暗视场物镜装置及使用于该装置的暗视场照明装置的制作方法

专利名称：暗视场物镜装置及使用于该装置的暗视场照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是，使用暗视场照明，接收其漫反射光或衍射光，进 行观察或检查的暗视场物镜及暗视场照明装置。
背景技术：
在检查集成电路线路(IC pattern)或液晶用玻璃上有无伤痕或灰尘等 异物时，常使用暗视场照明来观察，因为暗视场照明适合这类观察对象 物的观察。该暗视场照明，与对观察对象物进行以光轴方向上照射的明 视场照明不同，是从观察对象物的横向或倾斜方向进行照射、并将来自 观察对象物的衍射光或漫反射光收入物镜而进行观察的照明。
该暗视场观察用的物镜镜筒，由装有接收来自观察对象物的衍射光 或漫反射光的物镜系统的内筒、和将暗视场照明用的平行光导入的导光 用的中空外筒构成(专利文献1)。
专利文献1 专利文献2 专利文献3 专利文献4
日本公开公报、特开平7-281098号 日本公开公报、特开2006-039418号 日本公开公报、特开2000-121949号 日本公开公报、特开2001-154103号

发明内容
发明所要解决的课题
如专利文献1所示，在将暗视场照明用的平行光从物镜系统的外侧 与物镜系统的光轴平行地导入的方式的暗视场物镜中，存在以下的问题。
专利文献1中，在显微镜的光学系统外需要另外设置一个包括光源 装置及将该光源装置发出的光转换为平行光的准直光学元件，及将其平 行光耦合到显微镜的光学系统中的耦合光学系的照明光学系统。在专利 文献1的构成的情况下，由于暗视场照明光会有一部分光在由物镜系统 漏入目镜光学系统中(散射光)，因此降低来自观察对象物的衍射光或 漫反射光的对比度。
在导入喑视场照明的暗视场用物镜镜筒的外侧环状空间内，为了支
撑外筒，在与内筒之间至少需要三连接臂，其影子作为照明光而出现， 由于该影子的部分使照射于观察对象区域的光量变少。此外，为减小该 影子的影响还需要光学元件。
另外，为了不将照明光进入物镜系统而需要设置圆形的滤光片，从 而导致能够进入暗视场观察区域的光量变少。
暗视场用物镜的镜筒，由于设有暗视场照明用的导光用外筒，因此 与明视场物镜镜筒相比直径大，无法直接安装于明视场显微镜的转换器， 从而无法使用明视场显微镜进行暗视场显微镜观察。另外，仅进行明视 场观察的话，由于明视场用物镜镜筒相对于暗视场显微镜的转换器而直 径小，因此在暗视场显微镜的转换器上使用明视场用物镜还需购置转换 接口。
另外，即使如专利文献2所示那样利用由多个LED构成的光源直接 对观察对象物进行照明，由于并不是将平行光照射于观察对象物，也是 与明视场观察相同的，因此并不适合对来自观察对象物的衍射光或漫反 射光的暗视场观察。
进而，专利文献3中虽使用了半导体激光，激光仅作为平行光在装 有摄影元件及物镜系统的内筒的外侧导入，因此产生与现有技术下的暗 视场照明用物镜镜筒相同的问题。另外，在该专利文献3的技术中，由 于镜筒内装有照相机，因此无法使用同一物镜系统来同时进行明视场观 察。另外，也无法将倍率不同的物镜系统安装于一个显微镜上而以不同 的倍率来进行观察。
另外，专利文献4中，由于将暗视场用的环状LED照明与物镜镜筒 分开设置，'虽照明光难以入物镜系统。但由于没有关于如何将其变为平 行光并照射于观察对象物的提案，另外喑视场照明光被导入物镜系统内， 因此它没有考虑到物镜的倍率不同，向观察对象物的照射焦距也要发生 变化的情况。
本发明是为了解决这些问题而进行的，其目的在于提供一种，简便 且能够将充分的光量照射于观察对象区域从而进行暗视场观察的暗视场 物镜装置、以及使用于该装置的暗视场照明装置。
解决课题的手段
本发明的暗视场物镜装置，在装有物镜系统的物镜镜筒的内筒外侧 呈环状地设置光源。而且，在光源和观察对象物之间设置使照明光转换
