标本观察装置和标本观察方法

技术领域

本发明涉及标本观察装置和标本观察方法。

背景技术

作为观察无色透明的标本的方法，有调制对比度法。在进行调制对比度法的观察 装置中，在照明光学系统中配置有开口板，在观察光学系统中配置有调制器。这里， 开口板和调制器处于共轭关系。此外，在开口板中的离开光轴(开口板的中心)的位 置处，将透射部形成为矩形。另一方面，在调制器中形成有多个具有相互不同的透射 率的区域。这些区域邻接而形成。此外，这些区域均为可包含透射部的像的大小(宽 度)。

如上所述，透射部形成在离开光轴的位置处。因此，通过透射部的照明光以从倾 斜方向对标本进行照明的方式，从聚光透镜射出。从聚光透镜射出的照明光透过标本 而到达至调制器。这里，设为在调制器中例如形成了3个区域A(透射率100％)、区 域B(透射率20％)和区域C(透射率0％)。

在标本的表面为平坦的情况下，透过标本后的光束到达调制器的区域B。其结果， 形成与区域B的透射率对应的明亮度的标本像。此外，在标本的表面为不断上升的 斜面时，在透过标本时，光束朝右方折射。该情况下，透过标本后的光束到达调制器 的区域C。其结果，形成与区域C的透射率对应的明亮度的标本像。此外，在标本的 表面为不断下降的斜面时，在透过标本时，光束朝左方折射。该情况下，透过标本后 的光束到达调制器的区域A。其结果，形成与区域A的透射率对应的明亮度的标本 像。这样，在标本为无色透明、且具有平坦面和斜面的情况下，可看到标本像的平坦 面部分为灰色、斜面部分为黑色或白色。

这样，在调制对比度法中，即使标本是无色透明的，也能够观察到有阴影(明暗) 的存在立体感的像。作为使用了这样的调制对比度法的观察装置，存在专利文献1 和专利文献2所记载的观察装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭51-29149号公报

专利文献2：日本特开2004-126590号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1和专利文献2的观察装置中，在调制器中形成了透射率相互不同的 多个区域。该调制器被配置在物镜的内部。并且，在调制器中形成的多个区域形成为 矩形(长条状)。另一方面，开口板的透射部也形成为矩形。

这里，在将物镜固定到显微镜主体时，确定物镜的光瞳面内的多个区域的位置。 在专利文献1和专利文献2的装置中，为了使得区域和透射部成为共轭的关系，必须 进行开口板的调整。具体而言，必须使区域的长轴方向和透射部的长轴方向一致。因 此，在专利文献1和专利文献2的装置中，开口板的位置调整变得烦杂。

此外，在专利文献1和专利文献2的装置中，在将物镜固定到装置的时间点，确 定物镜的光瞳面内的多个区域的位置。因此，产生阴影的方向限于与多个区域的位置 对应的方向。

此外，在专利文献1和专利文献2的装置中，调制器被配置在物镜的内部。因此， 在进行调制对比度法以外的观察法的情况下，需要取出调制器、或更换物镜。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种阴影的产生方向不受限定 的标本观察装置和标本观察方法。此外，目的在于提供一种开口部件的位置调整简单 的标本观察装置和标本观察方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述问题并达成目的，本发明的标本观察装置的特征在于，

具备照明光学系统和观察光学系统，

照明光学系统具有光源、聚光透镜和开口部件，

观察光学系统具有物镜和成像透镜，

开口部件具有遮光部或减光部、和透射部，

开口部件被配置成遮光部或减光部包含照明光学系统的光轴，

透射部位于遮光部或减光部的外缘的外侧，

在物镜的光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内缘的像，

在物镜的光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像。

此外，本发明的另一标本观察装置的特征在于，

具备照明光学系统和观察光学系统，

照明光学系统具有光源和聚光透镜，

观察光学系统具有物镜、开口部件和成像透镜，

开口部件具有遮光部或减光部、和透射部，

开口部件被配置成遮光部或减光部包含观察光学系统的光轴，

透射部位于遮光部或减光部的外缘的外侧，

在透射部的内缘与透射部的外缘之间，形成聚光透镜的光瞳的外缘的像。

此外，本发明的标本观察方法以与物镜的光轴交叉的方式，将规定宽度的光束照 射到标本来进行标本的观察，该标本观察方法的特征在于，

规定宽度的光束中的最内侧的光通过物镜的光瞳的外缘的内侧，

规定宽度的光束中的最外侧的光通过物镜的光瞳的外缘的外侧。

发明的效果

根据本发明，能够提供阴影的产生方向不受限定的标本观察装置和标本观察方 法。此外，能够提供开口部件的位置调整简单的标本观察装置和标本观察方法。

附图说明

图1是示出实施方式的标本观察装置的结构的图。

图2是示出开口部件的结构的图，(a)是示出由不透明的部件构成的开口部件的 图，(b)是示出由透明的部件构成的开口部件的图。

图3是示出不存在标本的情况下的物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图， (a)是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出物镜光瞳与开口部件的像 之间的关系的图，(c)是示出通过物镜光瞳的光束的情形的图。

图4是示出存在标本的情况下的物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图，(a) 是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出物镜光瞳与开口部件的像之间的 关系的图，(c)是示出通过物镜光瞳的光束的情形的图。

图5是通过本实施方式的标本观察装置得到的标本的电子图像。

图6是示出物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图，(a)是示出从光轴到透射 部的内缘的长度、从光轴到透射部的外缘的长度以及物镜光瞳的半径之间的关系的 图，(b)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的偏移的图。

图7的(a)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的偏移量、与通过物镜光瞳的 光束的量之间的关系的曲线图，(b)～(d)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的 偏移的图，(b)表示没有偏移的情况，(c)表示偏移少的情况，(d)表示偏移多的情 况。

图8是示出物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图，(a)是不存在标本的情况 的图，(b)是存在标本的情况的图。

图9的(a)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的偏移量、与通过物镜光瞳的 光束的量之间的关系的曲线图，(b)～(d)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的 偏移的图，(b)表示没有偏移的情况，(c)表示偏移少的情况，(d)表示偏移多的情 况。

图10是与开口部件相关的图，(a)是示出透射部的透射率连续变化的开口部件 的图，(b)是示出透射部的透射率呈阶梯状变化的开口部件的图。

图11是示出开口部件的结构的图，且是将多个光源配置于透射部的情况的图。

图12是示出实施方式的另一标本观察装置的结构的图。

图13的(a)是示出标本的表面倾斜度、与从标本射出的光的方向之间的关系的 曲线图，(b)是示出在计算中使用的模型的图，(c)～(f)是示出标本的模型的图。

图14是示出开口部件的构造的图，(a)是俯视图，(b)是剖视图，是仅在单面 形成了遮光部的图，(c)是剖视图，是在双面形成了遮光部的图。

图15是示出开口部件的构造的图，(a)是示出由两个透明的部件构成的开口部 件的剖视图，(b)是示出由两个不透明的部件构成的开口部件的俯视图。

图16是示出移动机构的结构的剖视图，(a)是示出由1个旋转板构成的移动机 构的图，(b)是示出由两个旋转板构成的移动机构的图，(c)是示出由两个旋转板构 成的另一移动机构的图。

图17是示出开口部件的结构的图，(a)是俯视图，(b)是透射部的放大图，且 是将微小开口的直径设为相同时的图，(c)是透射部的放大图，且是使微小开口的直 径不同时的图。

图18是示出开口部件的结构的图，(a)是示出在透明的部件中设置了减光部的 开口部件的图，(b)是示出减光滤镜中设置了开口部的开口部件的图，(c)是示出在 不透明的部件中设置了微小开口的开口部件的图。

图19是示出在中心具有透射部的开口部件的结构的图。

图20是示出开口部件的结构的图。

图21是示出在照明光学系统中使用了反射光学系统的结构的图。

图22是示出在照明光学系统中使用了另一反射光学系统的结构的图。

图23是图像处理的一例，(a)是第1位置处的标本的电子图像，(b)是第2位 置处的标本的电子图像，(c)是将两个电子图像相加时的图像。

图24是图像处理的一例，(a)是第1位置处的标本的电子图像，(b)是第2位 置处的标本的电子图像，(c)是将两个电子图像相减时的图像。

图25是图像处理的一例，(a)是通过本实施方式的标本观察方法取得的标本的 电子图像，(b)是通过相位差观察法取得的标本的电子图像，(c)是将两个电子图像 相加时的图像。

图26是示出本实施方式的另一标本观察装置的结构的图。

图27是示出开口部件的结构的图，(a)是示出配置于照明光学系统的开口部件 的图，(b)是示出配置于观察光学系统的开口部件的图。

图28是示出不存在标本的情况下的聚光透镜的光瞳的像与开口部件之间的关系 的图，(a)是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出聚光透镜的光瞳的像 与开口部件之间的关系的图。

图29是示出存在标本的情况下的聚光透镜的光瞳的像与开口部件之间的关系的 图，(a)是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出聚光透镜的光瞳的像与 开口部件之间的关系的图。

图30是示出具有规定的透射部的开口部件的图。

图31是示出具有多个透射部的开口部件的图，(a)是示出照明侧开口部件的图， (b)是示出观察侧开口部件的图。

图32是示出具有遮挡规定波段的光的特性的开口部件的图。

图33是示出具有图像处理装置的标本观察装置的结构的图。

图34是通过本实施方式的标本观察装置得到的标本的电子图像，(a)是原图像， (b)是应用边缘检测滤镜后的图像。

图35是通过本实施方式的标本观察装置得到的标本的电子图像，(a)是进行2 值化处理后的图像，(b)是进行形态处理后的图像。

图36是通过相位差观察得到的标本的电子图像，(a)是原图像，(b)是应用边 缘检测滤镜后的图像。

图37是用于说明照明光的部分区域被遮挡后的状态的图，(a)是轴锥棱镜的图， (b)是示出轴锥棱镜的配置例的图，(c)是示出照明光的聚光状态的图。

具体实施方式

对本发明的某个方式的实施方式的作用效果进行说明。另外，在具体说明本实施 方式的作用效果时，示出具体的例子进行说明。但是，这些例示的方式只不过是本发 明所包含的方式中的一部分，该方式存在多个变形。因此，本发明不限于例示的方式。

对实施方式的标本观察装置和标本观察方法进行说明。以下各实施方式的标本观 察装置和标本观察方法在明视场观察的状态下被使用。在本实施方式的明视场观察 中，不像荧光观察那样使用由激励滤镜、分色镜和吸收滤镜构成的荧光反射镜单元。 因此，在明视场观察的状态下，标本为无色透明时，形成标本像的光(以下适当称作 “成像光”)的波段与对标本进行照明的光(以下适当称作“照明光”)的波段中的 一部分一致，或者成像光的波段与照明光的波段一致。

此外，在本实施方式的标本观察装置和标本观察方法的明视场观察中，不使用相 位差观察中的相位膜、和微分干涉观察中的微分干涉棱镜。此外，在本实施方式的明 视场观察中，不使用调制对比度观察中的调制器。

本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光学系统，照 明光学系统具有光源、聚光透镜和开口部件，观察光学系统具有物镜和成像透镜，开 口部件具有遮光部和透射部，开口部件被配置成遮光部包含照明光学系统的光轴，透 射部相比遮光部的外缘位于外侧，在物镜光瞳的外缘内侧，形成透射部的内缘的像， 在物镜光瞳的外缘外侧，形成透射部的外缘的像。

使用图1说明本实施方式的标本观察装置。图1是示出本实施方式的标本观察装 置的结构的图。

标本观察装置100例如是正置显微镜，具有照明光学系统和观察光学系统。照明 光学系统具有光源1、聚光透镜4和开口部件5。另外，根据需要，照明光学系统具 有透镜2和透镜3。另一方面，观察光学系统具有物镜8和成像透镜10。

从光源1射出的光通过透镜2和透镜3而到达至聚光透镜4。在聚光透镜4中设 置有开口部件5。这里，聚光透镜4和开口部件5一体构成。但是，也可以分别分开 构成开口部件5和聚光透镜4。

对开口部件5进行说明。图2示出开口部件的结构。(a)示出了由不透明的部件 构成的开口部件，(b)示出了由透明的部件构成的开口部件。

如图2的(a)所示，开口部件5具有遮光部5a1和透射部5b。开口部件5还具 有遮光部5a2。遮光部5a1和5a2是不透明的部件，例如由金属板构成。透射部5b 是形成于金属板的空隙(孔)。

在开口部件5中，为了保持遮光部5a1，在遮光部5a1与遮光部5a2之间形成有 3个连接部5a3。因此，透射部5b被分为3个。各个透射部5b的形状为大致扇形(离 散的环带形状)。另外，连接部5a3的数量不限于3个。

开口部件5被配置成遮光部5a1包含照明光学系统的光轴。此外，遮光部5a1的 外缘5c处于与照明光学系统的光轴相隔规定的距离的位置处。因此，入射到开口部 件5的照明光的光束中心被遮光部5a1遮挡。这里，遮光部5a1与透射部5b的边界 为遮光部5a1的外缘5c。

遮光部5a2位于遮光部5a1和透射部5b的外侧(离开光轴的方向)。这里，透射 部5b与遮光部5a2的边界为遮光部5a2的内缘5d。

透射部5b位于遮光部5a1的外缘5c的外侧。这里，遮光部5a1与透射部5b的 边界为透射部5b的内缘。此外，透射部5b与遮光部5a2的边界为透射部5b的外缘。 因此，5c表示遮光部5a1的外缘和透射部5b的内缘，5d表示遮光部5a2的内缘和透 射部5b的外缘。

此外，如图2的(b)所示，开口部件5’具有遮光部5’a1和透射部5’b。开 口部件5’还具有遮光部5’a2。遮光部5’a1、5’a2和透射部5’b由透明的部件、 例如玻璃板或树脂板构成。遮光部5’a1和5’a2例如通过在玻璃板上涂覆遮光涂料 而形成。另一方面，在透射部5’b上不进行任何涂覆。因此，透射部5’b为玻璃板 自身。

在开口部件5’中，透射部5’b的形状为圆环。这是因为不需要保持遮光部 5’a2。因此，在开口部件5’中，在遮光部5’a1与遮光部5’a2之间未形成连接部。

另外，开口部件5’与开口部件5的主要差异为材料和连接部的有无。因此，省 略对遮光部5’a1、5’a2和透射部5’b的详细说明。

另外，开口部件5的遮光部5a2和连接部5a3、以及开口部件5’的遮光部5’a2 不是必需的。例如，使照明光的光束直径(直径)与透射部5b的外缘和透射部5’b 的外缘一致即可。

如上所述，开口部件5、5’具有遮光部5a1、5’a1和透射部5b、5’b。因此， 从开口部件5、5’射出大致圆环状或圆环状(以下，适当称作“圆环状”)的照明 光。

返回图1继续说明。开口部件5和光源1处于共轭关系。因此，从光源1射出的 照明光在开口部件5的位置处进行会聚。即，在开口部件5的位置形成光源1的像。

从开口部件5射出的照明光入射到聚光透镜4。这里，开口部件5的位置与聚光 透镜4的焦点位置(或聚光透镜4的光瞳位置)一致。因此，从聚光透镜4射出的照 明光变为平行光。此外，透射部的形状为圆环状，因此照明光的形状也为圆环状。因 此，从聚光透镜4射出的照明光以与观察光学系统的光轴(照明光学系统的光轴)交 叉的方式射出。

从聚光透镜4射出的照明光到达标本7。标本7被载置在保持部件6上。标本7 例如是细胞，是无色透明的。

透过标本7后的光、即成像光入射到显微镜物镜8(以下适当称作“物镜”)。 该物镜8例如是明视场观察用的显微镜物镜。因此，在物镜8的光路中仅存在透镜， 而不存在如相位板或调制板那样改变光的强度或相位的光学部件。

从物镜8射出的成像光入射到成像透镜10。然后，通过从成像透镜10射出的成 像光，在像位置11形成标本7的像。

如图1所示，透过标本7后的平行光会聚到物镜光瞳9。由此，物镜光瞳9和开 口部件5处于共轭关系。因此，在物镜光瞳9的位置处形成开口部件5的像。

对物镜光瞳9与开口部件5的像之间的关系进行说明。另外，在以下的说明中， 设为使用图2的(b)所示的开口部件5’作为开口部件。

图3是示出物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图，表示不存在标本的情况。 (a)是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出物镜光瞳与开口部件的像 之间的关系的图，(c)是示出通过物镜光瞳的光束的情形的图。另外，不存在标本的 情况包含虽然存在标本、但其表面平坦的情况。

此外，图4是示出物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图，表示存在标本的情 况。(a)是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出物镜光瞳与开口部件的 像之间的关系的图，(c)是示出通过物镜光瞳的光束的情形的图。另外，存在标本的 情况是指标本的表面倾斜(不平坦)的情况。因此，虽然存在标本、但其表面平坦的 情况不包含于存在标本的情况中。

