DE102012219237A1

DE102012219237A1 - Illumination device for illuminating object in comparison microscope or macroscope that is utilized in forensic applications, has transparent or semitransparent, luminescent layer positionable in illumination beam path

Info

Publication number: DE102012219237A1
Application number: DE201210219237
Authority: DE
Inventors: Christian Schumann; Arnold Müller-Rentz; Tobias Bauer; Klaus Hermanns
Original assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-04-24

Abstract

The device (100) has an illumination source (101) e.g. LED and incandescent lamp, for emitting a light on an object (106) to be illuminated over an illumination beam path. A transparent or semitransparent, luminescent layer (103) e.g. electroluminescent layer and TOLED layer, is positionable in the illumination beam path. The luminescent layer is formed in an aperture plane (101') of the illumination beam path or in proximity of the aperture plane. The luminescent layer is designed as a plane or curved surface and applied on a collector lens (102) or a condensing lens (105). An independent claim is also included for a microscope or macroscope.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung eines optischen Geräts nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a lighting device of an optical device according to the preamble of patent claim 1.

Bei optischen Geräten, wie z. B. Lichtmikroskopen oder -makroskopen, in denen ein zu untersuchendes Objekt durch eine Lichtquelle beleuchtet wird, ist es in der Regel wünschenswert, wenn die Helligkeit der Lichtquelle veränderbar ist, um die Beleuchtungsverhältnisse optimal an die Art des zu untersuchenden Objekts und an das verwendete Beobachtungsverfahren (beispielsweise Hellfeld, Polarisation, Interferenzkontrast oder Phasenkontrast) anpassen zu können. Als Lichtquellen kommen hierbei bevorzugt Glühlampen bzw. Halogenlampen zum Einsatz, da diese von zahlreichen Herstellern in verschiedensten Ausgestaltungen hinsichtlich Leistung, Betriebsspannung, Wendelform, Lebensdauer und Farbtemperatur erhältlich sind.For optical devices, such. As light microscopes or microscopes in which an object to be examined is illuminated by a light source, it is usually desirable if the brightness of the light source is variable, the lighting conditions optimally to the type of object to be examined and the observation method used (for example bright field, polarization, interference contrast or phase contrast). As light sources here are preferably incandescent or halogen lamps are used, since these are available from numerous manufacturers in a variety of configurations in terms of performance, operating voltage, helical shape, life and color temperature.

Andererseits ist zur routinemäßigen Bewertung von Mikroskopaufnahmen bei hohem Durchsatz ein definierter und einheitlicher Farbeindruck von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise in der Pathologie basiert die Diagnose zu einem entscheidenden Anteil auf dem Farbeindruck mikroskopischer Aufnahmen von Gewebeschnitten. In der Vergleichsmikroskopie und -makroskopie ist eine farblich gleiche Darstellung unerlässlich, um den Vergleichszweck zuverlässig zu erfüllen.On the other hand, a defined and uniform color impression is of crucial importance for the routine evaluation of high-throughput microscope images. For example, in pathology, the diagnosis is based to a significant extent on the color impression of microscopic images of tissue sections. In comparison microscopy and microscopy, the same color representation is essential to reliably fulfill the purpose of comparison.

Zur Änderung bzw. Einstellung des Farbeindrucks in die Mikroskopie existieren verschiedene Verfahren. Zum einen kann beispielsweise bei Beobachtung durch Okulare und der Verwendung von Bogenlampen zur Beleuchtung der aufgebrachte Lampenstrom erhöht werden, um die Farbtemperatur zu verändern. Dies ist jedoch insofern nachteilig, als die Lebensdauer der Lampe sinkt. Eine hiermit einhergehende Erhöhung der Helligkeit, welche für bestimmte Anwendungen gewünscht sein kann, muss für andere Anwendungen, bei denen der Farbeindruck eines Objekts verändert werden soll, gegebenenfalls wieder kompensiert werden, beispielsweise mittels Neutraldichtefiltern.There are various methods for changing or adjusting the color impression in microscopy. On the one hand, for example, when observed through eyepieces and the use of arc lamps for lighting the applied lamp current can be increased to change the color temperature. However, this is disadvantageous in that the life of the lamp decreases. An associated increase in brightness, which may be desired for certain applications, may need to be compensated again for other applications where the color impression of an object is to be changed, for example by means of neutral density filters.

