行光にする照明用メタレンズが設けられ、以下の条件式を満足する。
０≦ＤＡ／ＤＢ≦０．１
但し、ＤＡ：前記光源から前記光学部材における前記光源側の面までの光軸上の距離
ＤＢ：前記光源から前記光学部材における前記光源側とは反対側の面までの光軸上の距離
【０００５】
本発明に係る顕微鏡は、試料を照明する上述の照明装置と、前記試料からの光を受ける観察光学系とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
顕微鏡の模式図である。
顕微鏡の光学的な構造を示す模式図である。
第１実施形態に係る照明装置の構成を示す断面図である。
第１実施形態に係る照明光学系の光路図である。
メタレンズ面の一例を示す拡大図である。
照明光学系の変形例を示す模式図である。
第２実施形態に係る照明装置の構成を示す断面図である。
第２実施形態に係る照明光学系の光路図である。
フーリエ面での像高に関する説明図である。
第２実施形態の変形例に係る照明装置の構成を示す断面図である。
透光部材の入射角に対する透過率特性を示すグラフである。
透光部材の入射角に対する透過率特性の他の例を示すグラフである。
第３実施形態に係る照明装置の構成を示す断面図である。
第３実施形態に係る照明光学系の光路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る好ましい実施形態について説明する。まず、各実施形態に係る照明装置を備える顕微鏡について説明する。図１および図２に示すように、顕微鏡１は、ステージ５と、観察光学系１０と、照明装置１００と、撮像光学系６０と、カメラとを備える。ステージ５には、観察対象となる試料ＳＡが載置される。ステージ５の中央部に、観察
孔（図示せず）が設けられる。ステージ５の観察孔を介して、ステージ５の下方から試料ＳＡを照明および観察することができる。また、ステージ５には、ステージ５を水平方向および上下方向に移動させることが可能なステージ駆動部（図示せず）が設けられてもよい。
【０００８】
観察光学系１０は、試料ＳＡの像ＩＭを形成する。観察光学系１０は、試料ＳＡ側から順に並んだ、対物レンズ１１と、フィルタキューブ２１と、結像レンズ２６と、第１反射鏡３１と、第１リレーレンズ４１と、第２反射鏡３２と、第２リレーレンズ４２と、第３リレーレンズ４３と、第３反射鏡３３とを有する。観察光学系１０の像側に、接眼レンズ５０が配設される。また、結像レンズ２６と第１反射鏡３１との間の光路上に、撮像光学系６０のプリズム６１が挿脱可能に挿入される。
【０００９】
対物レンズ１１は、上方を向く状態でレボルバ１３に取り付けられ、ステージ５の下方に配置される。これにより、対物レンズ１１は、ステージ５の観察孔（図示せず）を介して、ステージ５上の試料ＳＡと対向するようになっている。レボルバ１３には、互いに異なる倍率および瞳径を有する複数の対物レンズ１１が取り付けられている。
【００１０】
フィルタキューブ２１は、励起フィルタ２２と、ダイクロイックミラー２３と、吸収フィルタ２４とを有する。励起フィルタ２２は、例えば、試料ＳＡに蛍光を発生させる帯域の光（励起光）を選択的に透過させ、他の帯域の光を遮断する特性を有する。ダイクロイックミラー２３は、照明装置１００の照明用リレーレンズ１３０を通って励起フィルタ２２を透過した照明光（励起光）を対物レンズ１１に向けて反射させる。ダイクロイックミラー２３は、試料ＳＡから発生した観察光、例えば蛍光を透過させる。これにより、照明光学系１２０は、対物レンズ１１と同じ側から試料ＳＡを照明または励起することができる。吸収フィルタ２４は、試料ＳＡから発生した蛍光（観察光）を透過させ、試料ＳＡから発生した蛍光以外の帯域の光を遮断する特性を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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