当不存在标本时，如图3的(a)所示，对于入射到保持部件6的光和从保持部 件6射出的光，光的行进方向相同。其结果，在物镜光瞳位置处形成的开口部件的像 如图3的(b)所示。另外，用标号9表示的圆(圆周)是物镜光瞳的外缘，圆(圆 周)的内侧是物镜光瞳。

如图3的(b)所示，透射部的像20的形状是圆环，遮光部的像21的形状是圆， 物镜光瞳9的形状是圆。并且，透射部的像20、遮光部的像21以及物镜光瞳9为同 心状。此外，透射部的像20的中心、遮光部的像21的中心以及物镜光瞳9的中心是 一致的。遮光部的像21例如是图2中的遮光部5a1或5’a1的像。

这里，透射部的像20的中心是指形成透射部的外缘的像20a的圆的中心(透射 部的像20是圆环，因此透射部的像20的中心也是形成透射部的内缘的像20b的圆的 中心)。

并且，透射部的内缘的像20b位于物镜光瞳9的外缘的内侧(接近光轴的方向)。 此外，透射部的外缘的像20a位于物镜光瞳9的外缘的外侧(离开光轴的方向)。这 样，在本实施方式的标本观察装置中，在物镜光瞳9的外缘的内侧，形成透射部的内 缘的像20b，在物镜光瞳9的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像20a。

这里，物镜光瞳9的外缘的外侧的光不通过物镜光瞳9(不从物镜8射出)。因 此，如图3的(c)所示，通过物镜光瞳9的光束的区域为从透射部的内缘的像20b 到物镜光瞳9的外缘之间的区域。并且，该区域整体的面积与标本像的明亮度对应。

另一方面，当存在标本时，如图4的(a)所示，对于入射到保持部件6的光和 从标本射出的光，光的行进方向不同。其结果，在物镜光瞳位置处形成的开口部件的 像如图4的(b)所示。另外，在图4的(b)中，用标号9表示的圆(圆周)也是物 镜光瞳的外缘，圆(圆周)的内侧是物镜光瞳。

如图4的(b)所示，透射部的像20的形状是圆环，遮光部的像21的形状是圆， 物镜光瞳9的形状是圆。但是，透射部的像20以及遮光部的像21与物镜光瞳9不是 同心状。此外，透射部的像20的中心以及遮光部的像21的中心不与物镜光瞳9的中 心一致。即，透射部的像20的中心和遮光部的像21的中心相对于物镜光瞳9的中心 朝纸面内的左方偏移。

此外，如图4的(c)所示，通过物镜光瞳9的光束的区域为从透射部的内缘的 像20b到物镜光瞳9的外缘之间的区域。并且，该区域整体的面积与标本像的明亮度 对应。

这里，在图4的(b)中，透射部的内缘的像20b位于物镜光瞳9的外缘的内侧。 换言之，在图4的(b)中，遮光部的像21位于物镜光瞳9的外缘的内侧。这是因为 标本表面的倾斜较小。另一方面，即使不存在标本时，遮光部的像21也位于物镜光 瞳9的外缘的内侧。因此，即使存在标本时，当标本表面的倾斜较小时，标本像的明 亮度与不存在标本时相同。

但是，当标本表面的倾斜进一步增大时，透射部的像20的中心相对于物镜光瞳 9的中心的偏移(以下适当称作“透射部的像的偏移”)进一步增大。该情况下，如 后所述(图7)，透射部的内缘的像20b的一部分位于物镜光瞳9的外缘的外侧。此 外，透射部的外缘的像20a的一部分位于物镜光瞳9的外缘的内侧。换言之，遮光部 的像21的一部分位于物镜光瞳9的外缘的外侧。其结果，通过物镜光瞳9的光束的 区域发生较大变化。即，标本像的明亮度与不存在标本时不同。

这样，在本实施方式的标本观察装置中，使用了如下方法：以与物镜的光轴交叉 的方式，将规定的宽度的光束照射到标本来进行标本的观察，在该方法中，使得规定 的宽度的光束中的、最内侧的光通过物镜光瞳的外缘的内侧，规定的宽度的光束中的、 最外侧的光通过物镜光瞳的外缘的外侧，进行标本的观察。

由此，在本实施方式的标本观察装置中，标本中的形状变化(倾斜的变化)被转 换为透射部的像的偏移变化。并且，由于透射部的像的偏移变化，通过物镜光瞳的光 束的量发生变化。即，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即使标 本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

而且，在本实施方式的标本观察装置中，不需要如调制对比度法那样使用调制器。 因此，不需要进行开口部件相对于调制器的位置调整。其结果，开口部件的位置调整 变得简单。而且，由于不使用调制器，物镜能够使用明视场观察法的物镜。因此，能 够利用相同物镜，简单进行各种观察方法(例如明视场观察、荧光观察或偏光观察等 观察方法)。

此外，阴影的产生方向由透射部的像20相对于物镜光瞳9的偏移方向确定，但 透射部的像的偏移方向不受限制。因此，在本实施方式的标本观察装置中，阴影的产 生方向不受限定。

此外，本实施方式中的、具有物镜的标本观察装置用的开口部件被配置于标本观 察装置的照明光学系统，具有遮光部和透射部，透射部位于遮光部的外缘的外侧，透 射部形成为能够在物镜光瞳的外缘的内侧形成透射部的内缘的像，且在物镜光瞳的外 缘的外侧形成透射部的外缘的像。

在将这样的具有物镜的标本观察装置用的开口部件应用到标本观察装置的情况 下，能够将与物镜对应的环状的照明光照射到物镜。此外，在物镜光瞳的外缘的内侧， 形成透射部的内缘的像，且在物镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像，因此 能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。

图5示出本实施方式的标本观察装置中的观察结果的例子。图5是细胞的电子图 像。如图5所示，根据本实施方式的标本观察装置，能够清楚地观察到无色透明的细 胞的轮廓和内部构造。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，物镜光瞳位置处的遮光部的像的面积优 选为物镜光瞳的面积的50％以上。

由此，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即使标本是无色透 明的，也能够得到有阴影的标本像。

另外，在无法遮挡物镜光瞳的50％范围的情况下，从透射部的内缘的像20b到物 镜光瞳9的外缘的间隔变得过宽。此时，在透射部的像20有偏移的情况和没有偏移 的情况下，通过物镜光瞳9的光束的量不易产生差异。因此，难以将标本中的形状变 化检测为明暗的变化。其结果，难以得到有阴影的标本像。或者，标本像的对比度变 差。

另外，物镜光瞳位置处的遮光部的像的面积优选为物镜光瞳的面积的70％以上。 而且，物镜光瞳位置处的遮光部的像的面积更优选为物镜光瞳的面积的85％以上。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选满足以下的条件式(1)。

R₀×β＜R_ob＜R₁×β(1)

这里，R₀是从观察光学系统的光轴到透射部的内缘的长度，

R₁是从观察光学系统的光轴到透射部的外缘的长度，

R_ob是物镜光瞳的半径，

β是物镜的焦距除以聚光透镜的焦距而得的值。

通过满足条件式(1)，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即 使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

图6是示出物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图。这里，图6的(a)示出 了从光轴到透射部的内缘的长度R₀、从光轴到透射部的外缘的长度R₁以及物镜光瞳 的半径R_ob之间的关系。

如图6的(a)所示，R₀、R₁以及R_ob之间的关系为R₀×β＜R_ob、R_ob＜R₁×β。 通过使得R₀×β＜R_ob，在物镜光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内缘的像。此外， 通过使得R_ob＜R₁×β，在物镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像。其结果， 能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。

另外，开口部件的形状优选是轴对称的形状。由此，阴影的产生方向不受限定。

另外，作为轴对称的形状，例如是圆或多边形。在设遮光部的形状为圆、透射部 的形状为圆环时，R₀是圆环的内缘的半径，R₁是圆环的外缘的半径。此外，在设遮 光部的形状为多边形、透射部的形状为环状的多边形时，R₀是与透射部内侧的多边 形内接的圆的半径，R₁是与透射部外侧的多边形外切的圆的半径。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，在物镜光瞳位置处，透射部的像的中心 优选与物镜光瞳的中心一致。

由此，阴影的产生方向不受限定。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选满足以下的条件式(2)。

(R_ob－R₀×β)/(R₁×β－R_ob)＜1(2)

这里，R₀是从观察光学系统的光轴到透射部的内缘的长度，

R₁是从观察光学系统的光轴到透射部的外缘的长度，

R_ob是物镜光瞳的半径，

β是物镜的焦距除以聚光透镜的焦距而得的值。

通过满足条件式(2)，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即 使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

图6的(b)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的偏移的图。在图6的(b)中， 开口部件的像的中心相对于物镜光瞳的中心偏移。用Δ表示该偏移量，用S表示通 过物镜光瞳的光束的区域(面积)。另外，在图6的(b)中，遮光部的像(例如图3 所示的遮光部的像21)的形状是圆，透射部的像的形状是圆环，而且两者是同心状 的。在这样的情况下，透射部的像的偏移等同于开口部件的像的中心相对于物镜光瞳 的中心的偏移。因此，图6的(b)中的偏移量Δ也是透射部的像的偏移量。

在图6的(b)中，在改变偏移量Δ时，面积S也发生变化。因此，图7示出改 变偏移量Δ、并求出了此时的面积S而得到的结果。图7中的(a)是示出开口部件 的像相对于物镜光瞳的偏移量、与通过物镜光瞳的光束的量之间的关系的曲线图， (b)～(d)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的偏移的图。这里，(b)表示没有 偏移的情况，(c)表示偏移少的情况，(d)表示偏移多的情况。

在图7的(a)中，利用R₀×β＝0.97×R_ob、R₁×β＝1.15×R_ob进行了计算。此 外，将透射部的透射率设为100％。此外，在图7的(a)中，横轴的数值是用物镜光 瞳的半径R_ob对偏移量Δ进行了归一化。此外，纵轴的数值用偏移量Δ为0时的面 积(π(R_ob²－(R₀×β)²))进行了归一化。

另外，面积S表示通过物镜光瞳的光束的范围。因此，面积S能够置换为光束的 量I。因此，在图7的(a)中，使用了I作为纵轴的变量。

当不存在标本时(或标本的表面为平坦的情况下)，偏移量Δ为0。该情况下， 物镜光瞳与开口部件的像之间的关系如A所示(图7的(b))。因此，如箭头A所示， 光束的量I为1。

继而，当存在标本时，偏移量Δ不为0。这里，当标本表面的倾斜较小时，物 镜光瞳与开口部件的像之间的关系如B所示(图7的(c))。然而，在A和B中，虽 然遮光部的像的位置在物镜光瞳内是不同的，但遮光部的像均位于物镜光瞳的外缘的 内侧。因此，如箭头B所示，光束的量I为1。

另一方面，当标本表面的倾斜较大时，物镜光瞳与开口部件的像之间的关系如C 所示。该情况下，成为遮光部的像的一部分位于物镜光瞳外侧的状态(图7的(d))。 因此，如箭头C所示，光束的量I大于1。

这样，在本实施方式的标本观察装置中，从箭头B到箭头C之间，对应于偏移 量Δ的变化，光束的量I发生变化。因此，根据本实施方式的标本观察装置，能够 将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即使标本是无色透明的，也能够得 到有阴影的标本像。

另外，在本实施方式中，在“物镜光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内缘的像” 中，不仅如图7的(b)所示，包括在物镜光瞳的外缘的内侧包含透射部的内缘的像 的全部的情况，还如图7的(c)所示，包括在物镜光瞳的外缘的内侧包含透射部的 内缘的像的一部分的情况。

另外，当(R_ob－R₀×β)过大时，不满足条件式(2)。该情况下，遮光部的像 的大小过小。因此，箭头A到箭头B之间变长。该情况下，难以将标本中的细小的 形状变化(倾斜的变化)检测为明暗的变化。

此外，当(R₁×β－R_ob)过小时，不满足条件式(2)。该情况下，从透射部的 外缘的像到物镜光瞳的外缘的间隔过窄。当偏移量Δ过大时，圆环状的遮光部(例 如图2的(b)的遮光部5’a2)位于物镜光瞳的外缘的内侧。因此，通过物镜光瞳 的光束减少。其结果，标本像变暗。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选满足以下的条件式(3)、(4)。

0.7≦(R₀×β)/R_ob＜1(3)

1＜(R₁×β)/R_ob≦2(4)

这里，R₀是从观察光学系统的光轴到透射部的内缘的长度，

R₁是从观察光学系统的光轴到透射部的外缘的长度，

R_ob是物镜光瞳的半径，

β是物镜的焦距除以聚光透镜的焦距而得的值。

当低于条件式(3)的下限值时，透射部的内缘的像到物镜光瞳的外缘的间隔过 宽。此时，在偏移量Δ为0的情况和不为0的情况下，通过物镜光瞳的光束的量不 易产生差异。因此，难以将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，难以得到 有阴影的标本像。或者，标本像的对比度变差。

当高于条件式(3)的上限值时，透射部的像始终位于物镜光瞳的外侧。因此， 无法将标本中的形状变化检测为明暗的变化。因此，不高于条件式(3)的上限值。

当低于条件式(4)的下限值时，透射部的像位于物镜光瞳的内侧。因此，难以 将标本中的形状变化检测为明暗的变化。因此，不低于条件式(4)的下限值。

通过使得不高于条件式(4)的上限值，能够减少通过物镜的有效口径的外侧部 分的光束。因此，能够防止眩光和重影的产生。

另外，优选替代条件式(3)而满足以下的条件式(3’)。

0.8≦(R₀×β)/R_ob＜1(3’)

而且，更优选替代条件式(3)而满足以下的条件式(3”)。

0.9≦(R₀×β)/R_ob＜1(3”)

另外，优选替代条件式(4)而满足以下的条件式(4’)。

1＜(R₁×β)/R_ob≦1.5(4’)

而且，更优选替代条件式(4)而满足以下的条件式(4”)。

1＜(R₁×β)/R_ob≦1.3(4”)

此外，在条件式(3)、(3’)、(3”)中，优选将上限值设为0.99，更优选设为 0.98。此外，在条件式(4)、(4’)、(4”)中，优选将下限值设为1.01或1.05，更 优选设为1.10。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，透射部的透射率优选根据部位而不同。 并且，优选满足以下的条件式(5)。

T_in＜T_out(5)

这里，T_in是透射部的内缘附近的透射率，

T_out是透射部的外侧附近的透射率。

如上所述，在透射部的所有部位透射率都相同的情况下，产生即使偏移量Δ发 生变化光束的量I也不发生变化的状态(图7中的箭头A到箭头B之间)。因此，优 选使透射部的透射率根据部位而不同。并且此时，优选满足以下的条件式(5)。

T_in＜T_out(5)

这里，T_in是透射部的内缘附近的透射率，

T_out是透射部的外侧附近的透射率。

通过满足条件式(5)，能够减少即使偏移量Δ发生变化光束的量I也不发生变 化的状态。其结果，能够将标本中的更细小的形状变化(倾斜的变化)检测为明暗的 变化。

图8是示出物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图，(a)表示不存在标本的情 况，(b)表示存在标本的情况。虽然在图8中省略了图示，但开口部件具有透射率根 据部位而不同的透射部。

当不存在标本时，如图8的(a)所示，透射部的像30的形状是圆环，物镜光瞳 9的形状是圆。并且，透射部的像30和物镜光瞳9为同心状。此外，透射部的像30 的中心和物镜光瞳9的中心一致。

透射部的像30由区域31和区域32构成。区域31是从物镜光瞳9的外缘到透射 部的外缘的像30a之间的区域。此外，区域32是从透射部的内缘的像30b到物镜光 瞳9的外缘之间的区域。并且，形成区域31的开口部件5的透射部的透射率比形成 区域32的开口部件5的透射部的透射率高。

当不存在标本时，成为仅区域32位于物镜光瞳9的外缘的内侧的状态。因此， 该区域整体的面积与标本像的明亮度对应。

另一方面，当存在标本时，如图8的(b)所示，透射部的像30与物镜光瞳9 不是同心状。此外，透射部的像30的中心和物镜光瞳9的中心不一致。即，相对于 物镜光瞳9的中心，透射部的像30的中心朝纸面内的左方偏移。

该情况下，区域32的一部分位于物镜光瞳9的外缘的外侧。另一方面，区域31 的一部分位于物镜光瞳9的外缘的内侧。其结果，区域31和区域32位于物镜光瞳9 的外缘的内侧。因此，该区域整体的面积与标本像的明亮度对应。

如上所述，当不存在标本时，仅区域32位于物镜光瞳9的外缘的内侧。另一方 面，当存在标本时，区域31和区域32位于物镜光瞳9的外缘的内侧。因此，当不存 在标本时和存在标本时，标本像的明亮度产生差异。

当存在标本时，在物镜光瞳9的外缘的内侧，区域31所占的比例增加，区域32 所占的比例减少。因此，存在标本时的标本像的明亮度比不存在标本时亮。

此外，在不存在标本的情况和存在标本的情况下，遮光部的像都位于物镜光瞳9 的外缘的内侧。尽管如此，如上所述，当不存在标本时和存在标本时，标本像的明亮 度产生差异。

图9示出改变偏移量Δ、并求出此时的面积S而得到的结果。图9中的(a)是 示出开口部件的像相对于物镜光瞳的偏移量、与通过物镜光瞳的光束的量之间的关系 的曲线图，(b)～(d)是示出开口部件的像相对于物镜光瞳的偏移的图。这里，(b) 表示没有偏移的情况，(c)表示偏移少的情况，(d)表示偏移多的情况。