Weiterhin ist die spektrale Emission an physikalische Gesetze (Planck'sches Strahlungsgesetz) gebunden, so dass die spektrale Verteilung der Intensität nur innerhalb bestimmter Grenzen veränderbar ist. Auch ist eine Erhöhung des Lampenstroms wenig energieeffizient.Furthermore, the spectral emission is bound to physical laws (Planck's law of radiation), so that the spectral distribution of the intensity can only be changed within certain limits. Also, increasing the lamp current is less energy efficient.

Bei Verwendung einer Kameraaufnahme ist es möglich, an der Kamera einen Weißabgleich durchzuführen. Kameras, die bei der Hochdurchsatzanalyse von pathologischen Proben konkurrenzfähig zum menschlichen Auge bzgl. der Empfindlichkeit sind, sind jedoch teuer. Des Weiteren ist eine Kameraaufnahme und eine anschließende Begutachtung durchzuführen, was den Arbeitsablauf entscheidend verlangsamen kann.When using a camera shot, it is possible to perform a white balance on the camera. However, cameras that compete with the human eye for sensitivity in high-throughput analysis of pathological samples are expensive. Furthermore, a camera recording and a subsequent inspection must be carried out, which can decisively slow down the workflow.

Sowohl zur Bereitstellung einer farbneutralen Beleuchtung bei unterschiedlichen Helligkeiten, als auch zur Änderung des Farbeindrucks ist es bekannt, variable farbliche Filter in den Beleuchtungsstrahlengang einzubringen. Eine derartige Lösung wird beispielsweise in der DE 101 32 360 C1 vorgeschlagen. Die Bereitstellung derartiger Filter erweist sich jedoch als teuer in der Herstellung, sowie relativ grob bei der Einstellung einer gewünschten farbneutralen Helligkeitseinstellung bzw. einer gewünschten Änderung des Farbeindrucks.Both to provide a color neutral illumination at different brightnesses, as well as to change the color impression, it is known to introduce variable color filter in the illumination beam path. Such a solution is used for example in the DE 101 32 360 C1 proposed. However, the provision of such filters proves to be expensive to manufacture, and relatively crude in setting a desired color-neutral brightness setting or a desired change in the color impression.

Es ist auch bekannt, im Abbildungsstrahlengang besondere Prismenanordnungen zu verwenden, wobei auch diese Vorgehensweise als aufwendig und teuer zu betrachten ist. In der Vergleichsmikroskopie und -makroskopie werden im Beleuchtungsstrahlengang teilweise Bifurkal-Glasfasern genutzt, um das Licht einer Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung beider Beobachtungsobjekte zu nutzen. Derartige Bifurkal-Glasfasern sind allerdings aufwendig in der Herstellung und entsprechend teuer.It is also known to use special prism arrangements in the imaging beam path, whereby this procedure too can be regarded as complicated and expensive. In comparison microscopy and microscopy, bifurcal fibers are sometimes used in the illumination beam path in order to use the light of one illumination source to illuminate both observation objects. However, such bifurcal glass fibers are expensive to manufacture and correspondingly expensive.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer flexibel einstellbaren Beleuchtungseinrichtung für optische Geräte, mit der, je nach Anforderungen, eine Änderung eines Farbeindrucks oder auch eine farbneutrale Helligkeitseinstellung in einfacher Weise möglich ist.The object of the invention is to provide a flexibly adjustable illumination device for optical devices, with which, depending on the requirements, a change of a color impression or a color-neutral brightness adjustment in a simple manner is possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein mit einer derartigen Einrichtung ausgebildetes Mikroskop oder Makroskop mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.This object is achieved by a lighting device having the features of patent claim 1 and a microscope or macroscope designed with such a device having the features of patent claim 7.

Mit der Erfindung ist eine sehr energieeffiziente und kostengünstige Möglichkeit zur farblichen Steuerung von Beleuchtungslicht zur Verfügung gestellt. Insbesondere auf variable farbliche Filter, welche sowohl teuer in der Bereitstellung als auch aufgrund von Absorptionseigenschaften wenig energieeffizient sind, kann verzichtet werden. Erfindungsgemäß lässt sich Beleuchtungslicht sehr genau auf einen ”gewünschten” Farbeindruck bzw. ein gewünschtes Frequenzspektrum einstellen.With the invention, a very energy-efficient and cost-effective option for color control of illumination light is provided. In particular, variable color filters, which are both expensive to provide and because of absorption properties are not very energy efficient, can be dispensed with. In accordance with the invention, illumination light can be set very precisely to a "desired" color impression or a desired frequency spectrum.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine in dem Beleuchtungsstrahlengang positionierbare transparente bzw. semitransparente selbstleuchtende Schicht als Elektrolumineszenzschicht ausgebildet. Als Beispiele für derartige Elektrolumineszenzschichten seien erwähnt Leuchtdioden und Elektrolumineszenz-Folien.According to a first preferred embodiment, the at least one transparent or semitransparent self-luminous layer which can be positioned in the illumination beam path is designed as an electroluminescent layer. As examples For such electroluminescent layers mention should be made of light-emitting diodes and electroluminescent films.

