CN2559004Y - 显微镜的照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型依次包括发光二极管、集光透镜组、复眼透镜组和聚光镜组，发光二极管与组成复眼透镜组的各个透镜的轴心平行，构成一种改良的科勒照明系统，该发光二极管低功耗、超长寿命、小体积、高能量利用率等特性，决定了本实用新型的各种优良的性能，和复眼透镜组的配合使用，可以在标本平面上形成所有子光源的均匀的积分效应的照明，可以获得较高的视场照明均匀性。

Description

显微镜的照明装置

技术领域

本实用新型涉及到的显微镜领域，特别是涉及到显微镜的照明装置。

背景技术

传统的照明装置主要有以下两种方式：(1)临界照明，聚光镜把光源成像于标本面上，这种照明方式对光源的均匀性要求比较高，对聚光镜的要求的比较高，因此无法满足高档显微镜的均匀性要求；(2)科勒照明，是一种理想的照明方式，光源通过集光镜成像在聚光镜的前焦面附近，设置一个视场光阑，该视场光阑被集光镜发出的光均匀照明，并且通过聚光镜成像在标本面上，照明光线通过聚光镜的前焦面附近的孔径光阑可以方便地实现需要的照明孔径，并以平行光照明到标本面上。该传统的照明装置中使用的灯源主要有：白炽灯、卤素灯、荧光灯、汞灯等等，都存在寿命短、体积大和需要散热的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用寿命长、照明效率高、高亮度、冷光源的显微镜的照明装置。

为达到上述目的，本实用新型依次包括发光二极管、集光透镜组、复眼透镜组和聚光镜组，发光二极管与组成复眼透镜组的各个透镜的轴心平行。

其中复眼透镜组前设置有可变光阑，聚光镜组前设置有可变光阑。

在复眼透镜组和聚光镜组中间增加集光透镜组，并且复眼透镜组和集光透镜组之间设置可变光阑。

所述发光二极管的灯头上附加环氧树脂透镜。

所述的复眼透镜组由多个透镜单元组成，每个透镜单元由单一透镜元件构成。复眼透镜可以是任意面的网格透镜，通常使用的是球面或非球面的网格透镜，由多个棒状透镜平行组合而成，用来分割照明光束的孔径，把大孔径大面积的照明光束细分为一个个的子光源，每个子光源单独形成的照明光束都透过标本的各个位置。

复眼透镜组采用的材料可以是玻璃、塑料等任何可以制造透镜的能够透光和部分透光的材料。

由于本实用新型中使用的发光二极管具有比较好的光发射方向性，可以用简单的集光系统收集到几乎全部发出的光能量；并且由于发光二极管主要的能量都用于发光而不是发热，基本可以忽略散热的问题；由于发光二极管的使用寿命长(可以高达上万甚至十万小时)，体积小，使得本实用新型在使用中，省缺了更换光源的困扰；同时因为发光二极管可以从器件上解决色温的问题，可以省去以前必须使用的滤色片。通过复眼透镜组在标本平面上形成所有子光源的均匀的积分效应的照明，可以获得较高的视场照明均匀性。

附图说明

图1为本实用新型的单集光组结构示意图；

图2为本实用新型的多集光组结构示意图；

图3A为本实用新型的复眼透镜组子孔径的俯视图；

图3B为本实用新型的复眼透镜组另一子孔径的俯视图；

图4为本实用新型的单集光组另一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的多集光组另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1、2所示，本实用新型依次包括发光二极管1、集光透镜组3、复眼透镜组4和聚光镜组5。发光二极管1与附属的集光和聚光透镜组的光轴心重合或平行，该轴心与组成复眼透镜组4的各个透镜的轴心平行。

其中如图1所示，高亮度白光发光二极管1的灯头上附加环氧树脂透镜2，用来改善发光二极管1本身的发散角度和色温，以满足特别的用途。

发光二极管1的照明光束经过集光透镜组3，投射到复眼透镜组4的前表面，形成分割孔径的子光源，然后通过各自的光路通道进入聚光镜组5，并形成对标本面8的均匀照明。复眼透镜组4前设置的可变光阑6和聚光镜组5前设置的可变光阑7可以控制照明光束的孔径角，便于对相应的物镜的孔径角进行匹配。