在图9的(a)中，利用R₀×β＝0.97×R_ob、R₁×β＝1.15×R_ob进行了计算。此 外，透射部被分为两个区域，设内侧区域(透射率低的区域32、图8)的透射率为 50％、外侧区域(透射率高的区域31、图8)的透射率为100％。此外，在图9的(a) 中，横轴和纵轴的数值被归一化。

此外，在图9中，也用A(图9的(b))、B(图9的(c))、C(图9的(d)) 示出表示物镜光瞳与开口部件的像之间的关系的图。这些图与图7中的表示物镜光瞳 与开口部件的像之间的关系的图(A、B、C)对应，因此省略详细的说明。

对图7的(a)和图9的(a)进行比较可知，在透射部的透射率根据部位而不同 的开口部件中，从箭头A到箭头B之间，对应于偏移量Δ的变化，光束的量I也发 生变化。因此，根据本实施方式的观察装置，能够将标本中的细小的形状变化(倾斜 的变化)检测为明暗的变化。

另外，当不存在标本时，位于物镜光瞳9内侧的透射部(透射率低的区域32、 图8)的透射率在图9的(b)～(d)中为50％，在图7的(b)～(d)中为100％。 这样，图9的(b)的没有偏移时的透射率比图7的(b)小。因此，图9的(b)的 标本像的明亮度比图7的(b)暗。

示出具有透射率根据部位而不同的透射部的开口部件的另一例。图10是示出开 口部件的结构的图，(a)示出透射部的透射率连续变化的开口部件，(b)示出透射部 的透射率呈阶梯状变化的开口部件。

如图10的(a)所示，开口部件50具有遮光部50a1和透射部50b。开口部件50 还具有遮光部50a2。遮光部50a1、50a2和透射部50b由透明的部件、例如玻璃板构 成。遮光部50a1和50a2例如通过在玻璃板上涂覆遮光涂料而形成。

另一方面，在透射部50b中，透射率连续发生变化。因此，在透射部50b中，例 如形成透射率连续发生变化的反射膜(吸收膜)。这里，透射率变化的方向是从中心 朝周边(从遮光部50a1侧朝遮光部50a2侧)的方向。此外，透射率从中心朝周边， 以透射率逐渐增大的方式变化。

此外，如图10的(b)所示，开口部件51具有遮光部51a1和透射部51b。开口 部件51还具有遮光部51a2。遮光部51a1、51a2和透射部51b由透明的部件、例如玻 璃板构成。遮光部51a1和51a2例如通过在玻璃板上涂覆遮光涂料而形成。

另一方面，在透射部51b中，具有透射率呈阶梯状变化的区域、和透射率恒定的 区域。这里，透射率呈阶梯状变化的区域位于遮光部51a1侧，透射率恒定的区域位 于遮光部51a2侧。在透射率呈阶梯状变化的区域中，沿着以遮光部51a1的中心为轴 的圆周，交替形成了透射率为100％的区域和透射率为0％的区域。此外，透射率恒 定的区域的透射率为100％。透射率为100％的区域和透射率为0％的区域的边界为矩 形，但也可以是锯齿状或正弦装。此外，各区域的透射率不限于上述值。

在开口部件50和开口部件51中，透射部的透射率根据部位而不同。因此，根据 使用了这样的开口部件的本实施方式的观察装置，能够将标本中的细小的形状变化 (倾斜的变化)检测为明暗的变化。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选具有多个光源，且多个光源被配置 于透射部。该情况下，在图1中，能够省略光源1和透镜2、3。

图11是示出开口部件的结构的图，示出了将多个光源配置于透射部的情况。如 图11所示，开口部件53具有遮光部53a1和透射部53b。开口部件53还具有遮光部 53a2。遮光部53a1、53a2和透射部53b由透明的部件、例如玻璃板构成。遮光部53a1 和53a2例如通过在玻璃板上涂覆遮光涂料而形成。

另一方面，在透射部53b中，配置了多个光源、例如LED53c。在图11中，呈 圆环状地配置了2列多个LED53c。由此，能够通过改变进行发光的列的数量，改变 透射部的大小(宽度)。此外，能够通过使LED53c的明亮度不同，使透射部的透射 率根据部位而不同。

另外，简而言之，本实施方式的标本观察装置具有照明光学系统和观察光学系统， 照明光学系统具有多个光源和聚光透镜，观察光学系统具有物镜和成像透镜，在物镜 光瞳的外缘的内侧，形成多个光源的内缘的像，在物镜光瞳的外缘的外侧，形成多个 光源的外缘的像。

此外，也可以在遮光部53a1中配置LED53c。能够通过使配置于遮光部53a1的 LED53c熄灭或点亮，进行与观察方法对应的照明。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选具有与开口部件分体的开口部件， 并具有使与开口部件分体的开口部件移动的移动机构。

由此，能够改变透射部的像的大小和位置。即，通过将开口部件变更为不同的开 口部件，能够自由地改变从光轴到透射部的内缘的长度R₀和从光轴到透射部的外缘 的长度R₁。因此，能够生成根据标本最佳地产生阴影的照明状态。

并且，在使用相位差用物镜的情况下，具有以下的效果。如果照明开口使用相位 差观察用的环缝，则能够进行相位差观察，通过使用图2所示的开口部件，能够进行 利用本实施方式的标本观察装置的观察。即，能够在不更换物镜的情况下，进行利用 本实施方式的标本观察装置的观察和相位差观察。另外，通过微分干涉观察或霍夫曼 调制对比度观察等的方法，也同样能够在不更换物镜的情况下，进行利用本实施方式 的标本观察装置的观察和这些观察。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，观察光学系统具有开口部件， 开口部件配置于物镜光瞳位置、或与物镜光瞳位置共轭的位置处。

由此，能够相对于透射部的像，改变物镜光瞳的大小。因此，能够根据标本，最 佳地产生阴影。

此外，在产生渐晕(晕影)时，在从标本的中心射出并到达标本像的中心的光束 (以下适当称作“轴上光束”)、和从标本的周边射出并到达标本像的周边的光束(以 下适当称作“轴外光束”)中，光束的大小产生差异。通常，在产生渐晕时，轴上光 束的形状为圆，与此相对，轴外光束的形状为大致椭圆。

因此，在轴外光束中，产生在物镜光瞳的外缘的内侧形成透射部的像、这样的状 态。于是，偏差量△与光束的量I之间的关系在标本像的中心和周边是不同的。

因此，通过在观察光学系统中配置开口部件，能够减小渐晕。由此，能够使轴外 光束的形状为圆。因此，在轴外光束中，也是在物镜光瞳的外缘的内侧，形成透射部 的内缘的像，在物镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像。其结果，偏差量△ 与光束的量I之间的关系在标本像的周边，也成为与中心相同的关系。因此，能够得 到从中心到周边没有明亮度的不均的标本像。

另外，即便使用渐晕小的物镜，也能够得到相同的效果。在渐晕小的物镜中，与 渐晕大的物镜相比，使用了透镜的外径较大的透镜。该情况下，轴外光束的直径与轴 上光束的直径之差减小。其结果，能够得到从中心到周边没有明亮度的不均的标本像。 因此，优选使用渐晕小的物镜。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，光源是单色光源、或照明光 学系统是波长选择单元。

能够减窄照明光的波段，因此能够抑制光瞳的色像差的产生。因此，能够优化标 本像的对比度。

此外，在上述本实施方式的标本观察装置、和以下叙述的本实施方式的标本观察 装置中，优选具有图像处理装置。

能够得到对比度更佳的图像。此外，在得到了单色的标本图像的情况下，能够将 标本的图像转换为适于观察的颜色。

图12是示出本实施方式的另一标本观察装置的结构的图。另外，对与图1相同 的结构标注相同的标号并省略说明。

标本观察装置110具有开口部件5和开口部件54。开口部件5和开口部件54被 移动机构55保持。作为移动机构55，例如有滑块或转台。在移动机构55为滑块的 情况下，开口部件5和开口部件54在与观察光学系统的光轴垂直的方向上移动。在 移动机构55为转台的情况下，开口部件5和开口部件54以与观察光学系统的光轴平 行的轴为中心进行旋转。

这样，本实施方式中的、具有物镜的标本观察装置用的开口部件优选的是，被配 置于标本观察装置的照明光学系统，且具有第1开口部件和第2开口部件，第1开口 部件和第2开口部件是不同的开口。并且，第1开口部件的透射部优选形成为，能够 在第1物镜光瞳的外缘的内侧形成透射部的内缘的像，且在第1物镜光瞳的外缘的外 侧形成第1开口部件的透射部的外缘的像。另外，在第1开口部件和第2开口部件中 开口不同是指透射部的位置和大小在第1开口部件和第2开口部件中不同。

此外，第2开口部件可以具有与第2物镜对应的透射部，第2物镜的倍率不同于 与第1开口部件对应的第1物镜。即，第2开口部件的透射部优选形成为，能够在第 2物镜光瞳的外缘的内侧形成透射部的内缘的像，且在第2物镜光瞳的外缘的外侧形 成第2开口部件的透射部的外缘的像。

此外，在通过第2开口部件进行明视场观察的情况下，第2开口部件可以是在中 央具有透射部的结构。此外，在通过第2开口部件并使用第1物镜进行相位差观察的 情况下，第2开口部件也可以是具有如下透射部的结构，该透射部具有比第1开口部 件的透射部的直径小的直径。

此外，本实施方式中的、具有物镜的标本观察装置用的开口部件还可以具有第3 开口部件，第2开口部件具有相位差观察用的透射部，第3开口部件具有明视场观察 用的透射部。

这样，根据本实施方式中的、具有物镜的标本观察用的开口部件，能够向物镜照 射与各种观察方法对应的照明光。由此，在使用第1开口部件进行观察时，当存在标 本的应关注的区域的情况下，通过变更开口部件，容易对该区域进行相位差观察、或 进行明视场观察。

另外，开口部件可以具有使透射部的透射区域可变的透射区域可变部。透射区域 可变部例如可以由液晶光阀构成。由此，能够利用1个开口实现开口部件5和开口部 件54。并且该情况下，不需要移动机构。

此外，在标本观察装置110中，在物镜光瞳9的位置处设置有开口部件56。另 外，在图12中，为了方便观察，将物镜光瞳9的位置和开口部件56的位置隔开进行 了描绘。

此外，在标本观察装置110中，波长选择元件57可以在照明光学系统的光路、 例如光源1与透镜2之间进行插拔。光源1在白色光的情况下，从光源1射出波长范 围宽的光。因此，通过将波长选择元件57插入到光路中，能够取出波长范围比白色 光窄的光作为照明光。另外，也可以将光源1设为单色光源1’。

此外，标本观察装置110可以具有摄像元件58和图像处理装置59。摄像元件58 例如是CCD或CMOS。摄像元件58被配置于像位置11。利用摄像元件58拍摄的标 本像被送出到图像处理装置59。在图像处理装置59中，能够进行对比度增强、噪声 去除、颜色转换等处理。

另外，显微镜物镜是远心光学系统。因此，聚光透镜也是远心光学系统。因此， 聚光透镜的光瞳位置为聚光透镜的前侧焦点位置。这里，如上所述，在本实施方式的 标本观察装置中，在聚光透镜4的焦点位置(前侧焦点位置)处配置了开口部件。由 此，在聚光透镜的光瞳位置处，遮挡了照明光的中心部。但是，遮挡照明光的中心部 的位置不需要严格是聚光透镜的光瞳位置，只要处于聚光透镜的光瞳位置附近即可。

这里，当开口部件与聚光透镜的光瞳位置的偏移(光轴方向的偏移)增大时，透 射部的像也从物镜光瞳偏移。例如，在开口部件与聚光透镜的光瞳位置一致的情况下， 通过透射部的最内侧的光线(以下适当称作“光线L_in”)到达物镜光瞳的内侧。另 外，当开口部件从聚光透镜的光瞳位置偏移时，光线L_in从物镜光瞳的内侧朝向外侧。 即，透射部的像从物镜光瞳偏移。

此外，在改变物镜时，观察范围发生变化。当观察范围发生变化时，相对于光线 L_in的光轴的角度也发生变化。当该角度发生变化时，到达物镜光瞳的光线L_in的位置 发生变化。即，透射部的像从物镜光瞳偏移。其结果，阴影的产生发生变化。

因此，考虑观察范围的变化来设定开口部件与聚光透镜的光瞳位置的偏移的允许 范围。在本实施方式的标本观察装置中，光瞳位置附近的范围(允许范围)优选处于 聚光透镜的焦距的20％以内。只要处于该范围，则能够在标本的中心和周边，减小阴 影的产生方向和产生量的差异。另外，光瞳位置附近的范围更优选处于聚光透镜的焦 距的10％以内。

如上所述，在本实施方式的标本观察装置中，从标本射出的光的方向根据标本表 面的倾斜度而发生变化。图13示出该情形。在图13中，(a)是示出标本的表面倾斜 度、与从标本射出的光的方向之间的关系的曲线图，(b)是示出在计算中使用的模型 的图，(c)～(f)是示出标本的模型的图。

如图13的(b)所示，在用水61充满的玻璃容器60的内侧保持有标本62的状 态下，进行计算。该状态下，使光线与光轴平行地入射。从光轴上开始光线的入射， 并使光线的入射位置朝逐渐离开光轴的方向移动。最远离光轴的位置是标本的端部。

此外，标本的形状模型的数量是从扁平状到半球状的合计4个。在设标本的高度 为a、横向宽度为b时，图13的(c)所示的模型为b/a＝1(半球)，图13的(d)所 示的模型为b/a＝1.41，图13的(e)所示的模型为b/a＝2，图13的(f)所示的模型为 b/a＝4。

此外，在图13的(a)的曲线图中，横轴是光线的入射位置。0是光轴上(标本 的中央)，1是最远离光轴的位置(标本的端部)。此外，纵轴是偏转角、且是从玻璃 容器60射出的光线与光轴所成的角度。

如图13的(a)所示，在任意一个模型中，均是越朝向标本的周边部，表面的倾 斜度越增大。因此，越朝向标本的周边部，偏转角也越增大。此外，标本的形状越接 近半球，表面的倾斜度越增大。因此，标本的形状越接近半球，偏转角也越增大。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，开口部件由1个透明的部件 构成，在透明的部件的一个面形成遮光部，在一个面或另一个面形成外侧遮光部，外 侧遮光部位于遮光部的外侧。

图14是示出开口部件的构造的图，(a)是俯视图，(b)是剖视图，是仅在单面 形成了遮光部的图，(c)是剖视图，是在双面形成了遮光部的图。另外，图14的(a) 所示的开口部件的俯视图与图2的(b)所示的开口部件的俯视图相同，因此省略构 造的说明。

图14的(b)是图14的(a)的XX’处的剖视图。这里，在图14的(b)中， 仅在开口部件5’的单面形成了遮光部。透明的部件5’e例如是玻璃板或树脂板。 在开口部件5’中，仅在透明的部件5’e的上表面5’f形成了遮光部5’a1和遮光 部5’a2。另一方面，在透明的部件5’e的下表面5’g未形成任何部件。透射部5’b 形成于遮光部5’a1与遮光部5’a2之间。

图14的(c)也是图14的(a)的XX’处的剖视图。这里，在图14的(c)中， 在开口部件5’的双面形成了遮光部。在图14的(c)所示的开口部件5’中，在透 明的部件5’e的上表面5’f，仅形成了遮光部5’a2。另一方面，在透明的部件5’e 的下表面5’g，仅形成了遮光部5’a1。透射部5’b形成于上表面5’f的遮光部5’a2 与下表面5’g的遮光部5’a1之间。

另外，在图14的(b)和图14的(c)中，遮光部5’a1均被配置成包含照明光 学系统的光轴。另一方面，遮光部5’a2是外侧遮光部，位于遮光部5’a1的外侧。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，开口部件由多个透明的部件 构成，在多个透明的部件中的、1个透明的部件形成遮光部，在另1个透明的部件形 成外侧遮光部，外侧遮光部位于遮光部的外侧。

图15是示出开口部件的构造的图，(a)是示出由两个透明的部件构成的开口部 件的剖视图，(b)是示出由两个不透明的部件构成的开口部件的俯视图。

在图15的(a)中，开口部件70具有第1透明部件71和第2透明部件75。在 第1透明部件71中，仅在上表面72形成遮光部73，在下表面74未形成任何部件。 此外，在第2透明部件75中，在上表面76未形成任何部件，仅在下表面77形成了 遮光部78。透射部79形成于上表面72的遮光部73与下表面77的遮光部78之间。