为子午面平行光并倾斜地出射到观察对象物的光学元件，将来自光源的 照明光转换为子午面平行光，并照射于成为观察对象区域的暗视场照射 区域。从观察对象物漫反射或衍射的光被接入物镜系统，并被导入显微 镜的目镜光学系统，通过照相机装置等进行拍摄后实施图像处理、或者 进行目视观察。另外，将该暗视场物镜装置的内筒的端部外周的螺纹直 径做成明视场显微镜的转换器的安装螺纹直径，便能够将明视场观察用 显微镜原封不动地使用于暗视场观察。
作为倾斜出射的光学元件，以使用环状的透镜、或非球面反射镜、 或环形轮胎面透镜为佳。由于物镜倍率的不同而视场及工作距离分别不 同，因此根据物镜的视场和工作距离要使用与其相适合的光学元件。另
外，作为光源以LED元件为佳。
由于倾斜出射的光学元件的出射光在子午面中的平行度，是由LED
光源装置与倾斜出射的光学元件之间的间隔、环的宽度((D-d) /2)以
及倾斜出射的光学元件的焦距、视场所决定的，因此以构成为满足下述
条件为佳。
环状透镜的情况下，
环状透镜的焦距为0.9WD<f<l.lWD、
暗视场照射区域(视场)为S《(D-d) /2、
光源与倾斜出射的光学元件之间的距离为L>3.3(D-d)，
其中，WD为明视场透镜工作距离、D为环的外径(外筒的内径)、
d为环的内径(装有物镜系统的内筒的外径)。
另外，倾斜出射的光学元件为非球面反射镜的情况下，以 暗视场照射区域(视场)S形成为S《(D-d) /2、 光源与非球面反射镜之间的距离L形成为L〉3.3(D-d)为佳。' 另外，在倾斜出射的光学元件为物镜系统部分被挖空成圆孔的环状
轮胎面透镜的情况下，环状的轮胎面透镜在子午面中的出射角《成为 a ^tan"[(S+d)/2WD]、
环形轮胎面透镜的宽度b形成为b^SxCosa、 光源与环形轮胎面透镜之间的距离L形成为L=fb 为佳。
光源的电源也可以从外部导入，但是如果使用环状电池的话，可以 将暗视场观察物镜镜筒以单体安装于显微镜便可以进行暗视场照明，能 够容易进行观察操作。另外，不需要照明用电源的配线。使该电池为二
次电池、即能够充电的电池，并在镜筒外筒上设置充电用端子的话，通 过充电可以保持常时可使用的状态。
另外，本发明是使用于在装有物镜系统的同时，能够进行暗视场照 明的暗视场物镜装置，它具有环形形状的外筒，在外筒的内部装有照明
用的光源，以及光学元件；其中，外筒在装有物镜系统的透镜镜筒的外 侧，与该透镜镜筒呈同心圆状、且可装、卸，光学元件被安装外筒内、 且使从光源发出的照明光被转换为子午面内的平行光并对观察对象物倾 斜地出射。
发明效果
本发明将暗视场观察用的光源内装于物镜镜筒内、或可装、卸地配 置于装有物镜系统的透镜镜筒的外侧，并且能够将充分的光量照射于暗 视场观察视场内，因此能够提高利用暗视场观察的检查效果。


图1是表示本发明第一实施例的暗视场物镜装置的剖面图。
图2是表示将图1所示的喑视场物镜装置安装于明视场显微镜的转
换器后的状态的剖面图。
图3是表示本发明第二实施例的暗视场物镜装置的剖面图。 图4是表示本发明第三实施例的暗视场物镜装置的剖面图。 图5是将本发明第四实施例涉及的暗视场照明装置安装于显微镜的
透镜镜筒后的状态的剖面图。
图6是从右方观察图5所示的暗视场照明装置所得的侧剖面图，是
以图8的II-II线切断后的剖面图。
图7是从右方观察图5所示的喑视场照明装置所得的侧面图。
图8是从图7中的箭头A方向观察图5所示的暗视场照明装置所得
的仰视图。
图9是本发明第五实施例涉及的暗视场照明装置的侧剖面图，是相 当于图6的图。
符号说明
1 内筒 2、 25、 32 外筒
3 物镜系统
4 电池
5 电路板
6、 26 LED元件(LED光源装置)
7 环状透镜
8 电源开关
9 充电用端子
10 螺纹部
11 转换器
12 明视场照明系统
13 非球面反射镜 14、 27 环形轮胎面透镜 20、 30 暗视场照明装置
22 透镜镜筒
23 物镜配置空间
