JP2005148296A - Light source apparatus of microscope - Google Patents
Light source apparatus of microscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005148296A JP2005148296A JP2003383876A JP2003383876A JP2005148296A JP 2005148296 A JP2005148296 A JP 2005148296A JP 2003383876 A JP2003383876 A JP 2003383876A JP 2003383876 A JP2003383876 A JP 2003383876A JP 2005148296 A JP2005148296 A JP 2005148296A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- illumination
- light
- emitting led
- optical system
- microscope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
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
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
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003383876A JP2005148296A (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Light source apparatus of microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003383876A JP2005148296A (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Light source apparatus of microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005148296A true JP2005148296A (en) | 2005-06-09 |
Family
ID=34692471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003383876A Pending JP2005148296A (en) | 2003-11-13 | 2003-11-13 | Light source apparatus of microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005148296A (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007065077A (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Nikon Corp | Microscope |
JP2007148364A (en) * | 2005-10-26 | 2007-06-14 | Olympus Corp | Microscope and lamphouse |
JP2007311114A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Olympus Corp | Lighting optical system using solid light emitting element emitting white light, and optical device equipped with it |
JP2009003186A (en) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Olympus Corp | Luminaire |
US20100302630A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Leica Microsystems (Schweiz) Ag | Incident illumination device for a microscope |
JP2011095326A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Nikon Corp | Illuminating apparatus for microscope |
CN102628983A (en) * | 2011-02-03 | 2012-08-08 | 徕卡显微系统(瑞士)股份公司 | Transillumination device for a microscope |
WO2013084755A1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | シーシーエス株式会社 | Lighting device for inspection and lighting method for inspection |
CN103176267A (en) * | 2013-03-29 | 2013-06-26 | 南京大学 | Condensing lens with self-carried light source |
JP2013164406A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Ccs Inc | Inspection method and inspection device |
JP2015018085A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 浜松ホトニクス株式会社 | Image acquisition device and image acquisition method |
JP2016012114A (en) * | 2014-06-02 | 2016-01-21 | オリンパス株式会社 | Luminaire, microscope device having the same, and microscope observation method |
US10788657B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-09-29 | Olympus Corporation | Microscope illumination device and microscope |
US10852522B2 (en) | 2016-11-25 | 2020-12-01 | Olympus Corporation | Microscope illumination device and microscope |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11245718A (en) * | 1998-03-05 | 1999-09-14 | Shoei Kogyo Kk | Alarm-illumination lamp |
JP2000022299A (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Nippon Seiki Co Ltd | Conduction structure of printed-wiring board |
JP2002313508A (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-25 | Valeo Vision | Power outlet for automobile having integrated lighting system |
WO2003021329A2 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-13 | Smith & Nephew, Inc. | Solid-state light source |
WO2003025656A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-27 | Kabushiki Kaisha Hayashi Soken | Digital control scanning method and apparatus |
JP3423304B1 (en) * | 2001-11-09 | 2003-07-07 | シーシーエス株式会社 | Light irradiation device and light irradiation unit |
-
2003
- 2003-11-13 JP JP2003383876A patent/JP2005148296A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11245718A (en) * | 1998-03-05 | 1999-09-14 | Shoei Kogyo Kk | Alarm-illumination lamp |
JP2000022299A (en) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Nippon Seiki Co Ltd | Conduction structure of printed-wiring board |
JP2002313508A (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-25 | Valeo Vision | Power outlet for automobile having integrated lighting system |
WO2003021329A2 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-13 | Smith & Nephew, Inc. | Solid-state light source |
WO2003025656A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-27 | Kabushiki Kaisha Hayashi Soken | Digital control scanning method and apparatus |