Besonders bevorzugt ist, dass die selbstleuchtende Schicht als OLED, insbesondere TOLED, ausgebildet ist. Als OLEDs oder organische Leuchtdioden werden leuchtende Dünnschichtbauelemente aus organischen halbleitenden Materialien bezeichnet. Sie unterscheiden sich von anorganischen Leuchtdioden (LEDs) in der praktischen Anwendung dadurch, dass ihre Stromdichte und Leuchtdichte geringer sind. Ferner sind keine einkristallinen Werkstoffe nötig. OLEDs bestehen aus einer organischen Schichtfolge, deren Dicke insgesamt etwa 200 nm betragen kann. Diese Schichtfolge wird zwischen eine Anode und eine Kathode eingebracht. Üblicherweise wird als Substrat Glas verwendet, auf das eine transparente leitende Schicht, z. B. Indiumzinnoxid (ITO) als Kathode aufgebracht wird. Darauf folgt die organische Schichtfolge, und anschließend eine z. B. metallische Kathode. Ist auch die Kathode bzw. eine eingesetzte Treiberelektrode transparent ausgebildet, spricht man von transparenten OLEDs oder kurz TOLEDs. Die Aufbringung der organischen Materialien erfolgt entweder durch Aufdampfen bei 300°–400°, oder in flüssiger Form. OLED- oder TOLED-Schichten können in einfacher Weise übereinander bzw. hintereinander liegend angeordnet werden, so dass beispielsweise bei einer Verwendung von OLEDs oder TOLEDs mit unterschiedlichen Frequenzspektren farbige Komponenten, entsprechend dem Frequenzspektrum einer jeweiligen OLED, in gewünschter Weise dem Beleuchtungslicht einer herkömmlichen Lichtquelle beigemischt werden können. Z. B. können drei übereinander angeordnete OLEDs oder TOLEDs verwendet werden, welche zusammen einen geeigneten Farbraum, z. B. einen RGB-Farbraum, aufspannen bzw. parametrisieren.It is particularly preferred that the self-luminous layer is formed as an OLED, in particular TOLED. OLEDs or organic light-emitting diodes are luminous thin-film components made of organic semiconducting materials. They differ from inorganic light emitting diodes (LEDs) in practical use in that their current density and luminance are lower. Furthermore, no monocrystalline materials are needed. OLEDs consist of an organic layer sequence whose total thickness can be about 200 nm. This layer sequence is introduced between an anode and a cathode. Usually, glass is used as the substrate onto which a transparent conductive layer, for. B. indium tin oxide (ITO) is applied as a cathode. This is followed by the organic layer sequence, and then a z. B. metallic cathode. If the cathode or an inserted driver electrode is transparent, one speaks of transparent OLEDs or TOLEDs for short. The application of the organic materials is carried out either by vapor deposition at 300 ° -400 °, or in liquid form. OLED or TOLED layers can be arranged in a simple manner one above the other or one behind the other, so that when using OLEDs or TOLEDs with different frequency spectra, for example, colored components corresponding to the frequency spectrum of a respective OLED are mixed in the desired manner with the illumination light of a conventional light source can be. For example, three superposed OLEDs or TOLEDs can be used, which together form a suitable color space, e.g. B. an RGB color space, span or parameterize.

Es ist ferner bevorzugt, dass die wenigstens eine selbstleuchtende Schicht in der Aperturebene des Beleuchtungsstrahlengangs oder in der Nähe der Aperturebene ausgebildet ist. Mit dieser Maßnahme ist eine homogene Farbkorrektur über das ganze Sehfeld zur Verfügung gestellt.It is further preferred that the at least one self-illuminating layer is formed in the aperture plane of the illumination beam path or in the vicinity of the aperture plane. With this measure, a homogeneous color correction over the entire field of view is provided.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass eine Anordnung der wenigstens einen selbstleuchtenden Schicht auch an anderen Positionen bzw. Ebenen des Beleuchtungsstrahlengangs möglich ist.It should be noted, however, that an arrangement of the at least one self-luminous layer is also possible at other positions or planes of the illumination beam path.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die wenigstens eine selbstleuchtende Schicht als ebene oder gekrümmte Oberfläche ausgebildet, wobei die Schicht insbesondere auf die Oberfläche eines im Beleuchtungsstrahlengang vorgesehenen optischen Elements, beispielsweise eine Linse oder einen gekrümmten Spiegel, aufgebracht sein kann.According to a further preferred embodiment, the at least one self-luminous layer is formed as a planar or curved surface, wherein the layer can be applied in particular to the surface of an optical element provided in the illumination beam path, for example a lens or a curved mirror.

Zweckmäßigerweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zur individuellen elektrischen Ansteuerung der wenigstens einen selbstleuchtenden Schicht auf. Bei Vorsehen mehrerer Schichten und entsprechender individueller elektrischer Ansteuerung der einzelnen Schichten ist es möglich, die Intensität der beigemischten Farbkomponenten durch entsprechende Dosierung der elektrischen Ansteuerung zu verändern und somit den Farbeindruck des Beleuchtungslichts einzustellen.Conveniently, the device according to the invention comprises means for individual electrical control of the at least one self-luminous layer. When providing a plurality of layers and corresponding individual electrical control of the individual layers, it is possible to change the intensity of the admixed color components by appropriate dosage of the electrical control and thus to adjust the color impression of the illumination light.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops oder Makroskops ist dieses als Vergleichsmikroskop bzw. -makroskop mit wenigstens zwei Bildkanälen ausgebildet, wobei wenigstens ein Bildkanal, insbesondere sämtliche Bildkanäle, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur farblichen Steuerung von Beleuchtungslicht einer Beleuchtungseinrichtung ausgebildet sind. Derartige Vergleichsmikroskope oder -makroskope finden beispielsweise in der Forensik Anwendung. Mit der vorliegenden Erfindung können z. B. Fertigungsstreuungen, welche bei nominell gleichen Lichtquellen auftreten, in einfacher Weise und ohne Intensitätsverlust ausgeglichen werden.According to a preferred embodiment of the microscope or macroscope according to the invention this is designed as a comparison microscope or microscope with at least two image channels, wherein at least one image channel, in particular all image channels are formed with a device according to the invention for color control of illumination light of a lighting device. Such comparison microscopes or macroscopes are used, for example, in forensics. With the present invention, for. B. manufacturing scattering, which occur at nominally the same light sources can be compensated in a simple manner and without loss of intensity.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert.The invention will be further elucidated below with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments.

Es zeigtIt shows

1 eine schematische seitliche Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, 1 a schematic side view of a preferred embodiment of a lighting device according to the invention,

2 eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildeten Mikroskops 2 a schematic view of a first preferred embodiment of a trained with a lighting device according to the invention microscope

3 eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildeten Vergleichsmikroskops 3 a schematic view of a first preferred embodiment of a trained with a lighting device according to the invention comparison microscope

4 eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildeten Mikroskops, und 4 a schematic view of a second preferred embodiment of a trained with a lighting device according to the invention microscope, and

5 eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildeten Vergleichsmikroskops 5 a schematic view of a second preferred embodiment of a trained with a lighting device according to the invention comparison microscope

Die in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer Beleuchtungseinrichtung mit einer Vorrichtung zur farblichen Steuerung von Beleuchtungslicht ist insgesamt mit 100 bezeichnet und dient zur Beleuchtung eines Objektes 106. Die Beleuchtungseinrichtung kann beispielsweise für ein (in 1 nicht dargestelltes) Mikroskop oder Makroskop ausgebildet sein.In the 1 illustrated preferred embodiment of a lighting device with a device for color control of illumination light is a total of 100 designated and used for lighting an object 106 , The illumination device can be used, for example, for a (in 1 not shown) microscope or macroscope be formed.

Die Beleuchtungseinrichtung 100 weist eine Lichtquelle 101, beispielsweise in Form einer Glühlampe oder LED, auf, deren Licht über ein System von Linsen 102, 105 entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs 108 zur Beleuchtung des zu untersuchenden Objekts 106 geführt ist.The lighting device 100 has a light source 101 , for example in the form of an incandescent lamp or LED, whose light is transmitted through a system of lenses 102 . 105 along an illumination beam path 108 for illuminating the object to be examined 106 is guided.

Die Linse 102 ist als Kollektorlinse, und die Linse 105 als Kondensorlinse ausgebildet. Selbstverständlich ist es möglich, an den Positionen dieser Linsen jeweils mehrere Linsen umfassende Kollektor- bzw. Kondensoroptiken vorzusehen.The Lens 102 is as a collector lens, and the lens 105 designed as a condenser lens. Of course, it is possible to provide at the positions of these lenses in each case a plurality of lenses comprising collector or condenser optics.