33 环状轮胎面透镜
34 反射镜
S: 暗视场照射区域(视场)
d: 环内径(明视场透镜外径)
D: 环夕卜径
WD: 明视场透镜工作距离
L: LED光源装置与倾斜出射的光学元件之间的距离
a : 环形轮胎面透镜在子午面中的出射角
b: 环形轮胎面透镜的宽度
fb: 环形轮胎面透镜的子午面中的后焦距
具体实施例方式
一下，参照附图对本发明的实施形态进行说明(第一实施例)
图1是表示本发明第一实施例的暗视场物镜装置的剖面图。
本实施例由同心圆的内筒1和外筒2构成，内筒1中装有物镜系统 3。内筒1的观察物侧的外径为d (环内径)，相当于利用物镜进行明视 场观察时的明视场透镜外径。外筒2形成为与内筒1同心的圆筒状。在
外筒2与内筒1之间的环状空间内，收纳有环状的电池4、安装有成为 光源的LED元件6的电路板5、以及将来自LED元件6的照明光转换为 子午面上平行光并出射于喑视场照射区域S的环状透镜7。 LED元件6 的亮灯控制用的电源开关8设置在电路板5上并露出于外筒2的表面。 另外，电池4为能够充电的二次电池，其充电用端子9设置于外筒2的 适当位置。在此，透镜7为光学元件。进而，LED元件6和透镜7成为 LED照明装置用的构成部件。
在内筒1中的显微镜的安装侧的上部外周，配置有为显微镜的转换 器11 (参照图2)安装用(拧入)的螺纹部10。由于内筒1的外径与明 视场物镜装置的直径相同(例如为小20)，因此可以原封不动地与明视 场显微镜的转换器11的螺纹配合。由此，能够使用明视场显微镜而进行 暗视场观察。图2表示将第一实施例的暗视场物镜装置安装于明视场显 微镜的转换器11后的状态的剖面图。
明视场显微镜上设有明视场照明系统12，在进行明视场观察时通过 该明视场照明系统12进行照明，进行暗视场观察时，使暗视场物镜装置 的电源开关8接通(ON)而进行暗视场照明。由此，能够通过明视场显 微镜进行明视场和暗视场的双方观察。
环状透镜7为按内筒1外径的直径被开孔后的环状，并设置于外筒 2的前端部。环状透镜7是将来自配置为环状的多个LED元件6的照明 光转换为子午面内的平行光并倾斜地出射于暗视场照射区域S的透镜， 若将物镜的工作距离(观察对象物与物镜之间的距离)设为WD，其焦 距设为f，贝U f被设计为0.9WD<f<l.lWD的关系。
若将内筒1的外径(装有物镜系统3的内筒1的外径)设为d、外 筒2的内径设为D，暗视场照射区域设为S，则S处于S< (D-d) /2的 关系为佳。
进而，若将LED元件6与环状透镜7之间的距离设为L，则L处于 L>3.3(D-d)的关系为佳。
来自环状透镜7的出射先在子午面中的平行度，由距离L、环状透 镜7的宽度((D-d) /2)以及透镜7的焦距f、暗视场照射区域S决定， 被准直的照明光是用于暗视场观察的所需的条件，其中，环状透镜7将 来自LED元件6的照明光倾斜地出射，它要满足倾斜出射的照明光的反 射光不直接进入物镜系统3这一条件。
另外，上述条件，以作为LED元件6使用炮弹型LED、且其照明光 的束散角度要满足在15。以下这一条件。
如果束散角度在15°以上的话，难以通过单体的环状透镜7倾斜地出 射高平行度的照明光。 (第二实施例)
以下，作为第二实施例，参照图3对将来自LED元件6的照明光通 过非球面反射镜13而照射于暗视场照射区域S的暗视场物镜装置的例子 进行说明。
图3是在外筒2的前端设置有环状的非球面反射镜13的暗视场物镜 装置的剖面图。非球面反射镜13以外的构造与第一实施例相同，因此省 略非球面反射镜13以外的说明。
该第二实施例中，若将内筒1的外径(装有物镜系统3的内筒1的 外径)设为d、外筒2的内径设为D，与第一实施例相同，暗视场照射 区域设为S，则S处于S《(D-d) /2的关系为佳，进而，若LED元件6 与非球面反射镜13之间的距离设为L,则L处于L〉3.3(D-d)的关系为佳。
