JP2005148296A - Light source apparatus of microscope - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized illuminator long in the servuce life of a light source and small in power consumption, and capable of sufficiently emitting bright light rays. <P>SOLUTION: The illuminator is equipped with a surface-emitting LED 101 for emitting illumination light, a radiator 102 for efficiently radiating heat generated by the surface-emitting LED 101, an LED driver 103 for driving the surface-emitting LED 101, a collector lens 104 positioned on the optical path of the illumination light emitted from the surface-emitting LED 101, and an aperture diaphragm 105 situated between the collector lens 104 and a specimen 106. The surface-emitting LED 101 uniformly radiates light from a light emitting surface of a specific size. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、顕微鏡で拡大して観察される試料を照明する、顕微鏡の照明装置に関する。   The present invention relates to an illumination device for a microscope that illuminates a sample that is magnified and observed with a microscope.

従来の顕微鏡の照明装置としては、安価なものではミラーにより太陽光等の外部光源からの光を反射させるものや、実体顕微鏡のように周辺から別の照明光を照射するものもあるが、通常は、ハロゲンやキセノンや水銀ランプなどのランプの光源からの光をケーラー照明光学系を通して観察するサンプルに照射している。   Conventional microscope illumination devices include those that reflect light from an external light source such as sunlight with a mirror, and those that irradiate other illumination light from the periphery like a stereomicroscope. Irradiates a sample to be observed through a Koehler illumination optical system with light from a lamp light source such as a halogen, xenon or mercury lamp.

図12は、従来の透過照明装置を含む顕微鏡の構成を概略的に示している。この顕微鏡では、水銀やキセノンなどのランプの光源601から放射される光の光路上に、コレクターレンズ602、視野絞り(FS)603、さらに、光源601が結像される位置に開口絞り(AS)604があり、AS604と試料606の間にはコンデンサーレンズ605が配置されている。試料606を基準にして光源601と反対側の光路上には、対物レンズ607、結像レンズ608、プリズム609があり、さらに、プリズム609で反射された光路上に接眼レンズ610が配置されている。   FIG. 12 schematically shows a configuration of a microscope including a conventional transmission illumination device. In this microscope, a collector lens 602, a field stop (FS) 603, and an aperture stop (AS) at a position where the light source 601 is imaged on an optical path of light emitted from a light source 601 of a lamp such as mercury or xenon. 604, and a condenser lens 605 is disposed between the AS 604 and the sample 606. An objective lens 607, an imaging lens 608, and a prism 609 are provided on the optical path opposite to the light source 601 with respect to the sample 606, and an eyepiece lens 610 is provided on the optical path reflected by the prism 609. .

この構成において、光源601から射出された光は、コレクターレンズ602を通って、FS603に入射する。FS603は、絞りの大きさを変化させることで、照明する範囲を可変できる。FS603を通った照明光は、AS604に入射し、コンデンサーレンズ605を通って、試料606を一様に照明する。AS604の絞りは、光源601と共役な位置にあり、絞りの大きさを変化させることで、NAを変えることができる。   In this configuration, light emitted from the light source 601 passes through the collector lens 602 and enters the FS 603. The FS 603 can change the illumination range by changing the size of the stop. The illumination light that has passed through the FS 603 enters the AS 604, passes through the condenser lens 605, and uniformly illuminates the sample 606. The aperture of the AS 604 is at a position conjugate with the light source 601, and the NA can be changed by changing the size of the aperture.

照明された試料606は、その特性により照明光の一部を透過する。試料606を透過した光は、対物レンズ607、結像レンズ608により拡大されて、プリズム609で観察しやすい方向に光路が反射されて結像される。この像を、接眼レンズ610を介して目視により観察することで、試料606の透過拡大像の観察を行なう。   The illuminated sample 606 transmits part of the illumination light due to its characteristics. The light that has passed through the sample 606 is magnified by the objective lens 607 and the imaging lens 608, and the light path is reflected in a direction that can be easily observed by the prism 609 to form an image. By observing this image visually through the eyepiece lens 610, a transmission enlarged image of the sample 606 is observed.

このような、ハロゲンや水銀などのランプの代わりに、半導体発光素子であるLEDを顕微鏡光源に使用する提案がなされている。例えば、特公平7−122694号公報は、複数のLEDの二次元的に並べて配置した構成を提案している。また、特表2002−543453号公報は、一つのLEDと拡散板とを組み合わせた構成や、複数のLEDからの光を別の光学系を通して合成する構成を提案している。
特公平7−122694号公報 特表2002−543453号公報
Instead of such lamps such as halogen and mercury, proposals have been made to use LEDs, which are semiconductor light emitting elements, as a microscope light source. For example, Japanese Patent Publication No. 7-122694 proposes a configuration in which a plurality of LEDs are arranged two-dimensionally. Japanese Patent Application Publication No. 2002-543453 proposes a configuration in which one LED and a diffusion plate are combined, or a configuration in which light from a plurality of LEDs is synthesized through another optical system.
Japanese Patent Publication No. 7-122694 Special Table 2002-543453 gazette

ハロゲンや水銀などのランプは、ランプ寿命が、水銀で300時間程度、ハロゲンで3000時間程度と短い。   Lamps such as halogen and mercury have a short lamp life of about 300 hours for mercury and about 3000 hours for halogen.

これまでのLEDは、発光部が微小であり、発光部にはレンズが設けられているものが一般的である。   Conventional LEDs generally have a very small light emitting portion, and the light emitting portion is provided with a lens.

特表2002−543453号公報のように、一つのLEDと拡散板とを組み合わせた構成では、LEDからの光の明るさを拡散板により一様にしている。しかし、LEDはハロゲンや水銀などのランプに比べて暗い光源であり、LEDの前方に拡散板を配置しているため、拡散板からの光は照明の用途に適用可能な十分な明るさを持たない。   As in Japanese Patent Publication No. 2002-543453, in a configuration in which one LED and a diffusion plate are combined, the brightness of light from the LED is made uniform by the diffusion plate. However, the LED is a darker light source than lamps such as halogen and mercury, and a diffusion plate is arranged in front of the LED, so that the light from the diffusion plate has sufficient brightness applicable for illumination purposes. Absent.

また、特公平7−122694号公報のように、複数のLEDを並べて配置した構成でも、離散的に位置する複数のLEDの発光部が光っている状態であるため、やはりLEDの前方に拡散板を配置する必要がある。従って、この構成も、前述の構成と同様に、拡散板からの光は照明の用途に適用可能な十分な明るさを持たない。   In addition, even in a configuration in which a plurality of LEDs are arranged side by side as in Japanese Patent Publication No. 7-122694, the light emitting portions of a plurality of discretely located LEDs are in a state of being lit, so that the diffusion plate is also placed in front of the LEDs. Need to be placed. Accordingly, in this configuration as well, the light from the diffuser plate does not have sufficient brightness applicable for illumination purposes, as in the above-described configuration.

特表2002−543453号公報のように、複数のLEDからの光を別の光学系を通して合成する構成は、光学系の大型化を招き、LEDの特徴である小型という利点を生かせない。   A configuration in which light from a plurality of LEDs is combined through another optical system as in Japanese Patent Publication No. 2002-543453 causes an increase in the size of the optical system and does not take advantage of the small size that is characteristic of LEDs.