遮光部78被配置成包含照明光学系统的光轴。另一方面，遮光部73是外侧遮光 部，位于遮光部78的外侧。另外，第1透明部件71的遮光部73可以仅在上表面72 形成，也可以仅在下表面74形成。此外，第2透明部件75的遮光部78可以仅在上 表面76形成，也可以仅在下表面77形成。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，开口部件由多个不透明的部 件构成，多个不透明的部件中的、1个不透明的部件具有遮光部，另1个透明的部件 具有外侧遮光部，外侧遮光部位于遮光部的外侧。

在图15的(b)中，开口部件80具有第1不透明部件81和第2不透明部件84。 第1不透明部件81和第2不透明部件84例如是金属板。第1不透明部件81与图2 的(a)的开口部件5相同，因此省略构造的说明。

第1不透明部件81具有遮光部82和透射部83。另外，透射部83的宽度(径向 的宽度)足够宽。另一方面，第2不透明部件84具有透射部85。这里，透射部85 的直径比遮光部82的直径大、且比透射部83的外缘直径小。通过以彼此的中心大致 位于同一轴上的方式平行配置第1不透明部件81和第2不透明部件84，透射部86 在遮光部82与透射部85的外缘之间形成为大致圆环状。

遮光部82被配置成包含照明光学系统的光轴。另一方面，第2不透明部件84 的大致圆环状的区域是外侧遮光部，位于遮光部82的外侧。

另外，物镜光瞳直径根据物镜而不同。因此，在开口部件为1种时，根据物镜， 在物镜光瞳的面内，有时未将开口部件的像投影到期望的位置。即，有在物镜光瞳的 外缘的内侧未形成透射部的内缘的像的可能性，以及在物镜光瞳的外缘的外侧未形成 透射部的外缘的像的可能性。由此，优选使用适于物镜的开口部件。

由此，本实施方式的标本观察装置优选具有使开口部件移动的移动机构，移动机 构具有旋转板和轴部件，旋转板具有多个保持部。

图16是示出移动机构的结构的剖视图，(a)是示出由1个旋转板构成的移动机 构的图，(b)是示出由两个旋转板构成的移动机构的图，(c)是示出由两个旋转板构 成的另一移动机构的图。

图16的(a)的移动机构90具有旋转板91和轴部件92。旋转板91以轴部件92 为轴进行旋转。在旋转板91上，形成了多个保持部。保持部由凹部93和贯通孔94 构成。凹部93和贯通孔94均为圆形，凹部93形成在贯通孔94的上侧。此外，凹部 93的直径大于贯通孔94的直径。因此，在凹部93与贯通孔94的边界，形成了支承 面95。

开口部件96为圆形，其直径比凹部93的直径小、且比贯通孔94的直径大。因 此，在将开口部件96插入到保持部时，开口部件96的周边部与支承面95抵接。由 此，能够保持开口部件96。此外，开口部件97被另一保持部同样地保持。另外，开 口部件96和开口部件97的透射部的宽度不同。

如果这样用旋转板保持透射部的宽度不同的两个开口部件，则能够通过使旋转板 旋转，将适于所使用的物镜的开口部件配置到照明光学系统中。另外，保持部的数量 不限于两个。也可以设置3个以上的保持部。

另外，在移动机构90中，开口部件与物镜是一对一地对应的，因此必须准备物 镜数量的开口部件。因此，所使用的物镜的数量越多，开口部件的种类也越增加。

因此，优选由两个透明的部件构成开口部件。例如，分别准备多张的图15的(a) 所示的第1透明部件71和第2透明部件75。并且，在第1透明部件71中，预先对 遮光部73的直径进行各种改变，在第2透明部件75中，预先对遮光部78的直径进 行各种改变。而且，可以对第1透明部件71和第2透明部件75进行各种组合。由此， 能够对透射部79的位置和宽度进行各种改变。

由此，本实施方式的标本观察装置优选具有使开口部件移动的移动机构，移动机 构具有多个旋转板和轴部件，各个旋转板具有多个保持部。

如图16的(b)所示，移动机构200具有第1旋转板201、第2旋转板202和轴 部件203。第1旋转板201和第2旋转板202与旋转板91相同，因此省略构造的说 明。另外，保持部的直径在第1旋转板201和第2旋转板202中是相同的。

在移动机构200中，在第1旋转板201和第2旋转板202上均保持有透明的部件。 这里，在第1旋转板201上保持有透明部件204和206，在旋转板202上保持有透明 部件205和207。透明部件204和206的构造与图15的(a)中的透明部件71的构 造相同，在透明部件的单面的周边部形成了遮光部。透明部件205和207的构造与图 15的(a)中的透明部件75的构造相同，在透明部件的单面的中央部形成了遮光部。

在透明部件204和透明部件206中，形成于周边部的遮光部的直径不同。此外， 在透明部件205和透明部件207中，形成于中央部的遮光部的直径不同。

在移动机构200中，设置于1个旋转板的保持部的数量与移动机构90同样地为 两个。但是，由于使用了4个透明部件，因此能够通过它们的组合，实现4种开口部 件(透明部件204和205、透明部件204和207、透明部件206和205、透明部件206 和207)。

其结果，在移动机构200中，也能够通过使旋转板旋转，将适于所使用的物镜的 开口部件配置到照明光学系统中，但除此以外，还能够在不增加开口部件的数量的情 况下与各种物镜对应。另外，保持部的数量不限于两个。也可以设置3个以上的保持 部。

另外，在移动机构200中，从旋转板的上表面侧进行透明部件的插拔。因此，在 第2旋转板202中进行透明部件的插拔时，需要预先使第1旋转板201和第2旋转板 202隔开。由此，在移动机构200中，能够使第1旋转板201和第2旋转板202中的 至少一个沿着轴部件203的轴向移动。但是，优选省略了这样的移动。

由此，本实施方式的标本观察装置优选具有使开口部件移动的移动机构，移动机 构具有多个旋转板和轴部件，各个旋转板具有多个保持部，保持部的直径在各个旋转 板中是不同的。

如图16的(c)所示，移动机构210具有第1旋转板211、第2旋转板212和轴 部件213。第1旋转板211和第2旋转板212的构造与第1旋转板201和第2旋转板 202的构造相同。但是，在移动机构210中，保持部的直径在第1旋转板211和第2 旋转板212中是不同的。

第1旋转板211的保持部由凹部214和贯通孔215构成。凹部214和贯通孔215 均为圆形，凹部214形成在贯通孔215的上侧。此外，凹部214的直径大于贯通孔 215的直径。

第2旋转板212的保持部由凹部216和贯通孔217构成。凹部216和贯通孔217 均为圆形，凹部216形成在贯通孔217的上侧。此外，凹部216的直径比贯通孔217 的直径大，但比贯通孔215的直径小。

因此，第2旋转板212中的透明部件219的插拔能够从第1旋转板211侧经由贯 通孔215进行。此时，能够使第1旋转板211和第2旋转板212一直保持接近。此外， 在透明部件219的插拔结束后进行透明部件218的插拔。

这样，在移动机构210中，也能够通过使旋转板旋转，将适于所使用的物镜的开 口部件配置到照明光学系统中，而且，能够在不增加开口部件的数量的情况下与各种 物镜对应。而且，能够在不使旋转板沿轴部件的方向移动的情况下，容易地进行透明 部件的插拔。另外，保持部的数量不限于两个。也可以设置3个以上的保持部。

另外，在物镜的安装和开口部件的安装中，关于安装位置，包含机械的误差。因 此，在物镜光瞳的面内，有时未将开口部件的像投影到期望的位置。

由此，在本实施方式的标本观察装置中，移动机构优选具有3个支撑部件，利用 3个支撑部件支撑开口部件。

作为支撑部件，例如有1个弹簧和两个螺钉。弹簧和螺钉被配置成各自的长度方 向的轴在保持部的中心处交叉。在旋转板中，形成了用于收纳弹簧和螺钉的空间。使 弹簧与开口部件的侧面的一点抵接，使螺钉与其他两点抵接。并且，能够通过使两个 螺钉前后移动，使开口部件在保持部内移动。

由此，在物镜光瞳的面内，能够将开口部件的像投影到期望的位置。即，在物镜 光瞳的外缘的内侧形成透射部的内缘的像，在物镜光瞳的外缘的外侧形成透射部的外 缘的像。

另外，开口部件的位置调整能够通过观察物镜光瞳来进行。因此，优选将移动透 镜的机构和对透镜进行插拔的机构设置在观察光学系统中，使得能够观察物镜光瞳。

在一边观察物镜光瞳、一边进行开口部件的位置调整的情况下，以遮光部位于物 镜光瞳的中心的方式进行调整。可能无法通过这样的调整，高精度地进行调整。

由此，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，开口部件具有位置调整用的 标记，标记至少被设置于遮光部。标记例如是在开口部件的中心的遮光部设置的微小 开口。以标记位于物镜光瞳中心的方式，对开口部件进行位置调整。

在图14的(b)所示的开口部件5’的情况下，优选在遮光部5’a1上设置标记。 在图14的(c)所示的开口部件5’的情况下，也优选在遮光部5’a1上设置标记。

此外，图15的(a)所示的开口部件70的情况与图14的(c)所示的开口部件 5’的情况同样，优选在遮光部78上设置标记。而且，更优选在透明部件71上的、 与设置于遮光部78的标记的位置对应的位置处设置标记。设置于透明部件71的标记 是微小的吸收物质。首先，以透明部件71上的标记和遮光部78的标记一致的方式， 对透明部件71和透明部件75的位置进行调整。继而，以上述标记位于物镜的光瞳中 心的方式，对开口部件进行位置调整。

在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，开口部件由不透明的部件构成，透 射部具有形成于不透明的部件的多个开口。这里，开口可以是微小开口。开口或微小 开口的直径可以相同，也可以不同。此外，开口或微小开口的排列可以是随机的，也 可以是规则的。

图17是示出开口部件的结构的图，(a)是俯视图，(b)是透射部的放大图，且 是将微小开口的直径设为相同时的图，(c)是透射部的放大图，且是使微小开口的直 径不同时的图。

如图17的(a)所示，开口部件220具有遮光部221、遮光部222和透射部223。 遮光部221和遮光部222是不透明的部件，例如是金属板。透射部223形成于遮光部 221与遮光部222之间。

如图17的(b)所示，透射部223由多个微小开口224构成。微小开口224是形 成于金属板的空隙(孔)。微小开口224能够通过向金属板照射激光而形成。在图17 的(b)中，微小开口224的直径均相同。

由此，能够简便地形成透射部223。此外，能够通过改变微小开口224的直径或 密度，得到具有各种透射率的透射部223。

另外，在图17的(b)中，微小开口的位置是随机的，但也可以使微小开口的位 置是规则的。或者，也可以将多个微小开口设为1个组，并以特定的图案反复配置该 组。此外，在图17的(b)中，微小开口为2列，但可以是1列，也可以是3列以上。

此外，可以使微小开口的直径不同。图17的(c)是使微小开口的直径不同的情 况。如图17的(c)所示，透射部225由多个微小开口226、227和228构成。这里， 微小开口的直径从内侧朝向外侧增大。

由此，能够简便地形成透射率变化的透射部223。此外，能够通过改变微小开口 226、227和228的直径或密度，对透射率的变化程度进行各种改变。

如上所述，在使用了图2的(a)所示的开口部件5或图2的(b)所示的开口部 件5’的标本观察装置中，即使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。但 是，例如还存在必须同时(在同一视野内)观察无色透明的标本和染色后的标本的情 况。

在这样的情况下，在染色后的标本中，根据与染色对应的颜色和深浅，照明光衰 减。因此，在使用了开口部件5或开口部件5’的标本观察装置中，存在染色后的标 本的标本像变暗，从而无法清晰地观察染色后的标本的可能性。因此，优选能够良好 地观察无色透明的标本和染色后的标本两者。

由此，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光学系 统，照明光学系统具有光源、聚光透镜和开口部件，观察光学系统具有物镜和成像透 镜，开口部件具有减光部和透射部，开口部件被配置成减光部包含照明光学系统的光 轴，透射部位于减光部的外缘的外侧，在物镜光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内缘 的像，在物镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像。

图18是示出开口部件的结构的图，(a)是示出在透明的部件中设置了减光部的 开口部件的图，(b)是示出减光滤镜中设置了开口部的开口部件的图，(c)是示出在 不透明的部件中设置了微小开口的开口部件的图。

如图18的(a)所示，开口部件230具有减光部231、遮光部232和透射部233。 另外，遮光部232不是一定需要的。在开口部件230中，减光部231被配置成包含照 明光学系统的光轴。此外，透射部233位于减光部231的外缘的外侧。

减光部231、遮光部232和透射部233由透明的部件、例如玻璃板或树脂板构成。 在减光部231中，例如在玻璃板上形成减光膜(薄膜)。此外，遮光部232例如通过 在玻璃板上涂覆遮光涂料而形成。另一方面，在透射部233上不进行任何涂覆。因此， 透射部233为玻璃板自身。另外，在开口部件230中，减光部231和透射部233接触， 但也可以在两者之间设置遮光部。

入射到开口部件230的照明光在透射部233中不被减光，而在减光部231中被减 光。从开口部件230射出圆环状的照明光和圆形的照明光。这里，圆形的照明光比圆 环状的照明光暗。在使用开口部件230时，向无色透明的标本和染色后的标本均照射 圆环状的照明光和圆形的照明光。另外，圆形的照明光与明视场观察时的照明光相同。

在无色透明的标本中，通过圆环状的照明光，形成有阴影的标本像(以下适当称 作阴影像)。另一方面，在圆形的照明光中，未形成阴影像，恒定明亮度的光到达像 位置。其结果，在标本像中，恒定明亮度的光和阴影像重叠。但是，圆形的照明光比 圆环状的照明光暗。因此，即使恒定明亮度的光与阴影像重叠，阴影像的对比度也不 怎么下降。由此，针对无色透明的标本，能够得到有阴影的标本像。

另一方面，在染色后的标本中，通过圆环状的照明光，形成阴影像。此时，在阴 影像中，不仅附加阴影，还加上了与染色对应的颜色和深浅。另一方面，在圆形的照 明光中，不形成阴影像，而形成具有与染色对应的颜色和深浅的标本像(以下适当称 作深浅像)。其结果，在标本像中，阴影像和深浅像重叠。但是，圆环状的照明光根 据与染色对应的颜色和深浅而衰减。因此，即使阴影像与深浅像重叠，深浅像的对比 度也不怎么下降。由此，针对染色后的标本，能够得到具有与染色对应的颜色和深浅 的标本像。

如上所述，通过使用开口部件230，能够良好地观察无色透明的标本和染色后的 标本两者。

图18的(b)是开口部件的另一例。如图18的(b)所示，开口部件240具有减 光部241、遮光部242和透射部243。减光部241和遮光部242由减光滤镜构成。此 外，透射部243是形成于减光滤镜的空隙(孔)。

图18的(c)是开口部件的又一例。如图18的(c)所示，开口部件250具有减 光部251、遮光部252和透射部253。这里，开口部件250的构造与图17的(a)所 示的开口部件220的构造相同，但在开口部件250中，在开口部件220的遮光部221 为减光部251这一点上不同。减光部251在开口部件220的遮光部221中形成了多个 微小开口。

这样，开口部件240和开口部件250与开口部件230同样地具有减光部。因此， 通过使用开口部件240或开口部件250，能够良好地观察无色透明的标本和染色后的 标本两者。

另外，在本实施方式的标本观察装置中，优选满足以下的条件式(6)。

0.01＜(S_T×T_T)/(S_ND×T_ND)＜100(6)

这里，S_ND是减光部的面积，

T_ND是减光部的透射率(％)，

S_T是透射部中的、通过物镜光瞳的区域的面积，

T_T是透射部中的、通过物镜光瞳的区域的透射率(％)。

通过满足条件式(6)，能够良好地观察无色透明的标本和染色后的标本两者。另 外，透射率是平均透射率，在任何部位透射率均相同的情况下，是任意部位的透射率， 在透射率根据部位而不同的情况下，是各部位的透射率的平均。

当低于条件式(6)的下限值时，从透射部射出的照明光的光量相对减少，因此 阴影像变得过暗。或者，从减光部射出的照明光的光量相对增多，因此阴影像的对比 度下降。其结果，难以进行无色透明标本的观察。

当高于条件式(6)的上限值时，从减光部射出的照明光的光量相对减少，因此 深浅像变得过暗。其结果，难以进行染色后的标本的观察。

另外，优选替代条件式(6)而满足以下的条件式(6’)。

0.03＜(S_T×T_T)/(S_ND×T_ND)＜30(6’)

而且，更优选替代条件式(6)而满足以下的条件式(6”)。

0.1＜(S_T×T_T)/(S_ND×T_ND)＜10(6”)

如上所述，在使用了图2的(a)所示的开口部件5或图2的(b)所示的开口部 件5’的标本观察装置中，即使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。但 是，还存在必须同时(在同一视野内)观察表面倾斜不同的标本的情况。

在这样的情况下，根据标本表面的倾斜，在所使用的开口部件中，有时无法得到 有充分阴影的标本像。因此，优选即使当存在表面倾斜不同的标本时，也能够观察无 色透明的标本。