非球面反射镜13形成环形轮胎面，并能够将入射的光转换为在子午 面内具有平行度的光。因此，使用非球面反射镜13，能够将来自配置为 环状的LED元件6的照明光转换为在子午面内具有平行度的光并倾斜地 出射于暗视场照射区域S，从而进行暗视场观察用的照明。 (第三实施例)
以下，作为第三实施例，参照图4对将来自LED元件6的照明光通 过环形轮胎面透镜14照射于暗视场照射区域S的暗视场物镜装置的例子 进行说明。
图4是在外筒2的前端设有环形轮胎面透镜14的暗视场物镜装置的 剖面图。该第三实施例中，LED元件6的安装配置与第一实施例、第二 实施例不同，其配置为，相对于内筒1使装有LED元件6的外筒2的前 端部呈大幅扩展的圆锥状形态，以使LED元件6相对于喑视场照射区域 S照明光轴不发生变化而进行倾斜地照明。也就是说，从内筒1的中部 至前端呈伞状那样安装外筒2，其中，外筒2收容有配置为环状的多个 LED元件6、电路板5、环形轮胎面透镜14。然后，将来自LED元件6 的光通过环形轮胎面透镜14转换为子午面内的平行光而照射于暗视场 照射区域S。
内筒1的显微镜侧安装部的直径与明视场物镜装置的直径相同，在 此配置有用于安装于明视场显微镜的转换器ll(参照图2)的螺纹部10，
从而能够直接安装于明视场显微镜的转换器11上。
该第三实施例，和第一实施例或第二实施例不一样，使从LED元件 6出射的照明光做光轴倾斜转换，而是与LED元件6—环状的环形轮胎 面透镜14一暗视场照射区域S处于同一光轴，成一直线连接的关系。
在此，若将环形轮胎面透镜14的出射角设为a、环形轮胎面透镜 14的宽度设为b、 LED元件6与环形轮胎面透镜14之间的距离设为L， 则环形轮胎面透镜14的出射角a处于oc^tan"[(S+d) /2WD]的关系为 佳、环形轮胎面透镜14的宽度b处于b>S xCos a的关系为佳、LED元 件6与环形轮胎面透镜14之间的距离L处于L=fb关系为佳。
由此，来自LED元件6的照明光被转换为子午面内的平行光并倾斜 地出射于暗视场照射区域S。
第二实施例及第三实施例也与第一实施例相同地在内筒1的端部外 周配置有螺纹部10，并能够安装于明视场显微镜的转换器11上。
在以上的第一、第二、第三的各实施例中，由于能够以物镜单体进 行更换，因此检查的操作性也能够提高。另外，由于可以安装于明视场 显微镜上而使用，因此不需要特别地使用配置有暗视场物镜安装用转换 器的暗视场显微镜。 (第四实施例)
以下，作为第四实施例，参照附图对可装卸地安装于显微镜的透镜 镜筒22的外周的暗视场照明装置20进行说明。
图5是将第四实施例涉及的暗视场照明装置20安装于显微镜的透镜 镜筒22的状态的剖面图。图6是从右方观察图5中的暗视场照明装置 20所得的侧剖面图，是以图8的II一II线切断后的剖面图。图7是从右 方观察第四实施例涉及的暗视场照明装置20所得的侧面图。图8是从图 7中的箭头A方向观察第四实施例涉及的暗视场照明装置20所得的仰视 图。
暗视场照明装置20，为通过显微镜进行暗视场观察时的暗视场照明 手段。如图5及图6等所示，暗视场照明装置20具有中央被挖空的环状 的形态，并可装卸地安装于显微镜的透镜镜筒22的外侧。透镜镜筒22 主要由物镜(省略图示)等构成的物镜系统、和装有该物镜系统的具有 略筒状形状的筒体24构成。物镜被配置于筒体24所包围的空间23内。 暗视场照明装置20，包住物镜的筒体24,从而能够对显微镜主体进行安 装或拆卸。另外，在筒体24上，在沿着圆周方向以90度的间隔隔开的
三个位置(图5中的左方、右方以及纸面前侧)上旋入有螺钉24a。通 过该螺钉24a，喑视场照明装置20被固定于筒体24。