本発明の目的は、光源の寿命が長く、消費電力が小さく、十分に明るい光を放射する小型の照明装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a small illumination device that emits sufficiently bright light with a long light source life, low power consumption.

本発明は、顕微鏡で観察される試料を照明する照明装置であり、照明光を発する光源を有し、この光源が一定の領域から一様に光を放射する一つの面発光LEDである。   The present invention is an illuminating device that illuminates a sample observed with a microscope, and has a light source that emits illumination light, and the light source emits light uniformly from a certain region.

本発明によれば、光源の寿命が長く、消費電力が小さく、十分に明るい光を放射する小型の照明装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lifetime of a light source is long, the power consumption is small, and the small illuminating device which radiates | emits sufficiently bright light is provided.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第一実施形態
本実施形態は、クリティカル透過照明の照明装置を有する顕微鏡に向けられている。図1は、本発明の第一実施形態による顕微鏡の構成を概略的に示している。
First Embodiment This embodiment is directed to a microscope having an illumination device for critical transmission illumination. FIG. 1 schematically shows the configuration of a microscope according to the first embodiment of the present invention.

図1に示されるように、本実施形態の顕微鏡は、正立型であり、試料106の上側に位置する観察光学系と、試料106の下側に位置する照明装置とを有している。   As shown in FIG. 1, the microscope according to the present embodiment is an upright type, and includes an observation optical system positioned above the sample 106 and an illumination device positioned below the sample 106.

観察光学系は、試料106の近くに配置される対物レンズ107と、光路を折り曲げるためのプリズム109と、対物レンズ107とプリズム109の間に位置する結像レンズ108と、対物レンズ107と結像レンズ108により結像された像を目視により観察するための接眼レンズ110とを有している。   The observation optical system includes an objective lens 107 disposed near the sample 106, a prism 109 for bending the optical path, an imaging lens 108 positioned between the objective lens 107 and the prism 109, and an imaging with the objective lens 107. An eyepiece 110 for visually observing an image formed by the lens 108 is provided.

照明装置は、照明光を発する面発光LED101と、面発光LED101が発生する熱を効率良く放熱するための放熱器102と、面発光LED101を駆動するためのLEDドライバー103と、面発光LED101から射出される照明光の光路上に位置するコレクターレンズ104と、コレクターレンズ104と試料106の間に位置する開口絞り(AS)105とを有している。   The illuminating device includes a surface-emitting LED 101 that emits illumination light, a radiator 102 that efficiently radiates heat generated by the surface-emitting LED 101, an LED driver 103 that drives the surface-emitting LED 101, and an emission from the surface-emitting LED 101. A collector lens 104 positioned on the optical path of the illumination light to be emitted, and an aperture stop (AS) 105 positioned between the collector lens 104 and the sample 106.

面発光LED101は、LEDドライバー103によって、点灯・消灯が制御されるとともに、点灯中の明るさが調整される。LEDドライバー103は、例えば、図2に示される回路構成を有している。つまり、LEDドライバー103は、オペアンプとダーリントン接続されたトランジスターとから構成されている。   The surface emitting LED 101 is controlled to be turned on / off by the LED driver 103 and the brightness during lighting is adjusted. The LED driver 103 has, for example, a circuit configuration shown in FIG. That is, the LED driver 103 includes an operational amplifier and a Darlington-connected transistor.

図2の回路構成において、可変抵抗121の抵抗値を変化させると、オペアンプ122に入力される電圧が変化し、これに伴って可変抵抗121にかかる電圧も変化する。その結果、面発光LED101に流れる電流値が変化するため、面発光LED101から放射される光の強度が変化する。つまり、可変抵抗121の抵抗値を変えることにより、面発光LED101から射出される光の強度を調整できる。   In the circuit configuration of FIG. 2, when the resistance value of the variable resistor 121 is changed, the voltage input to the operational amplifier 122 is changed, and accordingly, the voltage applied to the variable resistor 121 is also changed. As a result, since the value of the current flowing through the surface emitting LED 101 changes, the intensity of light emitted from the surface emitting LED 101 changes. That is, the intensity of light emitted from the surface emitting LED 101 can be adjusted by changing the resistance value of the variable resistor 121.

コレクターレンズ104とAS105は、面発光LED101で発せられた照明光を試料106に照射する透過照明光学系を構成している。この透過照明光学系は、クリティカル照明光学系である。従って、面発光LED101の発光面と試料106は共役な関係にある。   The collector lens 104 and the AS 105 constitute a transmission illumination optical system that irradiates the sample 106 with illumination light emitted from the surface emitting LED 101. This transmission illumination optical system is a critical illumination optical system. Therefore, the light emitting surface of the surface emitting LED 101 and the sample 106 are in a conjugate relationship.

このように構成された本実施形態の顕微鏡においては、面発光LED101から射出された光は、コレクターレンズ104を通り、AS105を介して試料106を照明する。AS105は、絞りの大きさを変化させることで、照明の最大入射角(NA)の変更を可能にしている。   In the microscope of the present embodiment configured as above, the light emitted from the surface emitting LED 101 passes through the collector lens 104 and illuminates the sample 106 via the AS 105. The AS 105 makes it possible to change the maximum incident angle (NA) of illumination by changing the size of the stop.

照明された試料106は、その特定に従って照明光の一部を透過する。試料106を透過した光は、対物レンズ107と結像レンズ108により拡大されて結像される。また、結像レンズ108と結像面の間の光路は、プリズム109によって、観察に好適な方向に曲げられる。試料106の拡大像を、接眼レンズ110を介して目視により観察することで、試料106の透過拡大像の観察が行なわれる。   The illuminated sample 106 transmits a part of the illumination light according to the specification. The light transmitted through the sample 106 is magnified by the objective lens 107 and the imaging lens 108 and imaged. In addition, the optical path between the imaging lens 108 and the imaging surface is bent in a direction suitable for observation by the prism 109. By observing the magnified image of the sample 106 by visual observation through the eyepiece 110, the transmission magnified image of the sample 106 is observed.

以下、照明装置の主要な要素である面発光LED101について、説明を加える。   Hereinafter, description is added about surface emitting LED101 which is a main element of an illuminating device.

これまでのLEDは、発光部が微小であり、発光部にはレンズが設けられているものが一般的である。従来例としてあげた特公平7−122694号公報や特表2002−543453号公報に開示されている装置に用いられているLEDもこのたぐいのものである。   Conventional LEDs generally have a very small light emitting portion, and the light emitting portion is provided with a lens. The LEDs used in the devices disclosed in the Japanese Patent Publication No. 7-122694 and the Japanese Translation of PCT International Publication No. 2002-543453 mentioned as conventional examples are also of this type.

