CN1033722C - 显微镜的明场透射光照明装置 - Google Patents

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Abstract

介绍一种显微镜的明场透射光照明装置，在该装置中为了实现在大场和小孔径时(图1)明场光阑的均匀照射和为了实现在小场和大孔径时(图2)孔径光阑的均匀照射，在照射光路(7)上配置有一个光栅盘(3)。光栅盘(3)为平面平行的透明的板结构，在其中心有一圆形的光栅(8)。

Description

显微镜的明场透射光照明装置
本发明涉及一种具有一带矩形螺旋晶面的光源、一聚光镜、一在聚光镜后面的光栅盘和其它的用于产生克勒照明的配置在照明光路上的透镜件的显微镜明场透射光照明装置。
显微镜的明场透射光照明装置一般是根据克勒照明条件实现的。其中光源应确保对物场和物镜的入射光圈的均匀照明。该显微装置的分辨率既取决于所采用的物镜的孔径，又取决于照明孔径。在较大的照明孔径时，尽管可以提高可实现的显微系统的分辨率，但同时会降低图象对比度。为了最佳地利用所采用的物镜，照明孔径必须与物镜孔径相匹配。
此外，图象对比度也取决于被照射的物场的大小。该场不得大于物镜所摄取的物场，以避免杂散光的不利影响或过照射。
物与所采用的物镜的投影比例成正比。出于此原因，在每次调换物镜对，也要对限制被照射的物场的明场光阑进行相应的匹配。
出于上述原因，通过改变孔径光阑或明场光阑的大小是不可能实现对总亮度的调整的，而应不受此影响，通过采用灰色滤光镜或对灯压的调整加以实现。
已知的显微镜照明装置中采用了卤素灯，该灯的螺旋灯丝面的纵横比一般为2∶1。利用相应成形的凹面镜可以将该矩形明场投射到正方形的光源灯丝象上，并且在克勒照明条件下投射到圆形光阑上。
在采用小孔径或大场的物镜时，其困难在于，根据余弦定律光强度越接近明场边缘越有所减弱，而在采用大孔径或小场的物镜时成象的灯丝的大小又不足以照射光阑。这势必导致在孔径阑面上照射的不均匀性。
根据AT-PS183246的专利文献，上面最后的问题的解决方案是，通过在照射光路上置放的一块毛玻璃板使灯丝象散射。利用此配置可以通过一个小场均匀照射大的光阑。但这种方法的很大的缺点是，在照射光路上未加控制的杂散光到达物面并因而造成整个显微系统的对比度和分辨率水平的下降。
DE4102507A1专利文献公开了一种消除了该缺点的用于光学仪器的照射装置。采用一个在照明光路上配置的具有多个均匀分布在整个表面的单个棱镜的偏转板，通过如下方式，实现了光阑的照射，具有多个二次象的光源被光学清晰地投射到孔径光阑面上。
但在此照射装置中未对余弦定律加以考虑。受射角的限制，在明场光阑面的边缘亮度会有所减弱。在利用大场时，即采用大真径的聚光透镜和小孔径时，是不能实现明场光阑面的均匀照射的。
故本发明的任务是，提供一种显微镜明视场透射光照明装置，该装置既可对小场又可对大场实现对明场光阑均匀的照射。
本发明的任务是通过使光栅盘为具有以照明轴线为中心的圆形面光栅的平面平行板结构，通过此光阑用于小场的螺旋晶面范围被多重投射到光阑上来实现的。
下面借助一实施例通过示意图对本发明做进一步的表述。附图为：
图1为一种具有用于大场和小孔径光路的照明装置；
图2为一种具有用于小场和大孔径光路的照明装置；
图3为一种具有单个棱镜的光栅盘；
图4为一种具有层状光栅的光栅盘。
图1示出一种具有大场(LF)和小孔径(AP)的透射光照明光路7。由具有灯丝6的光源1开始，在光路7上设置有一聚光镜2、一光栅盘3、一第一透镜件4、一孔径光阑AP、一第二透镜件5和一明场光阑LF。光栅盘的结构为具有在光照射轴9范围内配置的并作为圆形面的光栅8的透明的平面平行的板。通过聚光镜2和第一透镜件4，根据克勒照射条件，光源1或其灯丝6经用虚线表示的光路投射到孔径光阑AP。通过第二透镜件5，光源1被投射到无限远。明场的所示出的光路穿过两个透镜件4和5并在明场光阑LF面上被聚焦投射。从图中看出，位于聚光镜和光栅盘间被均匀照射的面加入到该聚焦投射中。
根据余弦定律，在大场时光的强度在明场光阑LF的边缘将会有所减弱。但通过在照明光路7上配置的光栅盘3在照明轴9范围内会出现光线的散射或折射。在明场光阑LF处存在的不均匀性由于散射得到补偿。
在这个用于大场的照明配置中，光栅8对孔径光阑AP的照射没有决定性的影响，这是因为在聚光镜范围采用大场对其照射。采用的用于照射孔径光阑AP的穿过光栅盘3的未筛分的部分的光的分量，要比穿过光栅8的光的分量大得多。
图2示出了根据图1的透射光照明光路7，但在此光路上的是小场(LF)和大孔径(AP)。光学器件和采用的标号与图1的完全相同。
在这个用于小场的照明配置中，光栅8对明场光阑LF的照射没有决定性的影响，这是因为未采用光源1的边缘光线对平面LF进行照射。在对孔径光阑AP的照射时，光栅8的影响是很明显的，这是因为在聚光镜2的范围内仅有一个小场被用于照射大孔径(AP)。在这里利用的灯丝的分平面通过光栅8在孔径光阑AP的面上被分束并以相互并列的分象构成对平面AP的完全照射。
当然在图1的孔径面AP上也会产生灯丝6的上述分象。但其在整个面AP的照射分量如上所述很小，可以忽略不计。
图3示出采用的光栅盘3的实施例，在其中间配置了环形光栅8，该光栅具有单个的并列配置的棱镜10。
图4示出采用的光栅盘3的第二个实施例。这里示出作为光栅8具有并列配置的网格线11的层状光栅11。就栅格的采用而言，当然也可以采用诸如十字栅格及具有与光源灯丝面匹配的不同的光栅常数的栅格等栅格形式。

Claims (3)

1.显微镜的明视场透射光照明装置，该装置具有一带矩形螺旋晶面(6)的光源(1)、一聚光镜(2)、一在聚光镜(2)后面的光栅盘(3)和其它的用于产生克勒照明的配置在照明光路(7)上的透镜件(4、5)，其特征在于：为了实现在大孔径和小物场时对光阑(AP)的均匀照明和为了实现在小孔径和大物场时对明场光阑(LF)的均匀照明，采用的光栅盘(3)为具有以照明轴线(9)为中心的圆形面光栅(8)的平面平行板结构，通过此光阑用于小场的螺旋晶面(6)范围被多重投射到光阑(AP)上。
2.如权利要求1所述的明视场透射光照明装置，其特征在于：光栅具有并列配置的单个棱镜(10)。
3.如权利要求1所述的明视场透射光照明装置，其特征在于：作为层状光栅(11)的光栅，其结构为相互平行配置的网格线(12)。
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