如图6及图8所示，暗视场照明装置20设有具有环状形态的外筒 25，在圆周方向上隔开一定间隔而配设于外筒25内部的、成为光源的 LED元件26，与LED元件26对应而在圆周方向上隔开一定间隔而配设 于外筒25的前端(开口端)部附近的、成为光学元件的环形轮胎面透镜 27，以及支持环形轮胎面透镜27的环状的支持板28(参照图8)。另外， 该实施形态中，LED元件26等间隔地共配置有九个，同一形状的环形轮 胎面透镜27也配置有九个。环形轮胎面透镜27配置为，分别在圆周方 向以40度幅度这样的大小而邻接。这样，将LED元件26或环形轮胎面 透镜27以奇数个且等间隔地配置的话，不存在对称性，在光的漫反射方 面是理想的。
如图6及图8所示，外筒25具有中央被挖空的环状的形态。具体地 说，外筒25由覆盖其顶面侧的、从图6的上方观察时具有环状形态的顶 面壁40，在光轴方向上延伸并覆盖其内周侧的圆周状的内周壁41，以及 与顶面壁40连续而被设置、并覆盖外周侧面的圆周状的外周壁42构成。 因此，外筒25具有沿着圆周状朝向图6的上方凹陷成略凹状的导光部 43。也就是说，导光部43在外筒25中沿着圆周状向图6的下侧开口。 该导光部43在圆周方向连接，并形成为环状。如图6所示，内周壁41 在从顶面壁40的内周端向图6的下方延伸后，向外筒25的中心轴线M 方向倾斜。另外，该中心轴线M相当于光轴。另外，内周壁41的开口 端41a，相对于外周壁42的开口端42a位于图6的上方。另外，在顶面 壁40上，在圆周方向以90度间隔隔开的三个位置(图6中的左方、中 央以及纸面前侧)上，设有以略平板状的形态向图6—的上方突出的结合 部45。在这些各结合部45上，形成有被朝向横向而切出的切口部45a。 另外，切口部45a全部在圆周方向上向同一方向切割，但是也可以使任 意一个在圆周方向上向逆向切割而形成。
如图6所示，LED元件26以固定于顶面壁40的形态，在外筒25 的内侧沿着圆周方向隔开一定间隔而共配设有九个。顶面壁40形成为随 着朝向外周侧而向图6的下方倾斜，因此LED元件26以向内侧倾斜的 状态而被固定于外筒25。
如图6及图8所示，环形轮胎面透镜27在外筒25的开口端附近， 与LED元件26对应而沿着圆周方向隔开一定间隔而共配设有九个。另
外，这些环形轮胎面透镜27，以向内侧倾斜的状态被配设。具体地说， 环形轮胎面透镜27，朝向圆周方向隔开一定间隔而被固定于环状支持板 28上(参照图8)。环形轮胎面透镜27为具有环形轮胎面的圆形透镜。 另外，环形轮胎面透镜27中，与LED元件26相对的面形成为平坦的面。 支持板28配置为，从内周侧朝向外周侧而向图6的下方倾斜。即，具有 中央被挖空的伞状的形态。该支持板28，以固定有环形轮胎面透镜27 的状态，如封闭导光部43那样被固定于外筒25的开口端部分。
暗视场照明装置20，通过将透镜镜筒22插入于外筒25的内周壁41 的内侧，并使外筒25在圆周方向上旋转，使形成于各结合部45的切口 部45a与螺钉24a的轴部分结合，在结合状态下拧紧螺钉24a，从而安装 于透镜镜筒22。在暗视场照明装置20被安装于透镜镜筒22的状态下， 成为配置于该透镜镜筒22的前端部分的物镜被插入至暗视场照明装置 20的高度方向的略中央部分的状态(参照图5)。另外，在暗视场照明 装置20安装于透镜镜筒22的状态下，暗视场照明装置20在透镜镜筒 22的外侧，以该透镜镜筒22的光轴为中心而配置为同心圆状。也就是 说，成为透镜镜筒22的光轴与喑视场照明装置20的中心轴线M —致的 状态。
如图5所示，暗视场照明装置20，使来自各LED元件26的照明光 通过环形轮胎面透镜27转换为子午面内的平行光，并向成为照射区域的 喑视场照射区域S倾斜地出射。因此，通过将暗视场照明装置20的电源 开关46接通(ON)，使来自各LED元件26的照明光倾斜地照射于暗视场 照射区域S，从而能够通过物镜系统对被观察对象物衍射或散射的光进 行显微镜观察。也就是说，通过了物镜系统的光，被接收到目镜光学系 统进入人眼，而能够对观察对象物进行观察。