しかし、近年のLEDは、ハイパワーのものでは、発光部の形状が矩形であれば、その面積が1mm×1mm程度のものや、発光部の形状が円形であれば、その直径が0.5mm程度のものが存在する。このようなハイパワーのLEDでは、従来のLEDでは当たり前のように設けられていたプラスチックのレンズを持たないものもある。一般に顕微鏡に使用されるランプの発光部分の大きさは、ハロゲンランプが3〜6mm、水銀が0.5mm前後であり、近年のハイパワーのLEDの発光部と同じくらいの大きさである。   However, recent LEDs have high power, and if the shape of the light emitting part is rectangular, the area is about 1 mm × 1 mm, and if the shape of the light emitting part is circular, the diameter is 0.5 mm. There are some things. Some of these high-power LEDs do not have a plastic lens, which is common in conventional LEDs. In general, the size of a light emitting portion of a lamp used in a microscope is 3 to 6 mm for a halogen lamp and about 0.5 mm for mercury, which is about the same size as a light emitting portion of a recent high power LED.

面発光LED101は、(π/2)(0.5/2)2mm2以上の面積の円形の発光部、あるいは、1mm×1mm程度の面積の矩形の発光部を有している。さらに、面発光LED101は、一定の大きさの発光面から一様に光を放射する。通常のLEDは発光部にレンズを備えているが、面発光LED101は、そのようなレンズは有しておらず、発光部はフラットな面つまり平面である。また、面発光LED101に投入できる電力は1〜5W程度と通常のLEDの10〜100倍の電力である。このため、面発光LED101は、通常のLEDに比べて多量の熱を発するが、この熱は放熱器102によって放熱される。 The surface-emitting LED 101 has a circular light-emitting portion having an area of (π / 2) (0.5 / 2) 2 mm 2 or more, or a rectangular light-emitting portion having an area of about 1 mm × 1 mm. Further, the surface emitting LED 101 emits light uniformly from a light emitting surface of a certain size. A normal LED has a lens in the light emitting portion, but the surface emitting LED 101 does not have such a lens, and the light emitting portion has a flat surface, that is, a flat surface. The power that can be input to the surface emitting LED 101 is about 1 to 5 W, which is 10 to 100 times that of a normal LED. For this reason, the surface emitting LED 101 emits a larger amount of heat than a normal LED, but this heat is dissipated by the radiator 102.

面発光LED101は、白色光を放射する白色LEDである。通常の白色光源であるハロゲンランプや水銀ランプなどのランプは、消費電力が100W、寿命が200〜3000hrである。これに対して、面発光LED101は、消費電力が1〜5Wとランプの数十分の一であり、寿命は1万時間以上である。   The surface emitting LED 101 is a white LED that emits white light. Lamps such as halogen lamps and mercury lamps that are ordinary white light sources have a power consumption of 100 W and a lifetime of 200 to 3000 hours. On the other hand, the surface emitting LED 101 has a power consumption of 1 to 5 W, which is one-tenth of a lamp, and has a lifetime of 10,000 hours or more.

また、ハロゲンランプや水銀ランプなどのランプは、100W前後の電力を消費するため、放熱量が大きい。このため、大型のランプハウスを必要とする。また、ランプで発生した熱が顕微鏡の筐体に伝わり、筐体を熱膨張させることがある。筐体の熱膨張は、焦点ずれを生じさせたり、観察している部分を移動させたりしてしまう。   In addition, lamps such as halogen lamps and mercury lamps consume about 100 W of electric power, and thus the amount of heat radiation is large. For this reason, a large lamp house is required. In addition, heat generated by the lamp may be transmitted to the microscope case, causing the case to thermally expand. The thermal expansion of the housing causes defocusing or moves the part being observed.

これに対して、本実施形態では、光源である面発光LED101は、そのような大量な熱を発しない。このため、大型のランプハウスを必要としないので、照明装置は比較的小型に構成され得る。また、面発光LED101が顕微鏡の筐体に伝わって、顕微鏡に悪影響を与えることもない。   On the other hand, in this embodiment, the surface emitting LED 101 which is a light source does not emit such a large amount of heat. For this reason, since a large-sized lamp house is not required, an illuminating device can be comprised comparatively small. Further, the surface emitting LED 101 is not transmitted to the microscope case and does not adversely affect the microscope.

また、ハロゲンランプや水銀ランプなどのランプは、発光部分から一様の明るさで光を放射しているわけではない。例えば、ハロゲンランプでは、光はフィラメントから放射されるため、クリティカル照明のように試料に光源像を投射するような照明では、明るさにムラが生じてしまう。このため、ランプ光源を用いた照明では、一般にケーラー照明が用いられている。ケーラー照明は、ASとFSの調整が可能であるなど、高機能ではあるが、その反面、光学系が複雑で大型になる傾向にある。   In addition, lamps such as halogen lamps and mercury lamps do not emit light with uniform brightness from the light emitting portion. For example, in a halogen lamp, light is radiated from a filament. Therefore, illumination that projects a light source image onto a sample as in critical illumination causes unevenness in brightness. For this reason, Koehler illumination is generally used in illumination using a lamp light source. Koehler illumination is highly functional, such as being able to adjust AS and FS, but on the other hand, the optical system tends to be complex and large.

これに対して、本実施形態では、光源に面発光LED101を適用しており、面発光LED101は発光部から一様な明るさで光を放射するので、照明光学系にクリティカル照明光学系を採用することが可能である。このため、照明装置は、小型に構成され得る。   On the other hand, in the present embodiment, the surface emitting LED 101 is used as the light source, and the surface emitting LED 101 emits light with uniform brightness from the light emitting unit, and thus a critical illumination optical system is adopted as the illumination optical system. Is possible. For this reason, an illuminating device can be comprised small.

このように、本実施形態の照明装置は、光源に、従来のランプに代えて面発光LED101を使用している。このため、光源の消費電力は小さく、寿命は長い。また、照明装置は、クリティカル照明光学系を採用しているため、光学系の構成が簡単であるので、小型に構成可能である。   Thus, the illuminating device of this embodiment uses the surface emitting LED 101 as the light source instead of the conventional lamp. For this reason, the power consumption of the light source is small and the lifetime is long. In addition, since the illumination device employs a critical illumination optical system, the configuration of the optical system is simple, and thus it can be configured in a small size.

第二実施形態
本実施形態は、第一実施形態の照明装置の変形に向けられている。図3は、本発明の第二実施形態による顕微鏡の構成を概略的に示している。図中、第一実施形態の部材と同一の参照符号が付された部材は、同等の部材であり、その詳しい説明は記載の重複を避けてここでは省略する。
Second Embodiment This embodiment is directed to a modification of the lighting device of the first embodiment. FIG. 3 schematically shows the configuration of a microscope according to the second embodiment of the present invention. In the drawing, members denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment are equivalent members, and detailed description thereof is omitted here to avoid duplication of description.

本実施形態の顕微鏡においては、試料106の下方に位置する照明装置は、図3に示されるように、面発光LED101が、ステージ201上に載せられた試料106の近くに配置されており、面発光LED101と試料106の間には光学部品が一切配置されていない。他の構成は第一実施形態と同様である。   In the microscope according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the illumination device positioned below the sample 106 has a surface emitting LED 101 arranged near the sample 106 placed on the stage 201, No optical components are arranged between the light emitting LED 101 and the sample 106. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

このように構成された本実施形態の顕微鏡において、面発光LED101から放射された白色光の照明光は、何ら光学部品を経由することなく、ステージ201上にある試料106を照明する。   In the microscope of the present embodiment configured as described above, the white illumination light emitted from the surface emitting LED 101 illuminates the sample 106 on the stage 201 without passing through any optical component.