In einer zur Ebene der Lichtquelle 101 konjugierten Ebene 101 ist eine Aperturblende 104 ausgebildet, mittels der die Beleuchtungslichtintensität regelbar ist.In one to the plane of the light source 101 conjugate level 101 is an aperture stop 104 formed, by means of which the illumination light intensity is regulated.

In dieser konjugierten Ebene 101' (Aperturebene) oder nahe dieser Ebene ist wenigstens eine semitransparente, selbstleuchtende Schicht 103, welche bevorzugt als OLED ausgebildet ist, in den Beleuchtungsstrahlengang 108 eingebracht.In this conjugate level 101 ' (Aperturebene) or near this plane is at least one semitransparent, self-luminous layer 103 , which is preferably designed as an OLED, in the illumination beam path 108 brought in.

Mittels Steuerung bzw. Einstellung der Intensität und/oder des Frequenzspektrums dieser wenigstens selbstleuchtenden Schicht 103, deren Licht zusammen mit dem Beleuchtungslicht der Lichtquelle 101 auf das Objekt 106 gegeben wird, ist die spektrale Zusammensetzung des Beleuchtungslichts insgesamt und somit der Farbeindruck des Objekts steuerbar.By controlling or adjusting the intensity and / or the frequency spectrum of this at least self-luminous layer 103 whose light, together with the illumination light of the light source 101 on the object 106 is given, the spectral composition of the illumination light as a whole and thus the color impression of the object is controllable.

Die in 1 dargestellte Anordnung mit Aperturblende und der wenigstens einen selbstleuchtenden Schicht in der konjugierten Ebene der Lichtquelle stellt insgesamt eine Köhlersche Beleuchtung dar, mit der eine sehr homogene Farbkorrektur über das gesamte Sehfeld zur Verfügung gestellt werden kann.In the 1 shown arrangement with aperture diaphragm and the at least one self-luminous layer in the conjugate plane of the light source is a total Köhler illumination, with a very homogeneous color correction over the entire field of view can be provided.

Eine Anordnung der wenigstens einen selbstleuchtenden Schicht in einer anderen Ebene ist jedoch auch möglich. Insbesondere kann die wenigstens eine selbstleuchtende Schicht 103 beispielsweise auf eine der Linsen 102, 105 bzw. einer Linse der entsprechenden Kollektor- bzw. Kondensoroptik aufgebracht werden.However, an arrangement of the at least one self-luminous layer in another plane is also possible. In particular, the at least one self-luminous layer 103 for example, on one of the lenses 102 . 105 or a lens of the corresponding collector or condenser optics are applied.

Vorzugsweise sind zwei oder drei übereinander angeordnete, einzeln ansteuerbare semitransparente Schichten 103, beispielsweise OLED oder TOLED-Schichten, vorgesehen. Die geringe Schärfentiefe der Pupillenabbildung von Mikroskopbeleuchtungssystemen gewährleistet eine Abbildung in dieselbe Objektebene am Objekt 106.Preferably, two or three superimposed, individually controllable semitransparent layers 103 , For example, OLED or TOLED layers provided. The shallow depth of field of pupil imaging of microscope illumination systems ensures imaging in the same object plane on the object 106 ,

In 2 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildeten Mikroskops insgesamt mit 200 bezeichnet. Wenn im folgenden, d. h. unter Bezugnahme auf die 2–5, von Mikroskop die Rede ist, sei hiermit auch stets der Begriff Makroskop mit umfasst. Das Mikroskop 200 ist mit einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 100 ausgebildet, welche (hier nicht dargestellt) z. B. entsprechende Komponenten 101, 102, 103, 104, 105 zur Durchlichtbeleuchtung eines auf einem Objektträger 202 positionierbaren Objektes aufweist. Weitere Komponenten des Mikroskops 200 sind in 2 ebenfalls rein schematisch dargestellt. Man erkennt beispielsweise mehrere auf einem Objektivrevolver 206 vorgesehene Objektive bzw. Vergrößerungsoptiken 204, ein Mikroskopgehäuse 208 und ein Okular 210.In 2 is a first preferred embodiment of a trained with a lighting device according to the invention with a total microscope 200 designated. If in the following, ie with reference to the 2 - 5 , Microscope is mentioned, hereby always the term macroscope is included. The microscope 200 is with a transmitted light illumination device 100 formed, which (not shown here) z. B. corresponding components 101 . 102 . 103 . 104 . 105 for transmitted light illumination of a slide 202 has positionable object. Other components of the microscope 200 are in 2 also shown purely schematically. For example, you can see several on a nosepiece 206 provided lenses or magnifying optics 204 , a microscope housing 208 and an eyepiece 210 ,