在此，若将图5所示的环形轮胎面透镜27的出射角设为cc、暗视场 照射区域(照射区域)设为S、透镜镜筒22的外径设为d、物镜的工作 距离(观察对象物与物镜之间的距离)设为WD、环形轮胎面透镜27的 宽度设为b、 LED元件26与环形轮胎面透镜27之间的距离设为L、以 及子午面中的环形轮胎面透镜27的后焦距设为fb，则形成下列的关系
a ^tan"[(S+d)/2WD]、
b>S xCos a 、
L=fb为佳。
形成为这种关系的话，就能保证来自LED元件26的照明光转换为 子午面内平行光，并倾斜地出射于暗视场照射区域S。
如以上那样构成的暗视场照明装置20，能够使来自各LED元件26 的照明光转换为子午面内平行光并向暗视场照射区域S倾斜地照射。因 此，能够通过装入于透镜镜筒22的物镜系统，可对暗视场照射区域S上 的观察对象物发出衍射或漫反射的光进行目视观察。另外，还可利用照 相机装置进行拍摄并实施图像处理，进行影像观察。
另外，在暗视场照明装置20中，使来自LED元件26的照明光通过 环形轮胎面透镜27而照射于暗视场照射区域S。因此，能够将从LED 元件26放射的照明光通过环形轮胎面透镜27转换为子午面内的平行光、 并对暗视场照射区域S的观察对象物进行照射。另外，由于环形轮胎面 透镜27呈圆周状地配置有多个，因此能够将观察对象物从其外侧进行遍 及全周的照明，使观察对象物得到充分的照射光。其结果是，能够更清 楚地观察观察对象物。 (第五实施例)
以下，作为第五实施例，参照图9对可装卸地安装于显微镜的透镜 镜筒22的外周的暗视场照明装置30进行说明。另外，在第五实施例涉 及的暗视场照明装置30中，对于与第四实施例涉及的暗视场照明装置 20共同的部分，标以同一符号的同时省略或简化其说明。
图9是第五实施例涉及的暗视场照明装置30的剖面图，是相当于图 6的图。
如图9所示，暗视场照明装置30具有中央被挖空的环状形态，并可 装卸地安装于显微镜的透镜镜筒22的外侧。
如图9所示，暗视场照明装置30设有具有环状形态的外筒32， 在圆周方向上隔开一定间隔而配设于外筒32内部的、成为光源的LED 元件26，成为配设于外筒32的开口端部附近的光学元件的、具有环状 形态的环状轮胎面透镜33，以及使入射至环状轮胎面透镜33的照明光 反射的反射镜34。
如图9所示，外筒32具有中央被挖空的环状形态。另外，在外筒 32上，沿着圆周状朝向图9的上方而凹陷成略凹状的导光部35形成为 环状。如图9所示，覆盖外筒32外侧的外周壁36的开口端部附近，成 为向外筒32的中心轴线N方向倾斜的倾斜部37。另外，覆盖外筒32内 侧的内周壁38的开口端38a，相对于倾斜部37的开口端37a位于图9
的上方。另外，在外筒32的上部设有三个结合部45。
如图9所示，LED元件26，以被固定于导光部35的顶面的形态， 在外筒32的内侧沿着圆周方向隔开一定间隔、例如共配设有九个。环状 轮胎面透镜33具有中央被挖空的环状形态，其内周侧设有遍及全周而形 成的环形轮胎面33a。另外，在环状轮胎面透镜33的外周侧上，形成有 朝向中心轴线N方向倾斜的斜面部33b。该环状轮胎面透镜33如封闭导 光部35那样而配设于外筒32的开口端部附近。
另外，具有中央被挖空的环状形态的非球面状的反射镜34介于环状 轮胎面透镜33的斜面部33b与外筒32的倾斜部37之间。该反射镜34 固定于斜面部33b。但是，也可以不将反射镜34固定于斜面部33b，而 固定于倾斜部37。该反射镜34的反射面形成为平坦的面。另外，也可 以将反射镜34的反射面不形成为平坦面，而是形成为曲面状等其他形态 的面。
暗视场照明装置30，以与上述实施形态涉及的暗视场照明装置20 相同的方法安装在透镜镜筒22上。在暗视场照明装置30被安装于透镜 镜筒22的状态下，透镜镜筒22的光轴与暗视场照明装置30的中心轴线 N —致。