因此，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光学系 统，照明光学系统具有光源、聚光透镜和开口部件，观察光学系统具有物镜和成像透 镜，开口部件具有遮光部、第1透射部和第2透射部，开口部件形成为第1透射部包 含照明光学系统的光轴，遮光部位于第1透射部的外缘的外侧，第2透射部位于遮光 部的外缘的外侧，在物镜光瞳的外缘的内侧，形成第2透射部的内缘的像，在物镜光 瞳的外缘的外侧，形成第2透射部的外缘的像。

图19是示出在中心具有透射部的开口部件的结构的图。开口部件260具有第1 遮光部261、第2遮光部262、第1透射部263和第2透射部264。另外，第2遮光 部262不是一定需要的。在开口部件260中，第1透射部263形成为包含照明光学系 统的光轴，第1遮光部261位于第1透射部263的外缘的外侧，第2透射部264位于 第1遮光部261的外缘的外侧。

第1遮光部261、第2遮光部262、第1透射部263和第2透射部264由透明的 部件、例如玻璃板或树脂板构成。第1遮光部261和第2遮光部262例如通过在玻璃 板上涂覆遮光涂料而形成。另一方面，在第1透射部263和第2透射部264上不进行 任何涂覆。因此，第1透射部263和第2透射部264是玻璃板自身。开口部件260 在图2的(b)所示的开口部件5’的遮光部5a1的中心设置了第1透射部263。

在开口部件260中，通过第1透射部263的照明光的形状是圆形的，因此与明视 场观察时的照明光的形状相同。

另外，在明视场观察中，如果改变照明光的光束直径，则照明光的相干度(相干 性)发生变化。照明光的相干度对像的对比度、分辨率和清晰度产生影响。在使照明 光的光束直径变细时，照明光的相干度变高。其结果，像的对比度变高，例如即使是 无色透明的标本，也能够得到具有对比度的像(以下适当称作相干照明像)。该相干 照明像与明视场像不相同，但为与明视场像相似的像。

另外，在上述相干照明像中，不仅包含通过相干照明得到的像，还包含通过部分 的相干照明得到的像。另一方面，明视场像是通过部分的相干照明得到的像。这样， 相干照明像和明视场像彼此都包含通过部分的相干照明得到的像，但相干照明像与明 视场像相比不同点为，是进一步通过相干的照明光得到的像。

在开口部件260中，第1透射部263的直径比第1遮光部261的直径小。该情况 下，通过第1透射部263的照明光的光束直径比不存在第1遮光部261时的光束直径 小。因此，通过第1透射部263的照明光为相干度高的光。

因此，在使用开口部件260时，通过圆环状的照明光，形成阴影像，通过圆形的 照明光，形成相干照明像。其结果，在标本像中，阴影像和相干照明像重叠。这里， 当使第2透射部264的宽度适应于标本表面的倾斜时，能够得到阴影像和相干照明像 重叠的标本像。另一方面，在第2透射部264的宽度不适应于标本表面的倾斜的情况 下，虽然无法得到阴影充分的标本像，但能够得到具有对比度的标本像。因此，能够 对处于观察视野内的无色透明的标本进行观察。

如上所述，通过使用开口部件260，对于无色透明的标本，能够得到有阴影的标 本像和具有对比度的标本像。此外，即使在无法观察有阴影的标本像的情况下，也能 够观察处于观察视野内的无色透明的标本。此外，能够利用有阴影的标本像观察无色 透明的标本的轮廓，利用相干照明像观察无色透明的标本的内部。

另外，在本实施方式的标本观察装置中，优选满足以下的条件式(7)。

0.01＜(S_T2×T_T2)/(S_T1×T_T1)＜100(7)

这里，S_T1是第1透射部的面积，

T_T1是第1透射部的透射率(％)，

S_T2是第2透射部中的、通过物镜光瞳的区域的面积，

T_T2是第2透射部中的、通过物镜光瞳的区域的透射率(％)。

通过满足条件式(7)，对于无色透明的标本，能够得到有阴影的标本像和相干照 明像。另外，透射率是平均透射率，在任何部位透射率均相同的情况下，是任意部位 的透射率，在透射率根据部位而不同的情况下，是各部位的透射率的平均。

当低于条件式(7)的下限值时，从第2透射部射出的照明光的光量相对减少， 因此阴影像变得过暗。或者，从第1透射部射出的照明光的光量相对增多，因此阴影 像的对比度下降。其结果，对于无色透明的标本，难以得到有阴影的标本像。此外， 照明光的相干度下降，因此在相干照明像中，对比度下降。

当高于条件式(7)的上限值时，从第1透射部射出的照明光的光量相对减少， 因此相干照明像变得过暗。其结果，对于无色透明的标本，难以得到明亮的相干照明 像。

另外，优选替代条件式(7)而满足以下的条件式(7’)。

0.03＜(S_T2×T_T2)/(S_T1×T_T1)＜30(7’)

而且，更优选替代条件式(7)而满足以下的条件式(7”)。

0.1＜(S_T2×T_T2)/(S_T1×T_T1)＜10(7”)

此外，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光学系 统，照明光学系统具有光源、聚光透镜和开口部件，观察光学系统具有物镜和成像透 镜，开口部件具有第1遮光部、第2遮光部、第1透射部和第2透射部，开口部件被 配置成第1遮光部包含照明光学系统的光轴，第1透射部位于第1遮光部的外缘的外 侧，第2遮光部位于第1透射部的外缘的外侧，第2透射部位于第2遮光部的外缘的 外侧，在物镜光瞳的外缘的内侧，形成第2透射部的内缘的像，在物镜光瞳的外缘的 外侧，形成第2透射部的外缘的像。

图20是示出开口部件的结构的图。开口部件270具有第1遮光部271、第2遮 光部272、第3遮光部273、第1透射部274和第2透射部275。另外，第3遮光部 273不是一定需要的。在开口部件270中，第1遮光部271被配置成包含照明光学系 统的光轴，第1透射部274位于第1遮光部271的外缘的外侧，第2遮光部272位于 第1透射部274的外缘的外侧，第2透射部275位于第2遮光部272的外缘的外侧。

第1遮光部271、第2遮光部272、第3遮光部273、第1透射部274和第2透 射部275由透明的部件、例如玻璃板或树脂板构成。第1遮光部271、第2遮光部272 以及第3遮光部273例如通过在玻璃板上涂覆遮光涂料而形成。另一方面，在第1 透射部274和第2透射部275上不进行任何涂覆。因此，第1透射部274和第2透射 部275是玻璃板自身。开口部件270在图2的(b)所示的开口部件5’的遮光部5’a1 中设置了第1透射部274。

在开口部件270中，第1透射部274为相位差观察用的照明环。因此，能够通过 使用开口部件270，进行利用相位差用的显微镜物镜的观察。该情况下，通过内侧的 圆环状的照明光，形成相位差像，通过外侧的圆环状的照明光，形成阴影像。其结果， 在标本像中，阴影像和相位差像重叠。此外，如上所述，在第2透射部275的宽度不 适应于标本表面的倾斜的情况下，无法得到阴影充分的标本像，但能够得到相位差像。 因此，能够对处于观察视野内的无色透明的标本进行观察。

如上所述，通过使用开口部件270，对于无色透明的标本，能够得到有阴影的标 本像和相位差像。此外，即使在无法观察有阴影的标本像的情况下，也能够观察处于 观察视野内的无色透明的标本。

另外，在本实施方式的标本观察装置中，优选满足以下的条件式(8)。

0.01＜(S_OUT×T_OUT)/(S_IN×T_IN×T_1ob)＜100(8)

这里，S_IN是第1透射部的面积，

T_IN是第1透射部的透射率(％)，

T_1ob是物镜的相位膜的透射率(％)，

S_OUT是第2透射部中的、通过物镜光瞳的区域的面积，

T_OUT是第2透射部中的、通过物镜光瞳的区域的透射率(％)。

通过满足条件式(8)，对于无色透明的标本，能够得到有阴影的标本像和相位差 像。另外，透射率是平均透射率，在任何部位透射率均相同的情况下，是任意部位的 透射率，在透射率根据部位而不同的情况下，是各部位的透射率的平均。

当低于条件式(8)的下限值时，从第2透射部射出的照明光的光量相对减少， 因此阴影像变得过暗。或者，从第1透射部射出的照明光的光量相对增多，因此阴影 像的对比度下降。其结果，对于无色透明的标本，难以得到有阴影的标本像。此外， 第1透射部274的物镜光瞳位置处的像比相位差用物镜的相位板大，因此相位像的对 比度下降。

当高于条件式(8)的上限值时，从第1透射部射出的照明光的光量相对减少， 因此相位差像变得过暗。其结果，对于无色透明的标本，难以得到相位差像。

另外，优选替代条件式(8)而满足以下的条件式(8’)。

0.03＜(S_OUT×T_OUT)/(S_IN×T_IN×T_1ob)＜30(8’)

而且，更优选替代条件式(8)而满足以下的条件式(8”)。

0.1＜(S_OUT×T_OUT)/(S_IN×T_IN×T_1ob)＜10(8”)

此外，为了得到清晰的标本像，优选进行颜色不均少的照明。

此外，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光学系 统，照明光学系统具有光源、聚光部和开口部件，观察光学系统具有物镜和成像透镜， 开口部件具有遮光部和透射部，开口部件被配置成遮光部包含照明光学系统的光轴， 透射部位于遮光部的外缘的外侧，在物镜光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内缘的像， 在物镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像。

图21是示出在本实施方式的标本观察装置的照明光学系统中使用了反射光学系 统的结构的图。另外，观察光学系统与图1相同，因此省略了图示。

照明光学系统280具有光源1、聚光部281和开口部件282。聚光部281具有圆 椎反射镜283和凹面反射镜284。另外，根据需要，照明光学系统280具有透镜2和 透镜3。

从光源1射出的光通过透镜2和透镜3而入射到聚光部281。这里，开口部件282 的位置与聚光部281的焦点位置(或聚光部281的光瞳位置)一致。因此，入射到圆 椎反射镜283的照明光由圆椎反射镜283和凹面反射镜284反射，成为平行光并从聚 光部281射出。

此外，开口部件282的透射部的形状为圆环状，因此照明光的形状也为圆环状。 因此，从聚光部281射出的照明光以与观察光学系统的光轴(照明光学系统的光轴) 交叉的方式射出。从聚光部281射出的照明光到达标本7。

这样，在本实施方式的标本观察装置中，由于对照明光使用了反射光学系统，因 此能够抑制照明光学系统中的色像差的产生。其结果，能够进行颜色不均的照明。

图22是示出在本实施方式的标本观察装置的照明光学系统中使用了另一反射光 学系统的结构的图。另外，观察光学系统与图1相同，因此省略了图示。

照明光学系统290具有光源1和聚光部291。聚光部291具有开口部件292、圆 椎反射镜293和凹面反射镜294。另外，根据需要，照明光学系统290具有透镜2和 透镜3。

在照明光学系统290中，开口部件292设置于圆椎反射镜293的反射面。照明光 学系统290的技术意义与照明光学系统280的技术意义相同，因此省略详细的说明。

另外，聚光部281和聚光部291能够与聚光透镜进行切换。由此，能够应对各种 观察方法。

此外，本实施方式的标本观察装置优选具有图像处理装置，并根据多个图像生成 合成图像。

图23是图像处理的一例，(a)是第1位置处的标本的电子图像，(b)是第2位 置处的标本的电子图像，(c)是将两个电子图像相加时的图像。两个电子图像均是通 过本实施方式的标本观察方法取得的电子图像。

细胞具有厚度，因此通过改变与物镜的相对距离，能够得到焦点对准到各处的电 子图像。图23的(a)是第1位置处的标本的电子图像，是焦点对准到中央上的细胞 时的电子图像。在该电子图像中，中央上的细胞内部的菌落清晰。

图23的(a)是第2位置处的标本的电子图像，是与第1位置相比，将标本进一 步远离物镜20μm时的电子图像。该电子图像是焦点对准到中央下的细胞时的电子 图像。在该电子图像中，中央下的细胞内部的菌落清晰。

在图23的(a)中，中央上的细胞内部的菌落清晰，但中央下的细胞内部的菌落 不清晰。另一方面，在图23的(b)中，中央上的细胞内部的菌落不清晰，但中央下 的细胞内部的菌落清晰。因此，将图23的(a)的电子图像和图23的(b)的电子图 像相加。由此，如图23的(c)所示，中央上的细胞内部的菌落和中央下的细胞内部 的菌落均变得清晰。即，能够得到焦深较深的电子图像。另外，在图23的(a)的电 子图像和图23的(b)的电子图像的相加时，减去各电子图像中的偏移成分，得到恰 当的明亮度的电子图像。此外，可以根据需要调整对比度。

此外，也可以将与物镜的相对距离设为恒定，在不同的波长处取得电子图像。由 于色像差，得到与物镜的相对距离不同的电子图像。

此外，可以替代电子图像的相加，而进行电子图像的相减。图24是图像处理的 一例，(a)是第1位置处的标本的电子图像，(b)是第2位置处的标本的电子图像， (c)是将两个电子图像相减时的电子图像。两个电子图像均是通过本实施方式的标 本观察方法取得的电子图像。

另外，在从图24的(a)的电子图像中减去图24的(b)的电子图像时，对各图 像加上偏移成分，得到恰当的明亮度的图像。此外，可以根据需要调整对比度。

此外，也可以将通过两个不同的标本观察方法取得的电子图像相加。图25是图 像处理的一例，(a)是通过本实施方式的标本观察方法取得的标本的电子图像，(b) 是通过相位差观察法取得的标本的电子图像，(c)是将两个电子图像相加时的图像。

在使用本实施方式的标本观察方法和相位差观察法时，对于无色透明的标本，能 够得到有阴影的标本像(图25的(a))和相位差像(图25的(b))。这里，在图2 的(a)所示的透射部5b的宽度不适应于标本表面的倾斜的情况下，无法得到阴影充 分的标本像，但能够得到相位差像。因此，能够对处于观察视野内的无色透明的标本 进行观察。另外，如上所述，在图25的(a)的电子图像和图25的(b)的电子图像 的相加时，减去各电子图像中的偏移成分，得到恰当的明亮度的电子图像。此外，可 以根据需要调整对比度。

另外，在开口部件5和开口部件5’的说明中，叙述了开口部件5的遮光部5a2 和连接部5a3、以及开口部件5’的遮光部5’a2不是必需的。在开口部件5中未设 置遮光部5a2和连接部5a3的情况下，透射部5b的外缘在物理上是不存在的。

此外，在开口部件5’中未设置遮光部5’a2的情况下，作为透射部5’b的外 缘，物理存在透明部件的外缘。但是，透射部5’b和透明部件的外缘的外侧在光学 上实质相同。因此，难以说物理存在透射部5’b的外缘。此外，在透明部件上仅形 成了遮光部5’a1的情况下，与开口部件5同样，透射部5’b的外缘在物理上也是 不存在的。

这样，在未设置遮光部5a2和连接部5a3的情况以及未设置遮光部5’a2的情况 下，难以在物镜光瞳9的位置处限定出透射部的外缘的像。

这里，透射部是光通过的区域。于是，入射到开口部件5和开口部件5’的光束 的直径是有限的，因此在通过开口部件5和开口部件5’后的光束中，位于光束的最 外侧的光线成为透射部的外缘的替代。因此，以位于光束的最外侧的光线通过透射部 5b的外缘和透射部5’b的外缘的方式，设定光束的直径即可。即，在物镜光瞳9的 位置处，使得位于光束的最外侧的光线位于物镜光瞳9的外缘的外侧即可。

此外，关于以下的遮光部(I)～(III)，可以设为图18的(a)所示那样的减光 部231。

(I)第1遮光部261(图19)。

(II)第1遮光部271和第2遮光部272(图20)。

(III)开口部件282和开口部件292中的遮光部(图21、22)。

此外，图21中的聚光部281构成为包含反射面。

此外，开口部件被配置于照明光学系统，因此还能够将条件式(1)～(4)中的 R₀和R₁分别称作从照明光学系统的光轴测量到的距离。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，如上所述，能够在照明光学系统中配置 第1开口部件和第2开口部件。这里，第1开口部件具有第1遮光部或减光部、和第 1透射部。这里，第2开口部件具有第2遮光部或减光部、和第2透射部。

在这样的标本观察装置中，能够使用各个种类的物镜作为物镜。作为可使用的物 镜，例如有在光瞳位置处具有相位膜的相位差用物镜。在使用相位差用物镜的情况下， 第2开口部件优选在与相位差用物镜的相位膜共轭的位置处，具有透射部。

此外，关于第1开口部件，在相位差用物镜光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内 缘的像，在相位差用物镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像。

由此，能够通过使用第1开口部件得到阴影像，通过使用第2开口部件得到相位 差像。

此外，具有第1开口部件和第2开口部件，在使用相位差用物镜作为第1物镜的 情况下，本实施方式的标本观察装置优选满足以下的条件式(9)。

0.01＜(S₁×T₁)/(S₂×T₂×T_ob)＜100(9)