Das Frequenzspektrum und/oder die Helligkeit, und somit der Farbeindruck des durch die Beleuchtungseinrichtung 200 bereitgestellten Beleuchtungslichts ist mittels eines Steuergeräts 220 steuerbar. Umfasst die Beleuchtungseinrichtung 100 zum Beispiel drei OLED- oder TOLED-Schichten (103), wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, sind diese einzeln bezüglich ihrer Helligkeit bzw. Intensität ansteuerbar, so dass gewünschte Farbkomponenten dem Beleuchtungslicht von der (Haupt-)Lichtquelle 101 beigemischt werden können. Hiermit sind, wie erwähnt, Fertigungsstreuungen von Lichtquellen in einfacher Weise ausgleichbar.The frequency spectrum and / or the brightness, and thus the color impression of the by the illumination device 200 provided illumination light is by means of a control unit 220 taxable. Includes the lighting device 100 For example, three OLED or TOLED layers ( 103 ), as above with reference to 1 described, these are individually controllable in terms of their brightness or intensity, so that desired color components of the illumination light from the (main) light source 101 can be added. Hereby, as mentioned, manufacturing variations of light sources can be compensated in a simple manner.

In 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Mikroskops, welches mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, insgesamt mit 300 bezeichnet. Das Mikroskop 399 ist als Vergleichsmikroskop ausgebildet, welches zur gleichzeitigen Beobachtung bzw. Analyse von unterschiedlichen Proben dient. Das Vergleichsmikroskop 300 weist zwei Teilmikroskope 300a, 300b auf, welche über eine optische Brücke 312 miteinander verbunden sind. Die somit bereitstellbaren zwei Bildkanäle ermöglichen die Bereitstellung eines unterteilten Sehfeldes, welches durch ein Okular bzw. zwei Okulare 310 beobachtet werden kann.In 3 is a further preferred embodiment of a microscope, which is formed with a lighting device according to the invention, in total with 300 designated. The microscope 399 is designed as a comparison microscope, which serves for the simultaneous observation or analysis of different samples. The comparison microscope 300 has two sub-microscopes 300a . 300b on which an optical bridge 312 connected to each other. The thus provide two image channels allow the provision of a divided field of view, which by an eyepiece or two eyepieces 310 can be observed.

Jedes der Teilmikroskope 300a, 300 bist mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 100 ausgebildet. Die Einrichtungen 100 sind mittels einer Steuereinrichtung 320 in der bereits beschriebenen Weise individuell steuerbar.Each of the sub-microscopes 300a . 300 are with a lighting device according to the invention 100 educated. The facilities 100 are by means of a control device 320 individually controllable in the manner already described.

Bei der Vergleichsmikroskopie ist es für einen optimalen Vergleich zweier Proben, welche über die Teilmikroskope 300a, 300b abgebildet werden, wesentlich, dass die Beleuchtungsverhältnisse, das heißt der Beleuchtungseindruck, der beiden Teilmikroskope exakt übereinstimmen. Ein entsprechender Farbabgleich kann beispielsweise durch Einbringung einer Referenzprobe in die jeweiligen Teilmikroskope durchgeführt werde. Bei der beispielsweise in 3 dargestellten Durchlichtbeleuchtung eignen sich hierfür transparente Proben, welche auf die jeweiligen Objekttische 302 aufgebracht werden. Es sei angemerkt, dass im Falle eines Vergleichsmikroskops mit Auflichtbeleuchtung homogene Streuproben zu diesem Zwecke verwendet werden.In comparison microscopy, it is for an optimal comparison of two samples, which are about the sub-microscopes 300a . 300b essential, that the lighting conditions, the is called the lighting impression, the two sub-microscopes exactly match. A corresponding color balance can be carried out, for example, by introducing a reference sample into the respective sub-microscopes. For example, in 3 Transmitted light illumination is suitable for this transparent samples, which on the respective object tables 302 be applied. It should be noted that in the case of a comparison microscope with epi-illumination homogeneous scattering samples are used for this purpose.