照明された試料106は、その特定に従って照明光の一部を透過する。試料106を透過した光は、対物レンズ107と結像レンズ108により拡大されて結像される。また、結像レンズ108と結像面の間の光路は、プリズム109によって、観察に好適な方向に曲げられる。試料106の拡大像を、接眼レンズ110を介して目視により観察することで、試料106の透過拡大像の観察が行なわれる。   The illuminated sample 106 transmits a part of the illumination light according to the specification. The light transmitted through the sample 106 is magnified by the objective lens 107 and the imaging lens 108 and imaged. In addition, the optical path between the imaging lens 108 and the imaging surface is bent in a direction suitable for observation by the prism 109. By observing the magnified image of the sample 106 by visual observation through the eyepiece 110, the transmission magnified image of the sample 106 is observed.

本実施形態の照明装置は、光源に、従来のランプに代えて面発光LED101を使用しているため、光源の消費電力が小さく、寿命が長い。また、面発光LED101から発せられた照明光が直接に試料を照明するため、複雑な照明光学系を必要としないので、非常に小型に構成可能である。   Since the illumination device of the present embodiment uses the surface emitting LED 101 instead of the conventional lamp as the light source, the power consumption of the light source is small and the lifetime is long. In addition, since the illumination light emitted from the surface emitting LED 101 directly illuminates the sample, a complicated illumination optical system is not required, and therefore it can be configured very small.

第三実施形態
本実施形態は、ケーラー落射照明の照明装置を有する蛍光顕微鏡に向けられている。図4は、本発明の第三実施形態による蛍光顕微鏡の構成を概略的に示している。
Third Embodiment The present embodiment is directed to a fluorescence microscope having an illumination device for Koehler epi-illumination. FIG. 4 schematically shows the configuration of a fluorescence microscope according to the third embodiment of the present invention.

図3に示されるように、本実施形態の蛍光顕微鏡は、正立型であり、試料309の上側に位置する観察光学系と、同じく、試料309の上側に位置する照明装置とを有している。   As shown in FIG. 3, the fluorescence microscope of the present embodiment is an upright type, and includes an observation optical system that is located above the sample 309 and an illumination device that is also located above the sample 309. Yes.

観察光学系は、試料309の近くに配置される対物レンズ308と、光路を折り曲げるためのプリズム312と、対物レンズ308とプリズム312の間に位置する結像レンズ311と、対物レンズ308と結像レンズ311により結像された像を目視により観察するための接眼レンズ313とを有している。   The observation optical system includes an objective lens 308 disposed near the sample 309, a prism 312 for bending the optical path, an imaging lens 311 positioned between the objective lens 308 and the prism 312, and imaging with the objective lens 308. And an eyepiece lens 313 for visually observing an image formed by the lens 311.

観察光学系は、さらに、対物レンズ308と結像レンズ311の間に位置するバリアフィルター310と、対物レンズ308とバリアフィルター310の間に位置するダイクロックミラー(DM)307とを有している。バリアフィルター310は、特定の波長の光を透過する。より詳しくは、バリアフィルター310は、試料309から発生した蛍光を選択的に透過する。DM307は、特定の波長の光を反射し、特定の波長の光を透過する。より詳しくは、DM307は、照明装置から照明光である励起光を反射し、試料309から発生した蛍光を透過する。   The observation optical system further includes a barrier filter 310 positioned between the objective lens 308 and the imaging lens 311, and a dichroic mirror (DM) 307 positioned between the objective lens 308 and the barrier filter 310. . The barrier filter 310 transmits light having a specific wavelength. More specifically, the barrier filter 310 selectively transmits the fluorescence generated from the sample 309. The DM 307 reflects light having a specific wavelength and transmits light having a specific wavelength. More specifically, the DM 307 reflects excitation light, which is illumination light, from the illumination device and transmits fluorescence generated from the sample 309.

照明装置は、照明光を発する面発光LED301と、面発光LED301が発生する熱を効率良く放熱するための放熱器302とを有している。   The illuminating device includes a surface emitting LED 301 that emits illumination light, and a radiator 302 that efficiently radiates heat generated by the surface emitting LED 301.

照明装置は、DM307と対物レンズ308とを含んでいる。つまり、観察光学系と照明装置は、DM307と対物レンズ308を共有している。   The illumination device includes a DM 307 and an objective lens 308. That is, the observation optical system and the illumination device share the DM 307 and the objective lens 308.

照明装置は、面発光LED301とDM307の間の光路上に、面発光LED301から発せられた照明光(励起光)を収束させるコレクターレンズ303と、面発光LED301の結像面に位置する開口絞り(AS)304と、AS304とDM307の間に位置するリレーレンズ305と、リレーレンズ305を構成する二枚の凸レンスの間に位置する視野絞り(FS)306とを有している。   The illuminating device includes a collector lens 303 that converges illumination light (excitation light) emitted from the surface emitting LED 301 on an optical path between the surface emitting LED 301 and the DM 307, and an aperture stop (on the imaging surface of the surface emitting LED 301). (AS) 304, a relay lens 305 positioned between AS 304 and DM 307, and a field stop (FS) 306 positioned between two convex lenses constituting the relay lens 305.

コレクターレンズ303とAS304とリレーレンズ305とFS306は、DM307と対物レンズ308と共働して、面発光LED301で発せられた照明光(励起光)を試料309に照射する落射照明光学系を構成している。この落射照明光学系は、ケーラー照明光学系である。   The collector lens 303, the AS 304, the relay lens 305, and the FS 306 constitute an epi-illumination optical system that cooperates with the DM 307 and the objective lens 308 to irradiate the sample 309 with illumination light (excitation light) emitted from the surface emitting LED 301. ing. This epi-illumination optical system is a Kohler illumination optical system.

面発光LED301は、第一実施形態のLEDドライバー103と同様のLEDドライバーにより駆動され、点灯・消灯が制御されるとともに、点灯中の明るさが調整される。   The surface-emitting LED 301 is driven by an LED driver similar to the LED driver 103 of the first embodiment, and lighting / extinguishing is controlled and brightness during lighting is adjusted.

面発光LED301は、第一実施形態の面発光LED101と同様の面発光LEDである。従って、面発光LED301は、(π/2)(0.5/2)2mm2以上の面積の円形の発光部、あるいは、1mm×1mm程度の面積の矩形の発光部を有している。さらに、面発光LED301は、一定の大きさの発光面から一様に光を放射する。また、面発光LED301に投入できる電力は1〜5W程度と通常のLEDの10〜100倍の電力である。面発光LED301の消費電力は1〜5Wとランプの数十分の一であり、寿命は1万時間以上である。 The surface emitting LED 301 is a surface emitting LED similar to the surface emitting LED 101 of the first embodiment. Accordingly, the surface-emitting LED 301 has a circular light-emitting portion having an area of (π / 2) (0.5 / 2) 2 mm 2 or more, or a rectangular light-emitting portion having an area of about 1 mm × 1 mm. Further, the surface emitting LED 301 emits light uniformly from a light emitting surface of a certain size. The power that can be input to the surface emitting LED 301 is about 1 to 5 W, which is 10 to 100 times that of a normal LED. The power consumption of the surface-emitting LED 301 is 1 to 5 W, which is a few tenths of the lamp, and the lifetime is 10,000 hours or more.