这里，S₁是第1透射部中的、通过物镜光瞳的区域的面积，

T₁是第1透射部中的、通过物镜光瞳的区域的透射率(％)，

S₂是第2透射部的面积，

T₂是第2透射部的透射率(％)，

T_ob是第1物镜的相位膜的透射率(％)。

如上所述，能够通过使用第1开口部件得到阴影像，通过使用第2开口部件得到 相位差像。这里，通过满足条件式(9)，阴影像与相位差像的明亮度大致相同。因此， 在利用目视的观察中，即使切换开口部件来改变观察方法，也能够得到容易观察的像。 此外，在利用摄像装置的拍摄中，两个像的明亮度大致相同，因此拍摄变得容易。

另外，条件式(6)～(9)中的“透射部中的、通过物镜光瞳的区域”详细地说， 是指“通过透射部的光中的、通过物镜光瞳的光的区域”。

此外，本实施方式的另一标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光 学系统，照明光学系统具有光源和聚光透镜，观察光学系统具有物镜、开口部件和成 像透镜，开口部件具有遮光部或减光部、和透射部，开口部件被配置成遮光部或减光 部包含观察光学系统的光轴，透射部位于遮光部或减光部的外缘的外侧，在透射部的 内缘与透射部的外缘之间，形成聚光透镜的光瞳的外缘的像。

图26是示出本实施方式的另一标本观察装置的结构的图。标本观察装置300例 如是正置显微镜，具有照明光学系统和观察光学系统。照明光学系统具有光源1和聚 光透镜4。另外，根据需要，照明光学系统具有透镜2、透镜3以及开口部件301。 另一方面，观察光学系统具有物镜8、开口部件302和成像透镜10。

从光源1射出的光通过透镜2和透镜3而到达聚光透镜4。入射到聚光透镜4的 光成为圆形的光束并从聚光透镜4射出。

另外，也可以在照明光学系统中配置开口部件301。由此，能够改变光束的直径。 在以下的说明中，使用在照明光学系统中配置了开口部件301的结构来进行说明。另 外，在图26所示的结构中，开口部件301和聚光透镜4一体构成。但是，也可以分 别分开构成开口部件301和聚光透镜4。

开口部件301和光源1处于共轭关系。因此，从光源1射出的照明光在开口部件 301的位置处进行会聚。即，在开口部件301的位置形成光源1的像。

从开口部件301射出的照明光入射到聚光透镜4。这里，开口部件301的位置与 聚光透镜4的焦点位置(或聚光透镜4的光瞳位置)一致。因此，从聚光透镜4的1 点射出的照明光变为平行光。此外，开口部件301的透射部的形状为圆形，因此照明 光的形状也为圆形。

从聚光透镜4射出的照明光到达标本7。标本7被载置在保持部件6上。标本7 例如是细胞，是无色透明的。

透过标本7后的光、即成像光入射到物镜8。该物镜8具有开口部件302。开口 部件302被配置于物镜光瞳位置。此外，开口部件的透射部的形状为圆环状。

从物镜8射出的成像光入射到成像透镜10。然后，通过从成像透镜10射出的成 像光，在像位置11形成标本7的像。

如图26所示，透过标本7后的平行光会聚到物镜的光瞳位置。在物镜8的光瞳 位置处配置有开口部件302。因此，开口部件301和开口部件302处于共轭关系。另 外，开口部件301的位置也是聚光透镜4的光瞳位置，因此聚光透镜4的光瞳和开口 部件302处于共轭关系。其结果，在开口部件302的位置处，形成聚光透镜4的光瞳 的像。

图27是示出开口部件的结构的图，(a)是示出配置于照明光学系统的开口部件 的图，(b)是示出配置于观察光学系统的开口部件的图。

配置于照明光学系统的开口部件301被配置在聚光透镜4的光瞳位置处。如图 27的(a)所示，开口部件301具有透射部301a和遮光部301b。透射部301a是圆形 的。遮光部301b位于透射部301a的外侧。

另一方面，配置于观察光学系统的开口部件302被配置在物镜8的光瞳位置处。 如图27的(b)所示，开口部件302具有遮光部302a1、遮光部302a2和透射部302b。 这里，开口部件302的构造与图2的(b)所示的开口部件5’的构造相同，因此省 略开口部件302的构造说明。另外，遮光部302a1也可以由减光部件构成。

这里，如图26所示，开口部件301的透射部301a的外缘的像、即聚光透镜4的 光瞳的外缘的像(以下适当称作外缘像)形成在开口部件302的位置处。图28、29 示出了该情形。

图28是示出聚光透镜的光瞳的像与开口部件之间的关系的图，表示不存在标本 的情况。(a)是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出聚光透镜的光瞳的 像与开口部件之间的关系的图。另外，不存在标本的情况包含虽然存在标本、但其表 面平坦的情况。

此外，图29是示出聚光透镜的光瞳的像与开口部件之间的关系的图，表示存在 标本的情况。(a)是示出标本位置处的光的折射情形的图，(b)是示出聚光透镜的光 瞳的像与开口部件之间的关系的图。另外，存在标本的情况是指标本的表面倾斜(不 平坦)的情况。因此，虽然存在标本、但其表面平坦的情况不包含于存在标本的情况 中。

当不存在标本时，如图28的(a)所示，对于入射到保持部件6的光和从保持部 件6射出的光，光的行进方向相同。其结果，形成于物镜的光瞳位置、即形成于开口 部件302的位置处的聚光透镜的光瞳的像如图28的(b)所示。另外，用标号309 表示的圆(圆周)是外缘像，圆(圆周)的内侧是聚光透镜的光瞳的像。

如图28的(b)所示，透射部320的形状是圆环，遮光部321的形状是圆，外缘 像309的形状是圆。并且，透射部320、遮光部321以及外缘像309为同心状。此外， 透射部320的中心、遮光部321的中心以及外缘像309的中心是一致的。

这里，透射部320的中心是指形成透射部的外缘320a的圆的中心(透射部320 是圆环，因此透射部320的中心也是形成透射部的内缘320b的圆的中心)。

外缘像309位于透射部的内缘320b的外侧(离开光轴的方向)，并且位于透射部 的外缘320a的内侧(接近光轴的方向)。这样，在本实施方式的标本观察装置中，在 透射部的内缘320b与透射部的外缘320a之间，形成聚光透镜的光瞳的外缘像309。

这里，外缘像309的外侧的光被开口部件301的遮光部301b遮挡，因此不通过 透射部320(不从物镜8射出)。因此，通过透射部320的光束的区域是从透射部的 内缘320b到外缘像309之间的区域。并且，该区域整体的面积与标本像的明亮度对 应。

当存在标本时，如图29的(a)所示，对于入射到保持部件6的光和从标本射出 的光，光的行进方向不同。其结果，形成于开口部件302的位置处的聚光透镜的光瞳 的像如图29的(b)所示。另外，在图29的(b)中，用标号309表示的圆(圆周) 也是外缘像，圆(圆周)的内侧是聚光透镜的光瞳的像。

如图29的(b)所示，透射部320的形状是圆环，遮光部321的形状是圆，外缘 像309的形状是圆。但是，透射部320以及遮光部321与外缘像309不是同心状。此 外，透射部320的中心以及遮光部321的中心不与外缘像309的中心一致。即，相对 于透射部320的中心和遮光部321的中心，外缘像309的中心朝纸面内的左方偏移。

在图29的(b)中，外缘像309的外侧的光也被开口部件301的遮光部301b遮 挡，因此不通过透射部320(不从物镜8射出)。因此，通过透射部320的光束的区 域是从透射部的内缘320b到外缘像309之间的区域。并且，该区域整体的面积与标 本像的明亮度对应。

这里，外缘像309位于透射部的内缘320b的外侧。换言之，在图29的(b)中， 遮光部321位于外缘像309的内侧。这是因为标本表面的倾斜较小。另一方面，即使 不存在标本时，遮光部321也位于外缘像309的内侧。因此，即使存在标本时，当标 本表面的倾斜较小时，标本像的明亮度与不存在标本时相同。

但是，当标本的表面的倾斜进一步增大时，外缘像309的中心相对于透射部320 的中心的偏移进一步增大。该情况下，外缘像309的一部分位于透射部的内缘320b 的内侧。此外，外缘像309的一部分位于透射部的外缘320a的外侧。换言之，外缘 像309的一部分位于遮光部321的内侧。其结果，通过透射部320的光束的区域发生 较大变化。即，标本像的明亮度与不存在标本时不同。

另外，在标本观察装置100中，开口部件的透射部20的像相对于物镜光瞳9偏 移。与此相对，在标本观察装置300中，外缘像309相对于透射部320偏移。这里， 透射部320和聚光透镜的光瞳处于光学共轭的关系。因此，在以聚光透镜的光瞳位置 为基准时，在标本观察装置300中，透射部320的像也相对于聚光透镜的光瞳偏移。

这样，标本观察装置300中的偏移现象和标本观察装置100中的偏移现象在以下 方面是相同的：透射部的像相对于光学系统的光瞳偏移。因此，在标本观察装置300 中，也如图7的(a)所示，通过物镜的光量根据偏心的量、即偏移量Δ而增加。

如上所述，在本实施方式的标本观察装置中，标本中的形状变化(倾斜的变化) 被转换为聚光透镜的光瞳像的偏移变化。并且，由于聚光透镜的光瞳像的偏移变化， 通过设置于观察光学系统的透射部的光束的量产生变化。即，能够将标本中的形状变 化检测为成像光的明暗变化。其结果，即使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的 标本像。

此外，阴影的产生方向由外缘像309相对于透射部320的偏移方向确定，但外缘 像309的偏移方向不受限制。因此，在本实施方式的标本观察装置中，阴影的产生方 向不受限定。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，将具有规定的透射部的开口 部件配置于照明光学系统，规定的透射部的透射率从中心朝向周边逐渐变化。而且， 透射率优选从中心朝向周边逐渐减小。

在图27的(a)所示的开口部件301中，透射率在透射部301a的所有部位是相 同的。因此，如图7所示，从物镜8射出的光束的量从A到B之间不发生变化。由 此，优选将具有规定的透射部的开口部件配置于照明光学系统。图30是示出具有规 定的透射部的开口部件的图。

如图30所示，开口部件330具有透射部330a和遮光部330b。这里，在透射部 330a中，透射率从中心朝向周边逐渐变化。另外，透射率优选从中心朝向周边逐渐 减小。

由此，在本实施方式的标本观察装置中，标本中的形状变化(倾斜的变化)被转 换为聚光透镜的光瞳像的偏移变化。并且，由于聚光透镜的光瞳像的偏移变化，通过 设置于观察光学系统的透射部的光束的量产生变化。而且，即使聚光透镜的光瞳像的 偏移较少，通过设置于观察光学系统的透射部的光束的量也产生变化。即，能够将标 本中的形状变化检测为成像光的明暗变化。其结果，即使标本是无色透明的，也能够 得到阴影像。

此外，开口部件302的构造不限于图27的(b)所示的构造。例如，可以使开口 部件302具有以下的开口部件(I)～(V)的构造。

(I)开口部件5(图2的(a))。

(II)开口部件(图8)。

(III)开口部件50、51(图10)。

(IV)开口部件230、240、250(图18)。

(V)开口部件260(图19)。

通过使开口部件302具有(II)或(III)的开口部件的构造，将标本中的形状变 化(倾斜的变化)转换为聚光透镜的光瞳像的偏移变化。并且，由于聚光透镜的光瞳 像的偏移变化，通过设置于观察光学系统的透射部的光束的量产生变化。而且，即使 聚光透镜的光瞳像的偏移较少，通过设置于观察光学系统的透射部的光束的量也产生 变化。即，能够将标本中的形状变化检测为成像光的明暗变化。其结果，即使标本是 无色透明的，也能够得到阴影像。

此外，通过使开口部件302具有(IV)的开口部件的构造，能够良好地观察无色 透明的标本和染色后的标本两者。

此外，通过使开口部件302具有(V)的开口部件的构造，对于无色透明的标本， 能够得到阴影像和具有对比度的标本像。此外，即使在无法观察阴影像的情况下，也 能够观察处于观察视野内的无色透明的标本。此外，能够利用阴影像观察无色透明的 标本的轮廓，利用相干照明像观察无色透明的标本的内部。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，遮光部或减光部的面积优选为聚光透镜 的光瞳像的面积的50％以上。

由此，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即使标本是无色透 明的，也能够得到有阴影的标本像。

另外，在无法遮挡聚光透镜的光瞳像的50％范围的情况下，从透射部的内缘320b 到聚光透镜的光瞳像的外缘的间隔变得过宽。此时，在透射部320有偏移的情况和没 有偏移的情况下，通过透射部320的光束的量不易产生差异。因此，难以将标本中的 形状变化检测为明暗的变化。其结果，难以得到有阴影的标本像。或者，标本像的对 比度变差。

另外，遮光部321的面积优选为聚光透镜的光瞳像的面积的70％以上。而且，遮 光部321的面积更优选为聚光透镜的光瞳像的面积的85％以上。

此外，本实施方式的标本观察装置优选满足以下的条件式(10)。

R’₀＜R_oc×β＜R’₁(10)

这里，R’₀是从观察光学系统的光轴到透射部的内缘的长度，

R’₁是从观察光学系统的光轴到透射部的外缘的长度，

R_oc是聚光透镜的光瞳的半径，

β是物镜的焦距除以聚光透镜的焦距而得的值。

通过满足条件式(10)，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果， 即使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，在透射部的位置处，聚光透 镜的光瞳像的中心与透射部的中心一致。

由此，阴影的产生方向不受限定。

此外，本实施方式的标本观察装置优选满足以下的条件式(11)。

(R_oc×β－R’₀)/(R’₁－R_oc×β)＜1(11)

这里，R’₀是从观察光学系统的光轴到透射部的内缘的长度，

R’₁是从观察光学系统的光轴到透射部的外缘的长度，

R_oc是聚光透镜的光瞳的半径，

β是物镜的焦距除以聚光透镜的焦距而得的值。

通过满足条件式(11)，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果， 即使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

另外，当(R_oc×β－R’₀)过大时，不满足条件式(11)。该情况下，遮光部的 大小过小。因此，图7的(a)的箭头A到箭头B之间变长。该情况下，难以将标本 中的细小的形状变化(倾斜的变化)检测为明暗的变化。

此外，当(R’₁－R_oc×β)过小时，不满足条件式(11)。该情况下，从透射部 的外缘到外缘像的间隔过窄。当偏移量Δ’增大时，圆环状的遮光部(例如图27的 (b)的遮光部302a2)位于外缘像的内侧。因此，通过物镜光瞳的光束减少。其结 果，标本像变暗。另外，偏移量Δ’是聚光透镜的光瞳像的中心与开口部件的中心 之差。

此外，本实施方式的标本观察装置优选满足以下的条件式(12)、(13)。

0.7≦R’₀/(R_oc×β)＜1(12)

1＜R’₁/(R_oc×β)≦2(13)

这里，R’₀是从观察光学系统的光轴到透射部的内缘的长度，

R’₁是从观察光学系统的光轴到透射部的外缘的长度，

R_oc是聚光透镜的光瞳的半径，

β是物镜的焦距除以聚光透镜的焦距而得的值。

当低于条件式(12)的下限值时，透射部的内缘到外缘像的间隔过宽。此时，在 偏移量Δ’为0的情况和不为0的情况下，通过物镜光瞳的光束的量不易产生差异。 因此，难以将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，难以得到有阴影的标本 像。或者，标本像的对比度变差。

当高于条件式(12)的上限值时，透射部始终位于聚光透镜的光瞳像的外侧。因 此，无法将标本中的形状变化检测为明暗的变化。因此，不高于条件式(12)的上限 值。

当低于条件式(13)的下限值时，透射部位于聚光透镜的光瞳像的内侧。因此， 难以将标本中的形状变化检测为明暗的变化。因此，不低于条件式(13)的下限值。

通过使得不高于条件式(13)的上限值，能够减少通过透射部的外侧部分的光束。 因此，能够防止眩光和重影的产生。

另外，优选替代条件式(12)而满足以下的条件式(12’)。

0.8≦R’₀/(R_oc×β)＜1(12’)

而且，更优选替代条件式(12)而满足以下的条件式(12”)。

0.9≦R’₀/(R_oc×β)＜1(12”)

另外，优选替代条件式(13)而满足以下的条件式(13’)。

1＜R’₁/(R_oc×β)≦1.5(13’)

而且，更优选替代条件式(13)而满足以下的条件式(13”)。

1＜R’₁/(R_oc×β)≦1.3(13”)

此外，在本实施方式的标本观察装置中，透射部的透射率优选根据部位而不同。

如上所述，在透射部的所有部位，透射率都相同的情况下，产生即使偏移量Δ’ 发生变化，光束的量I也不发生变化的状态(图7中的箭头A到箭头B之间)。因此， 优选使透射部的透射率根据部位而不同。由此，能够减少即使偏移量Δ’发生变化， 光束的量I也不发生变化的状态。