Durch Beobachtung der beiden durch die beiden Teilmikroskope bereitgestellten Bildkanäle durch das Okular 310 können die farblichen Komponenten beispielsweise entsprechend einer geeigneten Parametrisierung durch entsprechende Ansteuerung der jeweiligen OLED oder TOLED-Schichten zugemischt werden. Beispielsweise ist es zweckmäßig drei TOLED oder OLED-Schichten zu verwenden, mittels derer eine RGB-Parametrisierung (rot-grün-blau) durchgeführt werden kann. Hiermit kann das Frequenzspektrum und somit der Farbeindruck der beiden Beleuchtungsvorrichtungen optimal aneinander angepasst bzw. angeglichen werden.By observing the two image channels provided by the two sub-microscopes through the eyepiece 310 For example, the colored components can be mixed in according to a suitable parameterization by appropriate control of the respective OLED or TOLED layers. For example, it is expedient to use three TOLED or OLED layers, by means of which an RGB parameterization (red-green-blue) can be carried out. Hereby, the frequency spectrum and thus the color impression of the two lighting devices can be optimally adapted to each other or equalized.

Wie erwähnt kann bei Vergleichsmikroskopen oder -makroskopen diese Einstellmöglichkeit separat für jeden Bildkanal vorgesehen sein. Gemäß einfacheren Ausführungsformen ist es auch möglich, lediglich einen der beiden Bildkanäle bzw. eines der beiden Teilmikroskope 300a, 300b mit einer derartigen Beleuchtungseinrichtung mit der Möglichkeit zur farblichen Steuerung von Beleuchtungslicht auszubilden.As mentioned, in comparison microscopes or microscopes, this adjustment may be provided separately for each image channel. According to simpler embodiments, it is also possible to use only one of the two image channels or one of the two sub-microscopes 300a . 300b to form with such a lighting device with the possibility of color control of illumination light.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Mikroskops mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist in 4 dargestellt und insgesamt mit 400 bezeichnet. Das in 4 dargestellte Mikroskop entspricht dem in 2 dargestellten, wobei zusätzlich eine Digitalkamera 450 vorgesehen ist. Mittels einer derartigen Kamera ist es möglich, unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung 400, eine automatisierte Einstellung des Frequenzspektrums bzw. Farbeindrucks der Beleuchtungseinrichtung einzustellen. Hierbei kann beispielsweise mittels des hier mit 420 bezeichneten Steuergerät diese farbliche Korrektur mit Hilfe eines automatischen Algorithmus erfolgen. Dieser kann beispielsweise detektierte Farbwerte einer Referenzprobe auf einen vorab festgelegten Zielwert regulieren.A further preferred embodiment of a microscope with a lighting device according to the invention is shown in FIG 4 represented and in total with 400 designated. This in 4 shown microscope corresponds to the in 2 in addition to a digital camera 450 is provided. By means of such a camera, it is possible using a lighting device according to the invention 400 to set an automated adjustment of the frequency spectrum or color impression of the illumination device. Here, for example, by means of here with 420 designated controller this color correction done using an automatic algorithm. This can regulate, for example, detected color values of a reference sample to a predetermined target value.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Mikroskops, welches mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, ist in 5 dargestellt und insgesamt mit 500 bezeichnet. Das Mikroskop 500 ist wiederum als Vergleichsmikroskop mit zwei Teilmikroskopen 500a, 500b ausgebildet.A further preferred embodiment of a microscope, which is formed with a lighting device according to the invention, is shown in FIG 5 represented and in total with 500 designated. The microscope 500 is again as a comparison microscope with two sub-microscopes 500a . 500b educated.

Das Vergleichsmikroskop 500 unterscheidet sich von dem unter Bezugnahme auf 3 dargestellten Vergleichsmikroskop 300 lediglich dadurch, dass eine Digitalkamera 550 vorgesehen ist, mit welcher ein automatischer Farbabgleich der Frequenzspektren bzw. der Beleuchtungseindrücke der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtungen 100 durchführbar ist. Auch hier kann, unter Verwendung des Steuergeräts 520, ein automatisierter Farbabgleich der beiden Bildkanäle der Teilmikroskope 500a, 500b erfolgen.The comparison microscope 500 differs from that with reference to 3 illustrated comparison microscope 300 merely by having a digital camera 550 is provided, with which an automatic color balance of the frequency spectra or the lighting impressions of the lighting devices according to the invention 100 is feasible. Again, using the controller 520 , an automated color balance of the two image channels of the sub-microscopes 500a . 500b respectively.