JP3423304B1 (en) * | 2001-11-09 | 2003-07-07 | シーシーエス株式会社 | Light irradiation device and light irradiation unit |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007065077A (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Nikon Corp | Microscope |
JP2007148364A (en) * | 2005-10-26 | 2007-06-14 | Olympus Corp | Microscope and lamphouse |
US8194313B2 (en) | 2005-10-26 | 2012-06-05 | Olympus Corporation | Microscope and lamphouse |
JP2007311114A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Olympus Corp | Lighting optical system using solid light emitting element emitting white light, and optical device equipped with it |
US7746560B2 (en) | 2006-05-17 | 2010-06-29 | Olympus Corporation | Illumination optical system that uses a solid-state lighting element which generates white light, and an optical device equipped therewith |
JP2009003186A (en) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Olympus Corp | Luminaire |
US20100302630A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Leica Microsystems (Schweiz) Ag | Incident illumination device for a microscope |
JP2011095326A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Nikon Corp | Illuminating apparatus for microscope |
CN102628983A (en) * | 2011-02-03 | 2012-08-08 | 徕卡显微系统(瑞士)股份公司 | Transillumination device for a microscope |
JP2012163957A (en) * | 2011-02-03 | 2012-08-30 | Leica Microsystems (Schweiz) Ag | Transmission illumination device for microscope |
WO2013084755A1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | シーシーエス株式会社 | Lighting device for inspection and lighting method for inspection |
JP2013120099A (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Ccs Inc | Illumination apparatus for inspection and illumination method for inspection |
EP2790012A4 (en) * | 2011-12-06 | 2015-07-08 | Ccs Inc | Lighting device for inspection and lighting method for inspection |
US9494422B2 (en) | 2011-12-06 | 2016-11-15 | Ccs Inc. | Lighting device for inspection and lighting method for inspection |
JP2013164406A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Ccs Inc | Inspection method and inspection device |
CN103176267A (en) * | 2013-03-29 | 2013-06-26 | 南京大学 | Condensing lens with self-carried light source |
JP2015018085A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 浜松ホトニクス株式会社 | Image acquisition device and image acquisition method |
US10151908B2 (en) | 2013-07-10 | 2018-12-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Image acquisition device and image acquisition method |
JP2016012114A (en) * | 2014-06-02 | 2016-01-21 | オリンパス株式会社 | Luminaire, microscope device having the same, and microscope observation method |
US10852522B2 (en) | 2016-11-25 | 2020-12-01 | Olympus Corporation | Microscope illumination device and microscope |
US10788657B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-09-29 | Olympus Corporation | Microscope illumination device and microscope |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6265568B2 (en) | Full spectrum LED illuminator | |
JP4750389B2 (en) | Light-emitting diode illuminating device for optical observation device such as stereo microscope or stereo surgical microscope | |
US7832894B2 (en) | Illuminating device for microscopes | |
US8922885B2 (en) | Fluorescence microscope having an illumination device | |
US20090201577A1 (en) | Light source | |
US8194313B2 (en) | Microscope and lamphouse | |
JP2005148296A (en) | Light source apparatus of microscope | |
US6369939B1 (en) | Illumination device for a microscope including two light sources | |
JP6260974B2 (en) | Solid state light source with hybrid optical and electrical intensity control | |
US20060215406A1 (en) | Medical diagnostic instrument with highly efficient, tunable light emitting diode light source | |
JP2005294288A (en) | Phosphor light emitting device and endoscope equipment therewith as lighting source | |
JP2005345716A (en) | Microscope | |
JP2011029432A (en) | Light-emitting device and lighting device with the same | |
JP2002350732A (en) | Fluorescent observation apparatus | |
JP2002131648A (en) | Fluorescence microscope | |
JP2004212469A (en) | Illuminator and microscope using same | |
JP2005078082A (en) | Stereo surgical microscope having integrated incident-illumination device | |
JP2005345717A (en) | Illumination device of microscope | |
JP6601756B2 (en) | Lighting device | |
JP2006038947A (en) | Light source for microscope, and fluorescence microscope | |
KR102266139B1 (en) | light source device | |
JP2020086093A (en) | Light source unit and epifluorescence microscope | |
JP4372928B2 (en) | Light source and image reading apparatus | |
KR101770889B1 (en) | Movable lighting source device | |
KR20220129257A (en) | High brightness light source device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081216 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091117 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100316 |