本実施形態では、面発光LED301は、蛍光観察に用いるため、白色LEDではなく、図5(a)に示される波長特性の励起光を放射する単色LEDである。また、DM307は、図5(b)に示されるように、面発光LED301から放射される励起光の波長域の光は反射し、試料309から発生する蛍光の波長域の光は透過する特性を有している。また、バリアフィルター310は、図5(c)に示されるように、面発光LED301から放射される励起光の波長域の光を遮断し、試料309から発生する蛍光の波長域の光を透過する特性を有している。   In the present embodiment, the surface-emitting LED 301 is not a white LED, but a monochromatic LED that emits excitation light having the wavelength characteristics shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5B, the DM 307 reflects light in the wavelength region of excitation light emitted from the surface emitting LED 301 and transmits light in the wavelength region of fluorescence generated from the sample 309. Have. Further, as shown in FIG. 5C, the barrier filter 310 blocks light in the wavelength region of excitation light emitted from the surface emitting LED 301 and transmits light in the wavelength region of fluorescence generated from the sample 309. It has characteristics.

これらの波長特性は、使用する蛍光色素に応じて変わる。例えば、FITCを観察する場合は、励起最大波長が490nm、蛍光最大波長が520nmであるから、面発光LED301には、青色(B励起)の波長、つまり460〜490nmの波長の光を放射するものが適用される。また、DM307には、460〜490nmの波長の光を反射し、510nmより長い波長の光を透過するものが、バリアフィルター310には、510nmより長い波長の光を好適に選択的に透過するものが適用される。   These wavelength characteristics vary depending on the fluorescent dye used. For example, when observing FITC, since the maximum excitation wavelength is 490 nm and the maximum fluorescence wavelength is 520 nm, the surface emitting LED 301 emits light of a blue (B excitation) wavelength, that is, a wavelength of 460 to 490 nm. Applies. The DM 307 reflects light having a wavelength of 460 to 490 nm and transmits light having a wavelength longer than 510 nm. The barrier filter 310 selectively transmits light having a wavelength longer than 510 nm. Applies.

このように構成された本実施形態の蛍光顕微鏡において、面発光LED101から射出された照明光(励起光)は、コレクターレンズ303、AS304、リレーレンズ305とFS306を通り、DM307で反射され、対物レンズ308を介して試料309を照明する。   In the fluorescence microscope of the present embodiment configured as described above, the illumination light (excitation light) emitted from the surface emitting LED 101 passes through the collector lens 303, the AS 304, the relay lens 305 and the FS 306, is reflected by the DM 307, and is an objective lens. The sample 309 is illuminated via 308.

AS304は、面発光LED101の発光面と光学的に共役な位置にあり、絞りの大きさを変化させることにより、照明の最大入射角(NA)の変更を可能にしている。また、FS306は、試料309と光学的に共役な位置にあり、絞りの大きさを変化させることにより、試料に投影される照明範囲の大きさの変更を可能にしている。照明装置の照明光学系は、ケーラー照明光学系であるので、対物レンズの308の後焦点面と面発光LED101の発光面とは共役な関係にある。   The AS 304 is at a position optically conjugate with the light emitting surface of the surface emitting LED 101, and the maximum incident angle (NA) of illumination can be changed by changing the size of the stop. The FS 306 is at a position optically conjugate with the sample 309, and the size of the illumination range projected onto the sample can be changed by changing the size of the stop. Since the illumination optical system of the illumination device is a Kohler illumination optical system, the back focal plane of the objective lens 308 and the light emitting surface of the surface emitting LED 101 are in a conjugate relationship.

照明された試料309は、照明光により励起され蛍光を放射する。試料309から発生した蛍光は、対物レンズ308を通り、前述したように、DM307とバリアフィルター310を透過し、結像レンズ311により拡大されて結像される。また、結像レンズ311と結像面の間の光路は、プリズム312によって、観察に好適な方向に曲げられる。試料309の拡大像を、接眼レンズ313を介して目視により観察することで、試料309の透過拡大像の観察が行なわれる。   The illuminated sample 309 is excited by the illumination light and emits fluorescence. Fluorescence generated from the sample 309 passes through the objective lens 308, passes through the DM 307 and the barrier filter 310, and is enlarged and imaged by the imaging lens 311 as described above. The optical path between the imaging lens 311 and the imaging surface is bent in a direction suitable for observation by the prism 312. By observing the enlarged image of the sample 309 visually through the eyepiece lens 313, the transmission enlarged image of the sample 309 is observed.

本実施形態の照明装置は、光源に、従来のランプに代えて面発光LED301を使用しているため、光源の消費電力は小さく、寿命は長い。また、面発光LED301は単色LEDであるため、従来の白色光源を用いた構成では不可欠であった励起用フィルターを必要としない。さらに、面発光LED301の発光部の面積は0.5mm×0.5mm〜2mm×2mm程度であり、従来の顕微鏡で有効利用されているランプの発光部の面積であるハロゲンの3mmφ程度、水銀の0.5mmφ程度にほぼ等しいために、照明光学系を改変することなく利用できる。   Since the illumination device of the present embodiment uses the surface emitting LED 301 instead of the conventional lamp as the light source, the power consumption of the light source is small and the lifetime is long. Further, since the surface emitting LED 301 is a monochromatic LED, an excitation filter that is indispensable in a configuration using a conventional white light source is not required. Furthermore, the area of the light emitting portion of the surface emitting LED 301 is about 0.5 mm × 0.5 mm to 2 mm × 2 mm, the area of the light emitting portion of a lamp that is effectively used in a conventional microscope, about 3 mmφ of halogen, mercury Since it is approximately equal to about 0.5 mmφ, the illumination optical system can be used without modification.

第四実施形態
本実施形態は、第一実施形態の照明装置の変形に向けられている。図6は、本発明の第四実施形態による顕微鏡の構成を概略的に示している。図中、第一実施形態の部材と同一の参照符号が付された部材は、同等の部材であり、その詳しい説明は記載の重複を避けてここでは省略する。以下では、第一実施形態との相違部分に重点をおいて説明する。
Fourth Embodiment This embodiment is directed to a modification of the lighting device of the first embodiment. FIG. 6 schematically shows the configuration of a microscope according to the fourth embodiment of the present invention. In the drawing, members denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment are equivalent members, and detailed description thereof is omitted here to avoid duplication of description. Below, it demonstrates focusing on a different part from 1st embodiment.

本実施形態の照明装置は、面発光LED101と放熱器102を収容するランプハウス405を有しており、面発光LED101をランプハウス405に着脱可能に保持する保持機構であるコネクターを有している。コネクターは、通常の白色光源であるランプのコネクターと全く同じ構成をしている。つまり、コネクターは、例えば、一般に広く知られているように、光源側に設けられたプラグと、プラグを受けるソケットとで構成されている。   The illuminating device of this embodiment has a lamp house 405 that houses the surface-emitting LED 101 and the radiator 102, and has a connector that is a holding mechanism that detachably holds the surface-emitting LED 101 to the lamp house 405. . The connector has exactly the same structure as that of a lamp that is a normal white light source. That is, the connector includes, for example, a plug provided on the light source side and a socket for receiving the plug, as is generally known.