Die dargestellte Erfindung kann sowohl in aufrechten als auch in inversen Mikroskopen integriert werden, sowie in die Beleuchtungsbasis von Stereomikroskopen und -makroskopen integriert werden. Sie eignet sich gleichermaßen für Durchlicht- sowie für Auflichtbeleuchtungen. Wie bereits dargestellt, ist eine Anordnung der wenigstens einen transparenten bzw. semitransparenten selbstleuchtenden Schicht (insbesondere OLED-Schicht) in oder nahe der Aperturebene möglich, wobei es ebenfalls denkbar ist, die Schichten in geeigneten anderen Ebenen eines bestehenden, konventionellen Beleuchtungssystems vorzusehen. Diese Ebenen können eben oder sphärisch, beispielsweise in Form eines Kegelschnitts oder einer Freiformfläche ausgebildet sein. Insbesondere ist es möglich, vorhandene Oberflächen eines bestehenden Beleuchtungssystems, beispielsweise einer Linse oder einer Streuscheibe, als Substrate, auf welche die Schichten aufgebracht, beispielsweise aufgedampft, werden können, zu nutzen. Es ist beispielsweise möglich, in die Ebene 101 ein transparentes Substrat einzubringen, auf welche verschiedene OLED oder TOLED-Schichten aufgebracht werden. Es ist ebenfalls denkbar, diese Schichten z. B. auf der Linse 102 und/oder der Linse 105 aufzubringen.The illustrated invention can be integrated into both upright and inverted microscopes as well as integrated into the illumination base of stereomicroscopes and microscopes. It is equally suitable for transmitted light as well as incident light illumination. As already stated, an arrangement of the at least one transparent or semitransparent self-illuminating layer (in particular OLED layer) in or near the aperture plane is possible, wherein it is likewise conceivable to provide the layers in suitable other planes of an existing, conventional illumination system. These planes may be planar or spherical, for example in the form of a conic or a freeform surface. In particular, it is possible to use existing surfaces of an existing illumination system, for example a lens or a diffuser, as substrates on which the layers are applied, for example vapor-deposited. It is possible, for example, in the plane 101 to introduce a transparent substrate to which different OLED or TOLED layers are applied. It is also conceivable, these layers z. B. on the lens 102 and / or the lens 105 applied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Beleuchtungseinrichtunglighting device
101101: Lichtquellelight source
101'101 ': Konjugierte Ebene ((Aperturebene)Conjugated plane ((aperture plane)
102102: Linse (Kollektorlinse)Lens (collector lens)
103103: selbstleuchtende Schichtself-luminous layer
104104: Aperturblendeaperture
105105: Linse (Kondensorlinse)Lens (condenser lens)
106106: Objektobject
108108: BeleuchtungsstrahlengangIllumination beam path
200, 300, 400, 500200, 300, 400, 500: Mikroskopmicroscope
202202: Objektträgerslides
204 204: Objektivelenses
206206: Objektivrevolvernosepiece
208208: Mikroskopgehäusemicroscope housing
210210: Okulareyepiece
220, 320, 420, 520220, 320, 420, 520: Steuergerätcontrol unit
300a, 300b300a, 300b: Teilmikroskopepart microscopes
310310: Okulareyepiece
312312: optische Brückeoptical bridge
450, 550450, 550: Kameracamera
500a, 500b500a, 500b: Teilmikroskopepart microscopes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10132360 C1 [0007]

Claims

Lighting device ( 100 ) for an optical device, in particular a microscope or macroscope ( 200 . 300 . 400 . 500 ), whereby from a lighting source ( 101 ) emitted light via an illumination beam path to an object to be illuminated ( 106 ), characterized by at least one transparent or semitransparent self-luminous layer which can be positioned in the illumination beam path (US Pat. 103 ).

Lighting device according to claim 1, characterized in that the at least one self-luminous layer ( 103 ) is formed as an electroluminescent layer.

Lighting device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the at least one self-luminous layer ( 103 ) is designed as an OLED, in particular TOLED.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one self-luminous layer ( 103 ) in the aperture plane ( 101 ' ) of the illumination beam path or in the vicinity of the aperture plane ( 101 ' ) is trained.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one self-luminous layer ( 103 ) is formed as a plane or curved surface, wherein the at least one layer ( 103 ) in particular on the surface of an optical element provided in the illumination beam path ( 102 . 105 ) is applied.

Lighting device according to one of the preceding claims, characterized in that means for individual electrical control of the at least one self-luminous layer ( 103 ) are provided.

Microscope or macroscope with a lighting device according to one of the preceding claims.

Microscope or macroscope according to claim 7, characterized in that it is used as a comparison microscope ( 300 . 500 ) with at least two sub-microscopes ( 300a . 300b ; 500a . 500b ) is formed, wherein at least one sub-microscope, in particular all sub-microscopes, is formed with a lighting device according to one of the preceding claims or are.