图8和图10示出透射部的透射率根据部位而不同的开口部件的构造。使开口部 件302具有这些图中的开口部件的构造即可。

此外，本实施方式的标本观察装置优选满足以下的条件式(14)。

T’_in＜T’_out(14)

这里，T’_in是透射部的内缘附近的透射率，

T’_out是透射部的外侧附近的透射率。

通过满足条件式(14)，能够减少即使偏移量Δ’发生变化，光束的量I也不发 生变化的状态。其结果，能够将标本中的更细小的形状变化(倾斜的变化)检测为明 暗的变化。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，开口部件由不透明的部件构 成，透射部具有形成于不透明的部件的多个开口。

在图17所示的开口部件220中，透射部具有形成于不透明的部件的多个开口。 使开口部件302具有该开口部件220的构造即可。另外，该情况下的开口部件302 的技术意义与开口部件220的技术意义相同，因此省略详细的说明。

这样，根据本实施方式的标本观察装置，能够简便地形成透射部223。此外，能 够通过改变微小开口224的直径或密度，得到具有各种透射率的透射部223。此外， 能够对透射率的变化程度进行各种改变。

此外，本实施方式的标本观察装置优选满足以下的条件式(15)。

0.01＜(S’_T×T’_T)/(S’_ND×T’_ND)＜100(15)

这里，S’_ND是减光部的面积，

T’_ND是减光部的透射率(％)，

S’_T是通过聚光透镜的光瞳的光中的、通过透射部的光的区域的面积，

T’_T是通过聚光透镜的光瞳的光中的、通过透射部的光的区域的透射率(％)。

通过满足条件式(15)，能够良好地观察无色透明的标本和染色后的标本两者。 另外，透射率是平均透射率，在任何部位透射率均相同的情况下，是任意部位的透射 率，在透射率根据部位而不同的情况下，是各部位的透射率的平均。

当低于条件式(15)的下限值时，从透射部射出的成像光的光量相对减少，因此 阴影像变得过暗。或者，从减光部射出的成像光的光量相对增多，因此阴影像的对比 度下降。其结果，难以进行无色透明标本的观察。

当高于条件式(15)的上限值时，从减光部射出的成像光的光量相对减少，因此 深浅像变得过暗。其结果，难以进行染色后的标本的观察。

另外，优选替代条件式(15)而满足以下的条件式(15’)。

0.03＜(S’_T×T’_T)/(S’_ND×T’_ND)＜30(15’)

而且，更优选替代条件式(15)而满足以下的条件式(15”)。

0.1＜(S’_T×T’_T)/(S’_ND×T’_ND)＜10(15”)

此外，本实施方式的另一标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光 学系统，照明光学系统具有光源和聚光透镜，观察光学系统具有物镜、开口部件和成 像透镜，开口部件具有遮光部或减光部、第1透射部和第2透射部，开口部件形成为 第1透射部包含观察光学系统的光轴，遮光部或减光部位于第1透射部的外缘的外侧， 第2透射部位于遮光部或减光部的外缘的外侧，在第2透射部的内缘与第2透射部的 外缘之间，形成聚光透镜的光瞳的外缘像。

在图19所示的开口部件260中，第1透射部形成为包含照明光学系统的光轴。 使开口部件302具有该开口部件260的构造即可。另外，该情况下的开口部件302 的技术意义与开口部件260的技术意义相同，因此省略详细的说明。

这样，根据本实施方式的标本观察装置，对于无色透明的标本，能够得到有阴影 的标本像和具有对比度的标本像。此外，即使在无法观察有阴影的标本像的情况下， 也能够观察处于观察视野内的无色透明的标本。此外，能够利用有阴影的标本像观察 无色透明的标本的轮廓，利用相干照明像观察无色透明的标本的内部。

此外，本实施方式的标本观察装置优选满足以下的条件式(16)。

0.01＜(S’_T2×T’_T2)/(S’_T1×T’_T1)＜100(16)

这里，S’_T1是第1透射部的面积，

T’_T1是第1透射部的透射率(％)，

S’_T2是通过聚光透镜的光瞳的光中的、通过第2透射部的光的区域的面积，

T’_T2是通过聚光透镜的光瞳的光中的、通过第2透射部的光的区域的透射率 (％)。

通过满足条件式(16)，对于无色透明的标本，能够得到有阴影的标本像和相干 照明像。另外，透射率是平均透射率，在任何部位透射率均相同的情况下，是任意部 位的透射率，在透射率根据部位而不同的情况下，是各部位的透射率的平均。

当低于条件式(16)的下限值时，从第2透射部射出的成像光的光量相对减少， 因此阴影像变得过暗。或者，从第1透射部射出的成像光的光量相对增多，因此阴影 像的对比度下降。其结果，对于无色透明的标本，难以得到有阴影的标本像。此外， 照明光的相干度下降，因此在相干照明像中，对比度下降。

当高于条件式(16)的上限值时，从第1透射部射出的成像光的光量相对减少， 因此相干照明像变得过暗。其结果，对于无色透明的标本，难以得到明亮的相干照明 像。

另外，优选替代条件式(16)而满足以下的条件式(16’)。

0.03＜(S’_T2×T’_T2)/(S’_T1×T’_T1)＜30(16’)

而且，更优选替代条件式(16)而满足以下的条件式(16”)。

0.1＜(S’_T2×T’_T2)/(S’_T1×T’_T1)＜10(16”)

此外，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光学系 统，照明光学系统具有光源、聚光透镜和照明侧开口部件，观察光学系统具有物镜、 观察侧开口部件和成像透镜，照明侧开口部件具有多个带状透射部，观察侧开口部件 具有与带状透射部相同数量的透射部，透射部的外形与带状透射部的外形是相似形 状，且各个带状透射部和透射部被配置为成对的带状透射部和透射部彼此的中心共 轭，在透射部的外缘的内侧，形成带状透射部的内缘的像，在透射部的外缘的外侧， 形成带状透射部的外缘的像。

在图1所示的标本观察装置100中，在照明光学系统中配置了具有1个透射部的 开口部件。另一方面，在观察光学系统中未配置开口部件，但物镜光瞳发挥了开口部 件的透射部的作用。因此，在观察光学系统中也配置了具有1个透射部的开口部件。 这样，在标本观察装置100中，照明光学系统和观察光学系统均具有1个透射部。

与此相对，在本实施方式的标本观察装置中，照明光学系统和观察光学系统的两 者都配置了开口部件。这里，在照明光学系统中配置了照明侧开口部件，在观察光学 系统中配置了观察侧开口部件。并且，照明侧开口部件和观察侧开口部件均具有多个 透射部。图31是示出具有多个透射部的开口部件的图，(a)是示出照明侧开口部件 的图，(b)是示出观察侧开口部件的图。

如图31的(a)所示，照明侧开口部件340具有遮光部340a1和透射部340b。 开口部件340还具有遮光部340a2。遮光部340a1、340a2和透射部340b由透明的部 件、例如玻璃板或树脂板构成。遮光部340a1和340a2例如通过在玻璃板上涂覆遮光 涂料而形成。另一方面，在透射部340b不进行任何涂覆。因此，透射部340b为玻璃 板自身。

遮光部340a1的形状为圆。另一方面，透射部340b的形状为带状，具体而言为 圆环。

在照明侧开口部件340中，形成了多个遮光部340a1。因此，还生成多个透射部 340b。具体而言，形成了4个透射部340b。并且，4个透射部340b被二维状地配置。 照明侧开口部件340被配置在标本观察装置100(图1)的开口部件5的位置处。

另一方面，如图31的(b)所示，观察侧开口部件350具有遮光部350a和透射 部350b。遮光部350a和透射部350b由透明的部件、例如玻璃板或树脂板构成。遮 光部350a例如通过在玻璃板上涂覆遮光涂料而形成。另一方面，在透射部350b不进 行任何涂覆。因此，透射部350b为玻璃板自身。

这里，透射部350b的外形是与透射部340b的外形相似的形状。具体而言，透射 部340b的外形是圆的，因此透射部350b的外形也是圆的。

在观察侧开口部件350中，形成了多个透射部350b。具体而言，形成了4个透 射部350b。并且，4个透射部350b被二维状地配置。观察侧开口部件350被配置在 标本观察装置100(图1)的物镜光瞳9的位置处。

此外，1个透射部340b和1个透射部350b成对。并且，1对透射部340b和透射 部350b被配置成中心彼此共轭。例如，照明侧开口部件340的右上的透射部340b 和观察侧开口部件350的左下的透射部350b是成对的。此外，在左下的透射部350b 的位置处形成了右上的透射部340b的像时，左下的透射部350b的中心与右上的透射 部340b的像一致。

此外，在透射部350b的外缘的内侧，形成透射部340b的内缘的像，在透射部 350b的外缘的外侧，形成透射部340b的外缘的像。因此，利用图3～图7所说明的 作用效果在使用了1对透射部340b和透射部350b的情况下也同样产生。

其结果，在本实施方式的标本观察装置中，标本中的形状变化(倾斜的变化)被 转换为透射部的像的偏移变化。并且，由于透射部的像的偏移变化，通过物镜光瞳的 光束的量发生变化。即，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即使 标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

而且，在本实施方式的标本观察装置中，不仅是通过物镜光瞳的周边的光，通过 物镜光瞳的中心的光也对成像做出贡献。因此，能够得到更明亮的阴影像。

例如，在图31的(a)中，设遮光部340a1的半径为r_a、透射区域的宽度为Δ_b、 透射区域的面积为S_M。另一方面，在图28的(b)中，设遮光部321半径为3×r_a、 透射区域的宽度为Δ_b、透射区域的面积为S_s。另外，透射区域是通过透射部的光束 的区域，在图28的(b)中，是从透射部的内缘320b到外缘像309之间的区域。

该情况下，面积S_M和面积S_S分别如下所示，因此S_M＞S_S。

S_M＝4×π×{(r_a+Δ_b)²－r_a²}＝8πr_aΔ_b－4πΔ_b

S_S＝π{(3×r_a+Δ_b)²－(3×r_a)²}＝6πr_aΔ_b－πΔ_b

这样，通过设置多个开口部件中的透射部，与透射部为1个的情况相比，能够增 加通过透射部的成像光的光量。因此，能够得到更明亮的阴影像。

此外，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有照明光学系统和观察光学系 统，照明光学系统具有光源、聚光透镜和开口部件，观察光学系统具有物镜和成像透 镜，开口部件具有遮光部和透射部，开口部件被配置成遮光部包含照明光学系统的光 轴，遮光部具有遮挡规定波段的光的特性，透射部位于遮光部的外缘的外侧，在物镜 光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内缘的像，在物镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部 的外缘的像。

在图2所示的开口部件5，5’中，从光源射出的光被遮光部5a1和5’a1遮挡。 这里，遮光部5a1和5’a1遮挡所有波长的光。因此，在使用了开口部件5，5’的 情况下，仅能够得到阴影像。

与此相对，在本实施方式的标本观察装置中，配置于照明光学系统的开口部件的 遮光部具有遮挡规定波段的光的特性。图32是示出具有遮挡规定波段的光的特性的 开口部件的图。

如图32所示，开口部件360具有遮光部360a1和透射部360b。开口部件360还 具有遮光部360a2。遮光部360a1、360a2和透射部360b由透明的部件、例如玻璃板 或树脂板构成。遮光部360a2例如通过在玻璃板上涂覆遮光涂料而形成。另一方面， 在透射部360b不进行任何涂覆。因此，透射部360b为玻璃板自身。开口部件360 被配置成遮光部360a1包含照明光学系统的光轴。

另一方面，遮光部360a1具有遮挡规定波段的光的特性。因此，在遮光部360a1 上例如形成了光学多层膜。该光学多层膜例如使绿色波段的光透过，并反射除此以外 的波长的光。

将该开口部件360配置在标本观察装置100(图1)的开口部件5的位置处。并 且，作为照明光，例如使红色波段的光入射到开口部件360。该情况下，红色光在透 射部360b中透过，而在遮光部360a1中被反射。其结果，成为了圆环状的红色光从 聚光透镜4射出。

从聚光透镜4射出的红色光到达物镜光瞳9，并在这里形成透射部360b的像。 这里，在物镜光瞳9的外缘的内侧，形成透射部360b的内缘的像，在物镜光瞳9的 外缘的外侧，形成透射部360b的外缘的像。因此，利用图3～图7所说明的作用效 果在使用了开口部件360的情况下也同样产生。

其结果，在本实施方式的标本观察装置中，标本中的形状变化(倾斜的变化)被 转换为透射部的像的偏移变化。并且，由于透射部的像的偏移变化，通过物镜光瞳的 光束的量发生变化。即，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即使 标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

另一方面，作为照明光，例如使绿色波段的光入射到开口部件360。该情况下， 绿色光在透射部360b和遮光部360a1两者中透过。其结果，圆形的绿色光从聚光透 镜4射出。从聚光透镜4射出的绿色光的形状与明视场观察时的照明光的形状相同。 因此，在使用了绿色波段的光的情况下，能够进行明视场观察。

另外，为了得到规定波段的光作为照明光，将使规定波段的光透过的光学滤镜配 置在白色光源与聚光透镜之间即可。此外，配置多个发光波段不同的LED，并将其 中的1个LED设为发出规定波段的光的LED即可。

这样，根据本实施方式的标本观察装置，能够通过改变照明光的波长，进行基于 阴影像的观察和基于明视场像的观察。

此外，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有光源、光学系统和保持物体 的保持部件，光学系统具有第1光学系统和第2光学系统，第1光学系统和第2光学 系统隔着保持部件相对配置，第1光学系统具有开口部件，以将开口部件的透射部的 像形成在第2光学系统的光瞳位置处的方式，构成光学系统，透射部的像由于在物体 中产生的折射，相对于第2光学系统的光瞳偏心，并由于偏心，通过第2光学系统的 光瞳的光量增加。

在设第1光学系统为照明光学系统、第2光学系统为观察光学系统的情况下，本 实施方式的标本观察装置的结构为图1所示的标本观察装置100的结构。另一方面， 在设第1光学系统为观察光学系统、第2光学系统为照明光学系统的情况下，本实施 方式的标本观察装置的结构为图26所示的标本观察装置300的结构。

在标本观察装置100中，如图4的(b)所示，开口部件的透射部20的像形成在 物镜光瞳9的位置处。并且，透射部20的像由于在标本中产生的折射，相对于物镜 光瞳9偏心。其结果，如图7的(a)所示，对应于偏心的量、即偏移量Δ，通过物 镜的光量增加。

继而，在标本观察装置300中，如图29的(b)所示，聚光透镜的光瞳的像形成 在开口部件的透射部320的位置处。并且，聚光透镜的光瞳的像由于在标本中产生的 折射，相对于透射部320偏心。

这里，如上所述，透射部320和聚光透镜的光瞳处于光学共轭的关系。因此，透 射部320的像也能够相对于聚光透镜的光瞳偏心。其结果，如图7的(a)所示，通 过物镜的光量根据偏心的量、即偏移量Δ而增加。

如上所述，在本实施方式的标本观察装置中，标本中的形状变化(倾斜的变化) 被转换为透射部的像的偏移变化。并且，由于透射部的像的偏移变化，通过物镜光瞳 的光束的量发生变化。即，能够将标本中的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即 使标本是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

此外，阴影的产生方向由透射部的像与光学系统的光瞳的偏移方向确定，但透射 部的像的偏移方向不受限制。因此，在本实施方式的标本观察装置中，阴影的产生方 向不受限定。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，透射部的像和第2光学系统 的光瞳均是旋转对称的形状。

由此，能够增大第2光学系统的光瞳与开口部件位置的偏移的允许量。开口部件 相对于第2光学系统的光瞳的位置对准也变得容易。另外，旋转对称的轴例如是照明 光学系统的光轴或观察光学系统的光轴。

如上所述，本实施方式的标本观察装置优选具有图像处理装置。图33是示出具 有图像处理装置的标本观察装置的结构的图。

标本观察装置400具有主体部410、照明光学系统420、观察光学系统430、摄 像装置440和图像处理装置450。

主体部410具有光源411、工作台412和转换器413。照明光学系统420具有各 种光学滤镜421、视野光圈422、反射镜423、透镜424、开口部件425和聚光透镜 426。观察光学系统430具有物镜431、成像透镜433和目镜434。此外，物镜光瞳 432位于物镜431的附近。

在主体部410上，连接有光源411。从光源411射出的照明光入射到照明光学系 统420并到达聚光透镜426。这里，开口部件425被配置在聚光透镜426的光瞳位置 处。此外，开口部件425例如使用了图2的(a)所示的开口部件5。

在聚光透镜426的上方，配置了工作台412。此外，在工作台412上载置有标本 460。而且，转换器413位于工作台412的上方，在转换器413上保持有物镜431。

从聚光透镜426射出的照明光被照射到标本460。来自标本460的光入射到物镜 431。这里，物镜光瞳432和开口部件425处于共轭关系。因此，在物镜光瞳432的 位置处形成开口部件425的像。