図7に示されるように、水銀ランプ480は、中央の発光部482に対して、両側に対称的に突出している一対のプラグ481を備えている。また、図8に示されるように、面発光LED101が固定されている放熱器102は、両側に対称的に突出している一対のプラグ404を備えている。プラグ404は、水銀ランプ480のプラグ481と同じ形状をしている。また、中央の面発光LED101の発光部に対するプラグ404の位置関係は、水銀ランプ480の中央の発光部482に対するプラグ481の位置関係と全く同様となっている。   As shown in FIG. 7, the mercury lamp 480 includes a pair of plugs 481 protruding symmetrically on both sides with respect to the central light emitting portion 482. Further, as shown in FIG. 8, the heat radiator 102 to which the surface emitting LED 101 is fixed includes a pair of plugs 404 protruding symmetrically on both sides. The plug 404 has the same shape as the plug 481 of the mercury lamp 480. Further, the positional relationship of the plug 404 with respect to the light emitting portion of the central surface emitting LED 101 is exactly the same as the positional relationship of the plug 481 with respect to the central light emitting portion 482 of the mercury lamp 480.

このため、ランプハウス405は、通常の水銀用ランプハウスで構成されてよく、水銀ランプ480を取り付ける部分すなわちソケットに、面発光LED101が固定された放熱器102をプラグ404を介して取り付けることができる。   For this reason, the lamp house 405 may be formed of a normal mercury lamp house, and the radiator 102 to which the surface emitting LED 101 is fixed can be attached via a plug 404 to a portion to which the mercury lamp 480 is attached, that is, a socket. .

通常の水銀用ランプハウスにおいては、水銀ランプ480には、ソケットよりプラグ481を介して高電圧が供給される。一方、面発光LED101は、このような高電圧では使用できないため、プラグ404は絶縁体で構成されている。   In an ordinary mercury lamp house, a high voltage is supplied to the mercury lamp 480 from the socket through the plug 481. On the other hand, since the surface emitting LED 101 cannot be used at such a high voltage, the plug 404 is made of an insulator.

また、本実施形態では、照明装置は、面発光LED101と試料106の間の光路上に、面発光LED101から発せられた照明光を収束させるコレクターレンズ406と、試料106の近くに配置されるコンデンサーレンズ409と、コンデンサーレンズ409に関して試料106と共役な位置関係にある視野絞り(FS)407と、コレクターレンズ406に関して面発光LED101の発光面と共役な位置関係にある開口絞り(AS)408とを有している。   In the present embodiment, the illumination device includes a collector lens 406 that converges the illumination light emitted from the surface emitting LED 101 on the optical path between the surface emitting LED 101 and the sample 106, and a condenser disposed near the sample 106. A lens 409, a field stop (FS) 407 that is in a conjugate relationship with the sample 106 with respect to the condenser lens 409, and an aperture stop (AS) 408 that is in a conjugate with the light emitting surface of the surface emitting LED 101 with respect to the collector lens 406. Have.

コレクターレンズ406とFS407とAS408とコンデンサーレンズ409は、面発光LED101で発せられた照明光を試料106に照射する透過照明光学系を構成している。この透過照明光学系は、ケーラー照明光学系である。   The collector lens 406, the FS 407, the AS 408, and the condenser lens 409 constitute a transmission illumination optical system that irradiates the sample 106 with illumination light emitted from the surface emitting LED 101. This transmission illumination optical system is a Kohler illumination optical system.

このように構成された本実施形態の顕微鏡において、面発光LED101から射出された照明光は、コレクターレンズ406とFS407とAS408とコンデンサーレンズ409を通り、試料106を照明する。   In the microscope of the present embodiment configured as described above, the illumination light emitted from the surface emitting LED 101 passes through the collector lens 406, the FS 407, the AS 408, and the condenser lens 409 to illuminate the sample 106.

AS408は、面発光LED101の発光面と光学的に共役な位置にあり、絞りの大きさを変化させることにより、照明の最大入射角(NA)の変更を可能にしている。また、FS407は、試料106と光学的に共役な位置にあり、絞りの大きさを変化させることにより、試料に投影される照明範囲の大きさの変更を可能にしている。照明装置の照明光学系はケーラー照明光学系であるので、コンデンサーレンズ409の後焦点面と面発光LED101の発光面とは共役な関係にある。   The AS 408 is at a position optically conjugate with the light emitting surface of the surface emitting LED 101, and the maximum incident angle (NA) of illumination can be changed by changing the size of the stop. The FS 407 is at a position optically conjugate with the sample 106, and the size of the illumination range projected onto the sample can be changed by changing the size of the stop. Since the illumination optical system of the illumination device is a Kohler illumination optical system, the rear focal plane of the condenser lens 409 and the light emitting surface of the surface emitting LED 101 are in a conjugate relationship.

照明された試料106は、その特定に従って照明光の一部を透過する。試料106を透過した光は、対物レンズ107と結像レンズ108により拡大されて結像される。また、結像レンズ108と結像面の間の光路は、プリズム109によって、観察に好適な方向に曲げられる。試料106の拡大像を、接眼レンズ110を介して目視により観察することで、試料106の透過拡大像の観察が行なわれる。   The illuminated sample 106 transmits a part of the illumination light according to the specification. The light transmitted through the sample 106 is magnified by the objective lens 107 and the imaging lens 108 and imaged. The optical path between the imaging lens 108 and the imaging surface is bent in a direction suitable for observation by the prism 109. By observing the magnified image of the sample 106 visually through the eyepiece 110, the transmission magnified image of the sample 106 is observed.

本実施形態の照明装置は、光源に、従来のランプに代えて面発光LED101を使用している。このため、光源の消費電力は小さく、寿命は長い。これに加えて、放熱器102に、通常のランプと同様のプラグが設けられているため、顕微鏡を何ら変更することなく、通常のランプハウスに対して、面発光LED101を取り付けることができる。また、第三実施形態と同じく、照明光学系をそのまま利用できる。   The illumination device of this embodiment uses a surface emitting LED 101 as a light source instead of a conventional lamp. For this reason, the power consumption of the light source is small and the lifetime is long. In addition, since the radiator 102 is provided with a plug similar to a normal lamp, the surface-emitting LED 101 can be attached to a normal lamp house without changing the microscope. Further, as in the third embodiment, the illumination optical system can be used as it is.

第五実施形態
本実施形態は、第三実施形態の照明装置の変形に向けられている。図9は、本発明の第五実施形態による蛍光顕微鏡の構成を概略的に示している。図中、第三実施形態の部材と同一の参照符号が付された部材は、同等の部材であり、その詳しい説明は記載の重複を避けてここでは省略する。以下では、第三実施形態との相違部分に重点をおいて説明する。
Fifth Embodiment This embodiment is directed to a modification of the lighting device of the third embodiment. FIG. 9 schematically shows the configuration of a fluorescence microscope according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, members denoted by the same reference numerals as those of the third embodiment are equivalent members, and detailed description thereof is omitted here to avoid duplication of description. In the following, description will be given with emphasis on the difference from the third embodiment.

