CN110146973A - 一种前置显微镜的照明装置 - Google Patents

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毛磊
崔志英
赵宇
王红飞
俞杰
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种前置显微镜的照明装置，包括依次设置的光源、聚光镜组、二次聚光镜组和孔径光阑，特点是聚光镜组和二次成像透镜组之间设置有复眼透镜，聚光镜组将光源发出的发散光汇聚为平行光，复眼透镜将平行光分解成多个光源像成像在一次成像面上；二次成像透镜组将一次成像面上的每个光源像汇聚成像在孔径光阑上并充满整个孔径光阑，不仅提高了照明的均匀性，而且能量利用率也大大提高。

Description

一种前置显微镜的照明装置
技术领域
本发明涉及一种显微镜的照明装置，尤其是涉及一种前置显微镜的照明装置。
背景技术
在显微镜中，要获得高质量的成像质量及良好的摄影质量，标本的照明是一个非常重要的因素。现有的显微镜照明装置采用的均是柯拉照明方式，这是在1893年时由卡尔.蔡斯公司的奥格斯特.柯拉作为一种最佳的标本照明方法首次推出的。由于柯拉照明可产生均匀明亮，无眩光的标本照明，使显微镜在使用中发挥最大的潜能，现代实验室显微镜的制造商们均推荐采用该项技术。
现有技术的原理如图1所示：光源透过透镜发出平行于光轴的光线，平行于光轴的光线再通过透镜将光线汇聚到孔径光阑位置，孔径光阑不同通光孔径位置光线通过透镜后将产生有不同夹角的平行光，各种角度的平行光最终汇集到切片表面。但光源像成像在孔径光阑位置，而孔径光阑位置光线的均匀性，依靠光源的均匀性决定(如卤素灯及汞灯为灯丝像，led灯为led芯片形状)。现有的光源LED灯、汞灯、卤素灯等不同种类的光源均为点光源或有一定的灯丝形状，无法均匀的将孔径光阑位置均匀的充满。目前在提高孔径光阑位置的均匀性的问题上有2种方式，一种是将磨砂片放置在光路中，一种是仅利用光源中能量均匀的部分。这两种方式对光源的能量均产生了一定损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效利用光源能量且可以均使光源像均匀地分布在孔径光阑位置的前置显微镜的照明装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种前置显微镜的照明装置，包括依次设置的光源、聚光镜组、二次聚光镜组和孔径光阑，所述的聚光镜组和所述的二次成像透镜组之间设置有复眼透镜，所述的聚光镜组将光源发出的发散光汇聚为平行光，所述的复眼透镜将平行光分解成多个光源像成像在一次成像面上；所述的二次成像透镜组将一次成像面上的每个光源像成像在所述的孔径光阑上并均匀分布充满整个孔径光阑。
所述的复眼透镜覆盖投射在所述的复眼透镜上的平行光的面积。
所述的聚光镜组与所述的复眼透镜之间设置有光线缩束装置。
所述的光源为汞灯。
所述的复眼透镜排列为矩形阵列或正六边形阵列。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过在聚光镜组后面设置复眼透镜，可以将点状的光源分解成多个光源像均匀分布投射到孔径光阑上，不仅提高了照明的均匀性，而且能量利用率也大大提高；本发明通过设置单个复眼的焦距和口径，可以将汞灯发散角的利用率从NA0.5提高到NA0.7及以上，大大提高了汞灯能量的利用率；使用一个缩束装置，当光源通过聚光镜组发出平行光后，可以利用缩束系统减小通光的光束，可以保证将平行光的面积控制在复眼透镜的范围之内，同时减小复眼透镜的尺寸，降低复眼透镜的加工难度；而使用汞灯作为光源，可以保证比较宽的光谱范围和更加高的发光亮度。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本发明实施例示例的结构示意图；
图3为本发明矩形阵列的复眼透镜的结构示意图；
图4为本发明正六边形阵列的复眼透镜的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图所示，一种前置显微镜的照明装置，包括依次设置的光源1、聚光镜组2、二次聚光镜组3和孔径光阑4，聚光镜组2和二次成像透镜组3之间设置有复眼透镜5，聚光镜组2与复眼透镜5之间设置有光线缩束装置6，聚光镜组2将光源1发出的发散光汇聚为平行光，光线缩束装置6将聚光镜组2汇聚的平行光进行缩束后投射在复眼透镜5上，投射在复眼透镜5上的平行光的面积被复眼透镜5覆盖，复眼透镜5将平行光分解成多个光源像成像在一次成像面L上；二次成像透镜组3将一次成像面L上的每个光源像成像在孔径光阑4上，并均匀分布充满整个孔径光阑4。
作为一个示例，光源1使用汞灯，汞灯尺寸为1mm，放置于聚光镜组2的前焦点位置，通过集光镜组2产生平行光，集光镜组2的光学结构，采用4片式结构，其中三片镜片的焦距为正，一片透镜的焦距为负，四片透镜组的组合焦距范围在5mm<F<25mm。常规设计，汞灯的灯丝通过聚光镜组投影在12mm的孔径光阑位置，此时光阑位置的出光角度约为15°，由于显微镜的结构限制，物镜视场不同，需要光阑位置出光角不同，常规显微镜需要的角度为8°～10°。使用排列为矩形阵列复眼透镜，像面的角度为arctan(单透镜的口径/单透镜焦距)eg：灯丝像角度等于arctan(1.7/9)＝10.6°此时因为灯丝像的角度更小，则更加方便容易的被后面的光路所用。此时灯丝像的角度则不受光源的固有参数的影响，更有利于光源的能量利用。

Claims (5)

1.一种前置显微镜的照明装置，包括依次设置的光源、聚光镜组、二次聚光镜组和孔径光阑，其特征在于所述的聚光镜组和所述的二次成像透镜组之间设置有复眼透镜，所述的聚光镜组将光源发出的发散光汇聚为平行光，所述的复眼透镜将平行光分解成多个光源像成像在一次成像面上；所述的二次成像透镜组将一次成像面上的每个光源像成像在所述的孔径光阑上，并均匀分布充满整个孔径光阑。
2.如权利要求1所述的一种前置显微镜的照明装置，其特征在于在所述的复眼透镜覆盖投射在所述的复眼透镜上的平行光的面积。
3.如权利要求1或2所述的一种前置显微镜的照明装置，其特征在于在所述的聚光镜组与所述的复眼透镜之间设置有光线缩束装置。
4.如权利要求1所述的一种前置显微镜的照明装置，其特征在于在所述的光源为汞灯。
5.如权利要求1所述的一种前置显微镜的照明装置，其特征在于在所述的复眼透镜排列为矩形阵列或正六边形阵列。
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