这里，在标本观察装置400中，在物镜431的光瞳外缘的内侧，形成开口部件 425的透射部的内缘的像，在物镜431的光瞳外缘的外侧，形成开口部件425的透射 部的外缘的像。

因此，根据标本460中的形状变化(倾斜的变化)，从物镜431射出的成像光的 光量发生变化。由此，能够将标本的形状变化检测为明暗的变化。其结果，即使标本 是无色透明的，也能够得到有阴影的标本像。

从物镜431射出的成像光被成像透镜433会聚，从而在聚光位置处形成标本460 的像。在标本观察装置400中，接着成像透镜433配置了棱镜。通过该棱镜，成像光 的一部分被反射到目镜434侧。其结果，在目镜434的附近，形成标本的光学像435。 另外，在不进行利用目镜434的观察的情况下，可以使棱镜移动到光路外。

另一方面，通过棱镜的成像光入射到摄像装置440。摄像装置440具有摄像元件 441。通过成像透镜433，在摄像元件441上形成标本460的光学像，由此进行标本 460的光学像的拍摄。这样，能够得到有阴影的标本图像。另外，可以在成像透镜433 与摄像元件441之间配置光学系统。该情况下，通过成像透镜433和该光学系统，在 摄像元件441上形成标本460的光学像。

此外，在摄像装置440上连接了照相机控制器442和视频板443。此外，照相机 控制器442和视频板443均与图像处理装置450连接。

摄像的控制由照相机控制器442进行。此外，照相机控制器442的控制由图像处 理装置450进行。另外，也可以通过其他设备、例如计算机进行照相机控制器442 的控制。此外，从摄像装置440输出的图像信号经由视频板443被输入到图像处理装 置450。在图像处理装置450中，进行各种电处理。处理结果被显示在显示装置451 上。

标本观察装置通过具有图像处理装置，能够进行各种图像处理。接着说明图像处 理的例子。

此外，本实施方式的标本观察装置优选具有配置于观察光学系统侧的摄像装置， 图像处理装置具有区域分离部和分析部，区域分离部将通过摄像装置取得的图像的整 个区域分离为符合规定条件的特定区域、和特定区域以外的非特定区域，分析部对特 定区域的图像进行分析，从而取得与特定区域相关的信息。

本实施方式的标本观察装置具有区域分离部，区域分离部将通过摄像装置取得的 图像的整个区域分离为符合规定条件的特定区域、和特定区域以外的非特定区域。因 此，对将菌落的存在有无作为规定条件的情况进行说明。

该情况下，特定的区域为存在菌落的区域(以下适当称作菌落区域)，非特定区 域为菌落区域以外的区域(以下适当称作背景区域)。因此，区域分离部将所取得的 图像的整个区域分离为菌落区域和背景区域。

关于菌落区域的分离方法，有各种方法。以下，对最简单的分离方法进行说明。 在通过摄像装置取得的图像的整个区域中，存在菌落区域和背景区域。通常，菌落区 域与背景区域相比，存在具有各种形状的构造。因此，形状的变化周期在菌落区域中 较短，在背景区域中较长。此外，形状变化的变化量在菌落区域中较大，在背景区域 中较小。

因此，在将标本中的形状变化检测为明亮度变化的图像中，深浅或明暗的周期(以 下适当称作亮度变化的周期)在菌落区域中较短，在背景区域中较长。即，亮度变化 的周期短的区域大多存在于菌落区域，亮度变化的周期长的区域大多存在于背景区 域。另一方面，亮度变化的大小根据检测方法而不同。

因此，能够着眼于亮度变化的大小和周期的差异，例如使用以下的步骤1～3来 检测菌落区域。图34是通过本实施方式的标本观察装置得到的标本的电子图像，(a) 是原图像，(b)是应用边缘检测滤镜后的图像。此外，图35是通过本实施方式的标 本观察装置得到的标本的电子图像，(a)是进行2值化处理后的图像，(b)是进行形 态处理后的图像。

这里，原图像是通过摄像装置取得的图像，是未被实施图像处理等的图像。在图 34的(a)所示的原图像中，比较大的菌落在图像的中央存在3个，在其周围存在4 个。

在步骤1中，对原图像应用边缘检测滤镜。通过边缘检测滤镜，仅提取产生了比 所设定的阈值大的亮度变化的像素。其结果，图34的(a)所示的原图像如图34的 (b)所示那样，成为突出了边缘的图像(以下适当称作边缘检测图像)。

在图34的(b)所示的边缘检测图像中，可知存在于中央的菌落是用白线围着的 情形。此外，关于存在于3个区域周围的4个菌落，也可知是用白线围着的情形。

另外，边缘强度是亮度值的梯度，其表示相邻的两个像素处的亮度值的差的大小。 亮度值的差越大，亮度的变动越大。因此，通过对亮度的变动设置阈值，能够区分亮 度的变动大的区域、以及像素和亮度的变动小的区域。关于边缘强度的大小区分，使 用公知的边缘检测滤镜即可。作为公知的边缘检测滤镜，例如有Sobel滤镜、Prewitt 滤镜、Laplacian滤镜等。

在步骤2中，对边缘检测图像进行2值化处理。在2值化处理中，也设定了阈值。 在2值化处理中，对亮度大于阈值的像素设定最大亮度的值。通常，被设定了最大亮 度的值的像素在图像上显示为白色。另一方面，对亮度小于阈值的像素设定最小亮度 的值。被设定了最小亮度的值的像素在图像上显示为黑色。其结果，图34的(b)所 示的边缘检测图像如图35的(a)所示那样，变为黑白显示的图像(以下称作2值化 图像)。

在图35的(a)所示的2值化图像中，在所有的7个菌落中，用白线围着的区域 内部也用白色显示比边缘检测图像宽的范围。因此，与边缘检测图像相比，在2值化 图像中，能够更明确地知晓菌落区域。

在进行了2值化处理的图像中，优选特定区域和非特定区域中的一个显示为白 色，另一个显示为黑色。但是，在图35的(a)所示的2值化图像中，在原本显示为 白色的菌落区域中，存在黑色的区域。此外，原本显示为黑色的背景区域中，存在白 色的区域。

菌落区域内的黑色的区域例如是菌落区域内的亮度变化局部平缓的区域。此外， 背景区域中的白色区域例如是亮度的变动由于小的灰尘而增大的区域。

因此，在步骤3中，对2值化图像进行形态处理。在形态处理中，进行多次区域 的膨胀处理、收缩处理、组合膨胀和收缩后的处理(开启、闭合处理)。在膨胀处理 中，进行使2值化的黑白图像内的图形膨胀1个像素的处理。在收缩处理中，进行使 2值化的黑白图像内的图形收缩1个像素的处理。

通过对2值化图像进行该处理，能够进行菌落区域中的黑区域的填充、以及背景 区域中的白区域的删除。其结果，图35的(a)所示的2值化图像如图35的(b)所 示那样，成为菌落区域和背景区域被明确分离后的图像(以下适当称作区域分离图 像)。

在图35的(b)所示的区域分离图像中，在所有的7个菌落中，菌落区域整体都 显示为白色。此外，7个菌落区域以外的小的菌落区域也整体显示为白色。此外，背 景区域显示为黑色。因此，与2值化图像相比，能够更准确地修整菌落区域的形状， 并且明确地分离菌落区域和背景区域。

在区域分离部进行的处理结束后，使用其处理结果，进行分析部的处理。在分析 部中，进行特定区域的图像分析和与特定区域相关的信息取得。作为与特定区域相关 的信息，存在菌落区域的数量，以及菌落区域相对于图像整体区域的占有率、例如面 积占有率。

在本实施方式的标本观察装置中，能够将标本的形状变化检测为明暗的变化。其 结果，即使标本是无色透明的，也能够得到阴影像，但阴影像还能够通过相位差观察 得到。

图36是通过相位差观察得到的标本的电子图像，(a)是原图像，(b)是应用边 缘检测滤镜后的图像。图36的(a)中的标本图像和图34的(a)中的标本图像是相 同部位的图像。

在图34的(a)的阴影像和图36的(a)的相位差像中，均在菌落间存在多个细 长的组织。这里，在关于细长的组织与背景的对比度对阴影像和相位差像进行比较时， 相位差像的细长的组织与背景的对比度比阴影像大。

因此，对边缘检测图像进行比较时，如图34的(b)和图36的(b)所示，相位 差像在背景区域中的白线的数量远比阴影像多。这样，由于在相位差像中背景区域的 白线数量较多，因此与阴影像相比，背景区域的确定容易变得困难。其结果，对于相 位差像，在2值化处理和形态处理中，预想到处理次数的增加和处理的复杂化。

这样，通过本实施方式的标本观察装置取得的标本的电子图像与通过相位差观察 得到的标本的电子图像相比，具有背景区域内的对比度变化较小这一特征。因此，能 够容易地进行特定区域和非特定区域的分离。

此外，在本实施方式的标本观察装置中，优选的是，按照规定的时间间隔进行图 像的取得，从多个图像取得与特定区域相关的信息随时间的变化。

例如，按照恒定的时间间隔进行图像的取得。将这样取得的图像称作时间序列图 像(时间推移图像)。通过对时间序列图像进行分析，例如能够得到与菌落相关的信 息随时间的变化。

此外，本实施方式的开口部件是能够配置于具有物镜的标本观察装置的照明光学 系统的开口部件，其特征在于，开口部件具有减光部和透射部，透射部位于减光部的 外缘的外侧，以在物镜光瞳的外缘的内侧，形成透射部的内缘的像的方式，且以在物 镜光瞳的外缘的外侧，形成透射部的外缘的像的方式，形成了透射部。

通过使用这样的开口部件，能够良好地观察无色透明的标本和染色后的标本两 者。

此外，优选的是，本实施方式的开口部件是能够配置于具有物镜的标本观察装置 的照明光学系统的开口部件，在开口部件中，形成以包含照明光学系统的光轴的方式 形成的透射部，并具有位于透射部的外缘的外侧的遮光部，遮光部具有外缘，以在物 镜光瞳的外缘的内侧形成遮光部的外缘的像的方式，形成遮光部的外缘。

此外，本实施方式的标本观察装置的特征在于，具有光源、光学系统和保持物体 的保持部件，光学系统具有第1光学系统和第2光学系统，第1光学系统和第2光学 系统隔着保持部件相对配置，第1光学系统具有光学部件，光学部件形成规定的照明 光，以将规定的照明光的像形成在第2光学系统的光瞳位置处的方式，构成光学系统， 规定的照明光的像由于在物体中产生的折射，相对于第2光学系统的光瞳偏心，并由 于偏心，通过第2光学系统的光瞳的光量增加。

如上所述，在将开口部件5、5’配置到照明光学系统的光路时，从开口部件5、 5’射出圆环状的照明光。此时，所射出的照明光成为照明光的部分区域被遮挡的状 态。规定的照明光是指这样的状态的照明光。因此，在规定的照明光中，成为照明光 的部分区域被遮挡的状态。规定的照明光可以通过如下方式得到。

图37是用于说明照明光的部分区域被遮挡后的状态的图，(a)是轴锥棱镜的图， (b)是示出轴锥棱镜的配置例的图，(c)是示出照明光的聚光状态的图。

轴锥棱镜532是光学部件，且如图37的(a)所示，具有两个光学面。一个光学 面是圆椎面532a，另一个光学面是平面532b。平面532b与圆椎面532a相对。此外， 平面532b被设置成其光学面与圆椎的中心轴垂直。

如图37的(b)所示，轴锥棱镜532被配置在照明光学系统520的光路中。具体 而言，轴锥棱镜532被配置于透镜524与透镜525之间。从光源533射出的照明光由 透镜524转换为平行光，并入射到轴锥棱镜532。与平面532b垂直地入射的平行光 被圆椎面532a朝光轴方向折射。

从圆椎面532a射出的照明光在离开轴锥棱镜532一定程度的位置处，与光轴交 叉。在与光轴交叉后，照明光以离开光轴的方式前进。其结果，向透镜525入射圆环 状的照明光。圆环状的照明光被透镜525会聚到例如光瞳位置P_con。

会聚到光瞳位置P_con的照明光入射到聚光透镜23。这里，光瞳位置P_con与聚光 透镜23的焦点位置一致。因此，照明光成为平行光，并从聚光透镜23射出。通过该 平行光，对处于物镜的焦点位置528处的标本进行照明。

如图37的(b)所示，在光瞳位置P_con处，圆环状的照明光在离开光轴的位置处 会聚，而在光轴的附近不会聚。该情况下，如图37的(c)所示，在与观察光学系统 的光轴垂直的面内，照明光整体的区域534被分为区域534a和区域534b。并且，在 聚光透镜的光瞳外缘535的内侧，形成了区域534a。在区域534a中，照明光不会聚。 因此，区域534a为遮光区域。这样，通过使用轴锥棱镜532，遮挡照明光的部分区 域。另一方面，圆环状的照明光在聚光透镜的光瞳外缘535的内侧和外侧会聚。区域 534b是透过照明光的区域。

另外，在使用了轴锥棱镜532的情况下，从光源射出的光全部被折射，因此照明 光在物理上不被遮挡。但是，在以照明光透过聚光透镜的光瞳整体的状态为基准时， 如图37的(c)所示，形成在聚光透镜的光瞳的中心部不存在照明光的区域534a。 因此，即使在使用了轴锥棱镜532的情况下，也可以说照明光的部分区域被遮挡。

另外，本发明能够在不脱离其宗旨的范围内采取各种变形例。例如，在图1、图 12、图21、图22、图26和图33中，使用正置显微镜说明了本发明的标本观察装置。 但是，本发明的标本观察装置也可以是倒置显微镜。即，本发明还能够应用于倒置显 微镜。

产业上的可利用性

如上所述，本发明适于阴影的产生方向不受限定的标本观察装置和标本观察方 法。此外，本发明适于开口部件的位置调整简单的标本观察装置和标本观察方法。

标号说明

1、1’：光源

2、3：透镜

4：聚光透镜

5、5’：开口部件

5a1、5a2、5’a1、5’a2：遮光部

5a3：连接部

5b、5’b：透射部

5c：遮光部的外缘

5d：遮光部的内缘

5’e：透明的部件

5’f：上表面

5’g：下表面

6：保持部件

7：标本

8：物镜

9：物镜光瞳

10：成像透镜

11：像位置

20、30：透射部的像

20a、30a：透射部的外缘的像

20b、30b：透射部的内缘的像

21：遮光部的像

31、32：区域

50、51、53：开口部件

50a1、51a1、53a1：遮光部

50a2、51a2、53a2：遮光部

50b、51b、53b：透射部

53c：LED

54：开口部件

55：移动机构

56：开口部件

57：波长选择元件

58：摄像元件

59：图像处理装置

60：玻璃容器

61：水

62：标本

70、80：开口部件

71、75：透明的部件(第1、第2)

72、76：上表面

73、78：遮光部

74、77：下表面

79：透射部

81、84：不透明的部件(第1、第2)

82：遮光部

83、85、86：透射部

90：移动机构

91：旋转板

92：轴部件

93：凹部

94：贯通孔

95：支承面

96、97：开口部件

100、110：标本观察装置

200、210：移动机构

201、202、211、212：旋转板(第1、第2)

203、213：轴部件

204、205、206、207、218、219：透明的部件

214、216：凹部

215、217：贯通孔

220、230、240、250：开口部件

221、222、232、242、252：遮光部

223、225、233、243、253：透射部

224、226、227、228：微小开口

231、241、251：减光部

260、270：开口部件

261、262、271、272、273：遮光部(第1、第2、第3)

263、264、274、275：透射部(第1、第2)

280、290：照明光学系统

281、291：电容器部

282、292：开口部件

283、293：圆椎反射镜

284、294：凹面反射镜

300：标本观察装置

301、302：开口部件

301a、302b、320：透射部

301b、302a1、302a2、321：遮光部

309：聚光透镜的光瞳的外缘像

320a：透射部的外缘

320b：透射部的内缘

330、360：开口部件

330a、360b：透射部

330b、360a1、360a2：遮光部

340：照明侧开口部件

340a1、340a2、350a：遮光部

340b、350b：透射部

350：观察侧开口部件

400：标本观察装置

410：主体部

411：光源

412：工作台

413：转换器

420：照明光学系统

421：光学滤镜

422：视野光圈

423：反射镜

424：透镜

425：开口部件

426：聚光透镜

430：观察光学系统

431：物镜

432：物镜光瞳

433：成像透镜

434：目镜

435：标本的光学像

440：摄像装置

441：摄像元件

442：照相机控制器

443：视频板

450：图像处理装置

451：显示装置

460：标本

P_con：光瞳位置

R₀：从观察光学系统的光轴到透射部的内缘的长度

R₁：从观察光学系统的光轴到透射部的外缘的长度

R_ob：物镜光瞳的半径

β：倍率

S：面积

Δ：偏移量

I：光束的量

520：照明光学系统

523：聚光透镜

524、525：透镜

528：物镜的焦点位置

532：轴锥棱镜

532a：圆椎面

532b：平面

533：光源

534：照明光整体的区域

534a：遮光区域

534b：透过照明光的区域

535：聚光透镜的光瞳外缘