本実施形態の照明装置は、面発光LED301と放熱器302を収容するランプハウス505を有しており、面発光LED301をランプハウス505に着脱可能に保持する保持機構であるコネクターを有している。コネクターは、通常の白色光源であるランプのコネクターと全く同じ構成をしている。つまり、コネクターは、例えば、一般に広く知られているように、光源側に設けられたプラグと、プラグを受けるソケットとで構成されている。   The illuminating device of this embodiment has a lamp house 505 that accommodates a surface emitting LED 301 and a radiator 302, and has a connector that is a holding mechanism that detachably holds the surface emitting LED 301 on the lamp house 505. . The connector has exactly the same structure as that of a lamp that is a normal white light source. That is, the connector includes, for example, a plug provided on the light source side and a socket for receiving the plug, as is generally known.

図10に示されるように、ハロゲンランプ580は、同方向に略平行に突出している一対のプラグ581を備えている。また、図11に示されるように、面発光LED301が固定されている放熱器302は、LEDドライバーが搭載された基板503に取り付けられており、基板503は同方向に略平行に突出している一対のプラグ504を備えている。プラグ504は、ハロゲンランプ580のプラグ581と同じ形状をしている。また、面発光LED301の発光部に対するプラグ504の位置関係は、ハロゲンランプ580のフィラメント582に対するプラグ581の位置関係と全く同様となっている。   As shown in FIG. 10, the halogen lamp 580 includes a pair of plugs 581 that protrude substantially in parallel in the same direction. Further, as shown in FIG. 11, the radiator 302 to which the surface emitting LED 301 is fixed is attached to a substrate 503 on which an LED driver is mounted, and the substrate 503 protrudes in a substantially parallel manner in the same direction. The plug 504 is provided. The plug 504 has the same shape as the plug 581 of the halogen lamp 580. The positional relationship of the plug 504 with respect to the light emitting portion of the surface emitting LED 301 is exactly the same as the positional relationship of the plug 581 with respect to the filament 582 of the halogen lamp 580.

このため、ランプハウス505は、通常のハロゲンランプハウスで構成されてよく、ハロゲンランプ580を取り付ける部分すなわちソケットに、面発光LED301と放熱器302が搭載された基板503をプラグ504を介して取り付けることができる。   For this reason, the lamp house 505 may be formed of a normal halogen lamp house, and a substrate 503 on which a surface emitting LED 301 and a radiator 302 are mounted is attached to a portion to which the halogen lamp 580 is attached, that is, a socket via a plug 504. Can do.

通常のハロゲンランプハウスにおいては、ハロゲンランプ580にはソケットよりプラグ581を介して、比較的低い6〜12V程度の電圧が供給される。また、面発光LED301の駆動電圧は3〜5V程度であるので、ハロゲンランプに供給される電圧を、基板503に搭載されているLEDドライバーの電源電圧としてそのまま利用できる。   In a normal halogen lamp house, a relatively low voltage of about 6 to 12 V is supplied to the halogen lamp 580 from the socket through the plug 581. Further, since the driving voltage of the surface emitting LED 301 is about 3 to 5 V, the voltage supplied to the halogen lamp can be used as it is as the power supply voltage of the LED driver mounted on the substrate 503.

このため、基板503から延びているプラグ504は導体で構成され、プラグ504は基板503に搭載されているLEDドライバーと電気的に接続されており、LEDドライバーに必要な電圧を与え得る。つまり、コネクターは面発光LED301に電力を供給可能である、
本実施形態の照明装置は、第三実施形態と同様の利点に加えて、面発光LED301の搭載された基板503が、通常のハロゲンランプと同様のプラグを備えているため、顕微鏡を何ら変更することなく、通常のランプハウスに対して、面発光LED301を取り付けることができる。
For this reason, the plug 504 extending from the substrate 503 is formed of a conductor, and the plug 504 is electrically connected to the LED driver mounted on the substrate 503, and can provide a necessary voltage to the LED driver. That is, the connector can supply power to the surface emitting LED 301.
In addition to the same advantages as in the third embodiment, the illumination device of this embodiment has a plug that is the same as that of a normal halogen lamp, and the substrate 503 on which the surface-emitting LED 301 is mounted changes the microscope. The surface emitting LED 301 can be attached to a normal lamp house without any problems.

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. Also good.

例えば、第一実施形態では、照明光学系は、透過照明のクリティカル照明光学系であるが、従来のランプに使われているケーラー照明光学系が適用されてもよい。また、第一実施形態と第二実施形態と第四実施形態では、面発光LED101は白色LEDであるが、透過蛍光観察に単色LEDであってもよい。第三実施形態と第五実施形態では、照明光学系は、落射照明のケーラー照明光学系であるが、クリティカル照明光学系が適用されてもよい。また、面発光LED101は単色LEDであるが、白色LEDであってもよい。   For example, in the first embodiment, the illumination optical system is a critical illumination optical system for transmitted illumination, but a Kohler illumination optical system used in a conventional lamp may be applied. In the first embodiment, the second embodiment, and the fourth embodiment, the surface-emitting LED 101 is a white LED, but may be a single-color LED for transmission fluorescence observation. In the third embodiment and the fifth embodiment, the illumination optical system is an epi-illumination Koehler illumination optical system, but a critical illumination optical system may be applied. The surface emitting LED 101 is a monochromatic LED, but may be a white LED.

白色LEDはこれまでの光源と色温度が異なることもあるが、この場合には色温度を変換するフィルターと組み合わされるとよい。蛍光観察では、白色LEDに励起用フィルターを組み合わせて通常の白色光源での蛍光観察と同じにすることも考えられる。また、単色LEDの発振波長によっては、蛍光観察において励起フィルターを加えて、S/Nを高めて観察を行なうことも考えられる。   The white LED may have a color temperature different from that of the conventional light source. In this case, the white LED may be combined with a filter that converts the color temperature. In fluorescence observation, it can be considered that a white LED is combined with an excitation filter so that it is the same as fluorescence observation with a normal white light source. Further, depending on the oscillation wavelength of the monochromatic LED, it is conceivable to add an excitation filter in fluorescence observation and perform observation with an increased S / N.

また、これまでの実施形態では、面発光LEDは、発光部にレンズが設けられていないものを例示したが、発光部にレンズが設けられているタイプのものであってもよい。この場合には、特開2001−201692号公報のように、光学系に凹レンズが組み合わされるとよい。   In the embodiments described so far, the surface emitting LED has been exemplified in which the lens is not provided in the light emitting unit, but may be of the type in which the lens is provided in the light emitting unit. In this case, a concave lens may be combined with the optical system as disclosed in JP-A-2001-201692.

さらに、実施形態では、目視観察する構成のみを例示しているが、CCDにより画像を取得する構成であってもよい。   Furthermore, in the embodiment, only a configuration for visual observation is illustrated, but a configuration for acquiring an image by a CCD may be used.

また、第一実施形態と第二実施形態と第四実施形態において、ピンホールやスリットを持つディスクを組み合わせて、ディスク走査型の顕微鏡を構成することも考えられる。   In the first embodiment, the second embodiment, and the fourth embodiment, it is also conceivable to configure a disk scanning microscope by combining disks having pinholes and slits.