如图2所示，在复眼透镜组4和聚光镜组5中间增加集光透镜组9，并且将复眼透镜组4前设置的可变光阑6移至复眼透镜组4和集光透镜组9之间，这样形成的科勒照明系统使得我们获得了比较理想的大面积的均匀的光源，并最终获得强度和均匀性都非常好的照明效果。

复眼透镜组4的子孔径的形状可以是能填满照明光束孔径的任何形状。如图3A、3B所示，为本实用新型中复眼透镜组4子孔径的两种排列方法，它们都可以最大限度地提高光能的利用率。另外，每个子孔径本身可以是一样的，也可以是不同的，可以满足特别的照明的要求，典型地，可以按不同的半径同心地排列同类型的子孔径。所述的复眼透镜组4由多个透镜单元41组成，每个透镜单元由单一透镜元件构成。复眼透镜组4可以是任意面的网格透镜，通常使用的是一种球面或非球面的网格透镜，由多个棒状透镜平行组合形成的，用来分割照明光束的孔径，把大孔径大面积的照明光束细分为一个个的子光源，每一个子光源单独形成的照明光束都透过标本的各个位置。复眼透镜组4的制作方法除了所述的通过组合棒透镜的方法外，还可以用压制成型的方法，即通过模具直接制作出所有的复眼透镜组，成型的材料可采用玻璃、塑料等任何可以制造透镜的能够透光和部分透光的材料。

复眼透镜组4的子孔径的大小和数量将决定照明均匀性的好坏和系统光能量利用率的高低，孔径小则子光源数量比较多，均匀性好，但也存在孔径间的壁面积加大，减小光能量的利用问题。再考虑到加工工艺的问题，子孔径的大小控制在几个毫米的量以下比较合理。比如，通过组合棒透镜制成的复眼透镜组子孔径的大小控制在1-3mm，用压制成型制成的复眼透镜组子孔径的大小控制在0.3-3mm。

本实用新型也可用另一种方式实现：如图4、5所示，与上述方法不同的是，发光二极管1和附属的聚光透镜组的光轴心不在单一的轴线上，但与组成复眼透镜组4的各个透镜的轴心平行，这样在上述光路系统中必须增加反射镜10或反射棱镜11。

如图5显微镜的物镜12在成像光路中作为显微物镜用，在照明光路中则作为反射镜用。

发光二极管1的数量取决于其本身的功率和亮度，当单个的发光二极管1不能满足照明的亮度和照度的要求时，可以使用多个发光二极管1构成发光二极管束。

Claims (10)

1、一种显微镜的照明装置，其特征在于：依次包括发光二极管、集光透镜组、复眼透镜组和聚光镜组，发光二极管与组成复眼透镜组的各个透镜的轴心平行。

2、根据权利要求1所述的显微镜的照明装置，其特征在于：复眼透镜组前设置有可变光阑。

3、根据权利要求1所述的显微镜的照明装置，其特征在于：聚光镜组前设置有可变光阑。

4、根据权利要求1、2、3所述的显微镜的照明装置，其特征在于：在复眼透镜组和聚光镜组中间增加集光透镜组，并且复眼透镜组和集光透镜组之间设置可变光阑。

5、根据权利要求1所述的显微镜的照明装置，其特征在于：所述的复眼透镜组由多个透镜单元组成，每个透镜单元由单一透镜元件构成。

6、根据权利要求1所述的显微镜的照明装置，其特征在于：所述发光二极管的灯头上附加环氧树脂透镜。

7、根据权利要求1中所述的显微镜的照明装置，其特征还在于：通过组合棒透镜制成的复眼透镜组子孔径的大小控制控制在1-3mm之间，用压制成型的方法制成的复眼透镜组子孔径的大小控制在0.3-3mm之间。

8、根据权利要求1、7所述的显微镜的照明装置，其特征还在于：复眼透镜组的子孔径可以是一样的，也可以是不同的。

9、根据权利要求8所述的显微镜的照明装置，其特征还在于：复眼透镜组的不同子孔径的排列方式典型的是同心圆。

10、根据权利要求1、6所述的显微镜的照明装置，其特征还在于：发光二极管可以是一个，也可以是多个，构成发光二极管束。

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