暗视场照明装置30，使来自各LED元件26的照明光通过反射镜34 而反射，将该反射光通过环状轮胎面透镜33在环形轮胎面33a处被转换 为子午面的平行光，并向暗视场照射区域S倾斜地出射。因此，通过将 喑视场照明装置30的电源接通(ON)，使来自各LED元件26的照明光倾 斜地照射于暗视场照射区域S，从而能利用物镜系统对对象物的衍射或 漫反射的光进行暗视场显微镜观察。
在如以上那样构成的暗视场照明装置30中，能够将来自各LED元 件26的照明光通过反射镜34反射，并将该反射光转换为平行光后向暗 视场照射区域S倾斜地照射。因此，能够利用被装入透镜镜筒22的物镜 系统对暗视场照射区域S的观察对象物所产生被衍射或漫反射的光进行 目视观察。另外，由于使照明光在反射镜34上反射，因此通过调节反射 镜34的角度或大小等而能够容易地改变暗视场照射区域S。
另外，在暗视场照明装置30中，使来自LED元件26的照明光通过 具有环状的环形轮胎面33a的环状轮胎面透镜33而照射于暗视场照射区 域S。因此，能够使从LED元件26照射的照明光通过环状轮胎面透镜 33转换为子午面内的平行光，并对喑视场照射区域S的观察对象物进行
照射。另外，由于环状轮胎面透镜33具有环状的形态，因此可以对观察 对象物从其外侧进行遍及全周的照明，能够使观察对象物得到充分的照
射光。其结果是，能够更清楚地观察对象物。
以上，对本发明的各实施形态进行了说明，但是本发明不限于上述 形态，可以以各种变形形态进行实施。
在上述的各实施形态中，LED元件6呈环状地配置有多个，LED元 件26呈圆周状地配设有九个，但是LED元件6、 26的数量并不限定于 九个，可以设为八个以下，也可以设为十个以上。另外，在上述的实施 形态中，环形轮胎面透镜14、 27的数量也不限定于九个，可以设为八个 以下，也可以设为十个以上。另外，筒体24形成为能够对显微镜主体进 行安装或拆卸，但是筒体24也可以形成为被固定于显微镜主体且不可拆 卸。
另外，在第三至第五实施形态中，作为光学元件采用了具有环形轮 胎面的环形轮胎面透镜14、 27、或具有环形轮胎面37a的环状轮胎面透 镜33，但是作为光学元件也可以采用菲涅耳透镜等其他种类的透镜。另 外，作为光学元件表示了各种透镜或非球面反射镜13，但是作为光学元 件除了透镜或非球面反射镜以外还存在棱镜、滤光片、衍射光栅、波片、 偏振光元件、光纤、反射镜等，也可以采用这些光学元件来代替透镜或 非球面反射镜。
另外，在上述的各实施形态中，对作为光源使用LED元件6、 26的 情况进行了说明，但是作为光源除了 LED元件以外，还可采用例如使用 氧化锌的荧光发光元件，也可采用同样地利用氧化锌的高精细的氧化锌 纳米凹洞(nano pit)发光阵列、有机EL发光元件(特别是白色发光有机 EL元件)、利用碳纳米管的固体发光元件。
产业上的利用可能性
通过本发明，能够提供简便的暗视场物镜装置以及使用于该装置的 暗视场照明装置。这些装置能够适用于所有使用显微镜的领域、所有需 要暗视场照明的领域，进而也能够有利于对IC、液晶产业的应用。
权利要求
1. 一种暗视场物镜装置，在可放入物镜系统的同时，能够进行暗视场照明，其特征在于，设有可放入上述物镜系统的内筒、和与上述内筒形成为同心圆的外筒，其中，外筒内有呈环状地设置于上述内筒的外侧且出射照明光的光源、和将来自该光源的光通过子午面转换为平行光并倾斜地出射于观察对象物的光学元件。
2. 如权利要求1所述的暗视场物镜装置，其特征在于，所说的内筒 的一方端部侧的外周部分露出，该露出部分上设有用于与明视场显微镜 的转换器孔配合的螺纹部。
3. 如权利要求1或2所述的暗视场物镜装置，其特征在于，所说的 倾斜出射的光学元件，为物镜系统部分被挖空成圆形孔的环状透镜，并 安装于上述外筒的前端部分。
4. 如权利要求1或2所述的暗视场物镜装置，其特征在于，所说的 倾斜出射的光学元件，为物镜系统部分被挖空成圆形孔的环状透镜，并 安装于上述外筒的前端部分，且构成为满足下述条件(1) 上述倾斜出射的光学元件的焦距f为0.9WD<f<l.lWD、(2) 暗视场照射区域S为S< (D-d) /2、(3) 光源与倾斜出射的光学元件之间的距离L为L>3.3(D-d)，其中，WD为明视场透镜工作距离、D为环的外径、即外筒的内径，d 为环的内径、即收纳有物镜系统的内筒的外径。