本発明の第一実施形態による顕微鏡の構成を概略的に示している。1 schematically shows a configuration of a microscope according to a first embodiment of the present invention. 図1に示されているLEDドライバーの回路構成を示している。2 shows a circuit configuration of the LED driver shown in FIG. 1. 本発明の第二実施形態による顕微鏡の構成を概略的に示している。2 schematically shows a configuration of a microscope according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態による蛍光顕微鏡の構成を概略的に示している。3 schematically shows a configuration of a fluorescence microscope according to a third embodiment of the present invention. 図4の面発光LEDの発振波長特性(a)と、図4のダイクロイックミラーの反射率特性(b)と、図4のバリアフィルターの透過率特性(c)とを示している。The oscillation wavelength characteristic (a) of the surface emitting LED of FIG. 4, the reflectance characteristic (b) of the dichroic mirror of FIG. 4, and the transmittance characteristic (c) of the barrier filter of FIG. 4 are shown. 本発明の第四実施形態による顕微鏡の構成を概略的に示している。6 schematically shows a configuration of a microscope according to a fourth embodiment of the present invention. 通常の白色光源である水銀ランプを示している。The mercury lamp which is a normal white light source is shown. 図6に示されている面発光LEDを示している。7 shows a surface emitting LED shown in FIG. 本発明の第五実施形態による蛍光顕微鏡の構成を概略的に示している。9 schematically shows a configuration of a fluorescence microscope according to a fifth embodiment of the present invention. 通常の白色光源であるハロゲンランプを示している。A halogen lamp which is a normal white light source is shown. 図9に示されている面発光LEDを示している。10 shows a surface emitting LED shown in FIG. 従来の透過照明装置を含む顕微鏡の構成を概略的に示している。1 schematically shows a configuration of a microscope including a conventional transmitted illumination device.

符号の説明Explanation of symbols

101…面発光LED、102…放熱器、103…LEDドライバー、104…コレクターレンズ、105…開口絞り、106…試料、107…対物レンズ、108…結像レンズ、109…プリズム、110…接眼レンズ、121…可変抵抗、122…オペアンプ、201…ステージ、301…面発光LED、302…放熱器、303…コレクターレンズ、304…開口絞り、305…リレーレンズ、306…視野絞り、307…ダイクロイックミラー、308…対物レンズ、309…試料、310…バリアフィルター、311…結像レンズ、312…プリズム、313…接眼レンズ、404…プラグ、405…ランプハウス、406…コレクターレンズ、407…視野絞り、408…開口絞り、409…コンデンサーレンズ、503…基板、504…プラグ、505…ランプハウス。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Surface emitting LED, 102 ... Radiator, 103 ... LED driver, 104 ... Collector lens, 105 ... Aperture stop, 106 ... Sample, 107 ... Objective lens, 108 ... Imaging lens, 109 ... Prism, 110 ... Eyepiece, 121 ... variable resistor, 122 ... operational amplifier, 201 ... stage, 301 ... surface emitting LED, 302 ... heat sink, 303 ... collector lens, 304 ... aperture stop, 305 ... relay lens, 306 ... field stop, 307 ... dichroic mirror, 308 ... objective lens, 309 ... sample, 310 ... barrier filter, 311 ... imaging lens, 312 ... prism, 313 ... eyepiece, 404 ... plug, 405 ... lamp house, 406 ... collector lens, 407 ... field stop, 408 ... aperture Aperture, 409 ... condenser lens, 503 ... substrate 504 ... plug, 505 ... lamp house.

Claims (13)

顕微鏡で観察される試料を照明する照明装置であり、照明光を発する光源を有し、この光源が一定の領域から一様に光を放射する一つの面発光LEDである、顕微鏡の照明装置。 An illumination apparatus for a microscope, which is an illumination apparatus that illuminates a sample observed with a microscope, and has a light source that emits illumination light, and the light source is a single surface emitting LED that emits light uniformly from a certain region. 請求項1において、光源からの照明光を試料に照射する照明光学系をさらに有し、照明光学系がケーラー照明光学系である、顕微鏡の照明装置。 2. The illumination apparatus for a microscope according to claim 1, further comprising an illumination optical system that irradiates the sample with illumination light from a light source, wherein the illumination optical system is a Kohler illumination optical system. 請求項1において、光源からの照明光を試料に照射する照明光学系をさらに有し、照明光学系がクリティカル照明光学系である、顕微鏡の照明装置。 2. The microscope illumination apparatus according to claim 1, further comprising an illumination optical system that irradiates the sample with illumination light from a light source, wherein the illumination optical system is a critical illumination optical system. 請求項2または請求項3において、照明光学系が従来の白色光源の照明光学系と同一である、顕微鏡の照明装置。 4. The illumination apparatus for a microscope according to claim 2, wherein the illumination optical system is the same as the illumination optical system of a conventional white light source. 請求項2または請求項3において、照明光学系が透過照明光学系である、顕微鏡の照明装置。 4. The microscope illumination apparatus according to claim 2, wherein the illumination optical system is a transmission illumination optical system. 請求項2または請求項3において、照明光学系が落射照明光学系である、顕微鏡の照明装置。 4. The microscope illumination apparatus according to claim 2, wherein the illumination optical system is an epi-illumination optical system. 請求項1において、面発光LEDが試料の近くに配置されており、面発光LEDから発せられた照明光は何ら光学部品を経由することなく試料を照明する、顕微鏡の照明装置。 2. The microscope illumination apparatus according to claim 1, wherein the surface-emitting LED is disposed near the sample, and the illumination light emitted from the surface-emitting LED illuminates the sample without passing through any optical component. 請求項1において、面発光LEDを着脱可能に保持する保持機構を有し、この保持機構は、通常の白色光源であるランプの保持機構と同一である、顕微鏡の照明装置。 2. The microscope illumination device according to claim 1, further comprising a holding mechanism that detachably holds the surface emitting LED, and the holding mechanism is the same as a holding mechanism of a lamp that is a normal white light source. 請求項8において、保持機構は面発光LEDに電力を供給可能である、顕微鏡の照明装置。 9. The illumination device for a microscope according to claim 8, wherein the holding mechanism can supply power to the surface emitting LED. 請求項1〜請求項4のいずれかひとつにおいて、面発光LEDから発生する熱を放熱するための放熱手段を更に有している、顕微鏡の照明装置。 The illumination device for a microscope according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heat dissipating means for dissipating heat generated from the surface emitting LED. 請求項1〜請求項4のいずれかひとつにおいて、面発光LEDは、(π/2)(0.5/2)2mm2以上の面積の発光部を有している、顕微鏡の照明装置。 5. The illumination device for a microscope according to claim 1, wherein the surface-emitting LED includes a light-emitting portion having an area of (π / 2) (0.5 / 2) 2 mm 2 or more. 請求項1〜請求項3のいずれかひとつにおいて、面発光LEDが白色LEDである、顕微鏡の照明装置。 The illumination device for a microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface-emitting LED is a white LED. 請求項2または請求項3において、照明光学系は、面発光LEDから試料までの光路上に、色温度を変換するための色温度変換手段を有している、顕微鏡の照明装置。 4. The microscope illumination apparatus according to claim 2, wherein the illumination optical system includes color temperature conversion means for converting the color temperature on an optical path from the surface emitting LED to the sample.
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