5. 如权利要求1或2所述的暗视场物镜装置，其特征在于，所说的 倾斜出射的光学元件为设置于上述外筒前端的非球面反射镜。
6. 如权利要求1或2所述的暗视场物镜装置，其特征在于，所说的 倾斜出射的光学元件为设置于上述外筒前端的非球面反射镜，且构成为 满足下述条件(1) 暗视场照射区域S为S《(D-d) /2、(2) 光源与非球面反射镜之间的距离L为L>3.3(D-d)。
7. 如权利要求1或2所述的暗视场物镜装置，其特征在于， 所说的光源由LED元件构成，该LED元件和上述光学元件所构成的LED 照明装置相对于上述外筒设置为，使照射光向暗视场照射区域直射； 所说的倾斜出射的光学元件，为上述物镜系统部分的配置区域被挖空成 圆孔的环状的轮胎面透镜，并安装于上述外筒的前端部分。
8. 如权利要求1或2所述的暗视场物镜装置，其特征在于， 所说的光源由LED元件构成，该LED元件和上述光学元件所构成的LED 照明装置相对于上述外筒设置为，使照射光向暗视场照射区域直射； 所说的倾斜出射的光学元件，为上述物镜系统部分的配置区域被挖空成 圆孔的环状的轮胎面透镜，并安装于上述外筒的前端部分，且构成为满 足下述条件(1) 环状的轮胎面透镜在子午面中的出射角"^tan"[(S+d)/2WD]、(2) 环状的轮胎面透镜的宽度b为b>S xCos 、(3) 光源与环状的轮胎面透镜之间的距离L为L=fb。
9. 如权利要求1或2所述的暗视场物镜装置，其特征在于，所说的 光源内装有可充电的电池。
10. 如权利要求9所述的暗视场物镜装置，其特征在于，所说的外 筒上设有充电用端子和暗视场照明通断用开关。
11. 一种暗视场照明装置，使用于在可放入物镜系统的同时，能够 进行暗视场照明的暗视场物镜装置，其特征在于，设有 具有环状形状的外筒，在上述外筒的内部配置有射照明光的光源，以及 光学元件；其中，环状形状的外筒在可放入上述物镜系统的镜筒的外侧，与该物镜 系统的镜筒呈同心圆状、且可被装、卸；光学元件被配置于上述环状形 状的外筒内，并将由上述光源放射的照明光通过子午面转换为平行光且 对观察对象物倾斜地射出。
12. 如权利要求11所述的暗视场照明装置，其特征在于， 所说的光源，配设于上述外筒内、以使照明光向暗视场照射区域直射； 所说的倾斜出射的光学元件为环形轮胎面透镜，并安装于上述外筒的前 端部分。
13. 如权利要求11或12所述的暗视场照明装置，其特征在于， 所说的光源，在上述外筒的内部沿着圆周方向以等间隔配设有三个以上 的奇数个，同时，所说的光学元件，与上述光源对应地沿着圆周方向配 设有与上述光源相同的数量。
14. 如权利要求11所述的喑视场照明装置，其特征在于，所说的倾 斜出射的光学元件，为具有物镜系统部分被挖空成圆孔的环状轮胎面透 镜，并安装于上述外筒的前端部分。
15.如权利要求.14所述的暗视场照明装置，其特征在于，在上述外 筒与上述环状轮胎面透镜之间设置有使光源照射光反射的非球面反射镜。
全文摘要
本发明提供的暗视场物镜装置，简便、且能够对观察对象区域照射充分的光量；该暗视场物镜装置设有呈圆环状地配置于物镜系统外侧的光源；而且，通过将来自该光源的出射光通过前端的子午面转换为平行光并出射的光学元件，转换为平行光并倾斜地照射于观察对象物；另外，以在该物镜装置的收纳物镜系统的内筒外周设置螺纹部、而安装于明视场显微镜的转换器为佳。
文档编号G02B21/10GK101382648SQ200810213390
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月2日 优先权日2007年9月6日
发明者政 王 申请人:株式会社涉谷光学