EP2619620A1 - Microscope illuminating system and microscope - Google Patents

Microscope illuminating system and microscope

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Publication number
EP2619620A1
EP2619620A1 EP11785407.5A EP11785407A EP2619620A1 EP 2619620 A1 EP2619620 A1 EP 2619620A1 EP 11785407 A EP11785407 A EP 11785407A EP 2619620 A1 EP2619620 A1 EP 2619620A1
Authority
EP
European Patent Office
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light
microscope
mixing element
illumination
microscope illumination
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11785407.5A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Stockmann
Detlef Gerhard
Ralf Heim
Anton Schick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2619620A1 publication Critical patent/EP2619620A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/06Means for illuminating specimens

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

The microscope illuminating system (1) has at least one semiconductor light source (2) and at least one light mixing element (3) with at least one light inlet surface (4) and at least one light outlet surface (5). The at least one light inlet surface (4) is equipped and arranged to inlet light (L) of the at least one semiconductor light source (2), and the light outlet surface (5) is rectangular. Light (6) exiting the light outlet surface (5) is substantially homogenous. The microscope (M) has at least one microscope illuminating system (1) and at least one TDI sensor (N) for receiving an image.

Description

Beschreibung description
Mikroskopbeleuchtung und Mikroskop Die Erfindung betrifft eine Mikroskopbeleuchtung, aufweisend mindestens eine Lichtquelle und mindestens ein Lichtmischele¬ ment mit mindestens einer Lichteintrittsfläche und mindestens einer Lichtaustrittsfläche, wobei die mindestens eine Licht¬ eintrittsfläche zum Eintritt von Licht der mindestens einen Lichtquelle eingerichtet und angeordnet ist und aus der The invention relates to a microscope illumination, comprising at least one light source and at least one Lichtmischele ¬ ment with at least one light entrance surface and at least one light exit surface, wherein the at least one light ¬ entrance surface for the entry of light of the at least one light source is set up and arranged and from the
Lichtaustrittsfläche austretendes Licht im Wesentlichen homo¬ gen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Mikroskop mit min¬ destens einer solchen Mikroskopbeleuchtung und mindestens einen TDI-Sensor für eine Bildaufnahme. Light exit surface emitted light is substantially homo ¬ conditions. The invention further relates to a microscope with at least ¬ least such a microscope illumination and at least one TDI sensor for image recording.
Bei der Halbleiterfertigung wird eine Qualität fertiger In semiconductor manufacturing, a quality is finished
Schaltungen optisch mit einem Mikroskop inspiziert. Damit ei¬ ne Qualitätskontrolle zuverlässig und in möglichst kurzer Zeit durchgeführt werden kann, erfolgt sie mittels einer au- tomatischen optischen Inspektion. Eine erforderliche hohe Geschwindigkeit der Bildaufnahme kann mit Zeilenkameras er¬ reicht werden, welche ein Bild eines zu inspizierenden Ob¬ jekts aufnehmen, während sich dieses unter dem Mikroskop vor¬ bei bewegt. Die Zeilenkameras unterstützen diese Objektbewe- gung durch eine Verwendung von sog. TDI("Time Delayed Integ¬ ration" ) -Sensoren . Dieser Sensortyp integriert die Signale von Objekten mit konstanter Geschwindigkeit über einen vorbestimmten Zeitraum und stellt auf diese Weise eine bei einer kurzen Belichtungszeit erforderliche Empfindlichkeit zur Ver- fügung. Trotz der hohen Empfindlichkeit der TDI-Sensoren müssen die Objekte wegen der typischerweise sehr kurzen Belichtungszeiten intensiv beleuchtet werden. Dazu werden bisher Hochdruck-Gasentladungslampen eingesetzt . Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Beleuchtung für ein Mikroskop bereitzustellen, insbesondere zur Verwendung bei einer Qualitätskontrolle. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Aus führungs formen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Mikroskopbeleuchtung oder Mikroskopbeleuchtungseinrichtung, aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle und mindestens ein Lichtmischelement mit mindestens einer Lichteintrittsfläche und mindestens ei¬ ner Lichtaustrittsfläche, wobei die mindestens eine Lichtein- trittsfläche zum Eintritt von Licht der mindestens einenCircuits visually inspected with a microscope. Thus ei ¬ ne quality control can be performed reliably and as quickly as possible, it is done by means of an auto- matic optical inspection. A required high speed of image capture can be used with line scan cameras he ¬ enough that receive an image of being inspected Whether ¬ jekts, as it moves under the microscope before ¬ at. The line cameras support this Objektbewe- supply through use of so-called. TDI ( "Time Delayed Integ ¬ ration") sensors. This type of sensor integrates the signals of objects at a constant speed over a predetermined period of time, thus providing a sensitivity required for a short exposure time. Despite the high sensitivity of the TDI sensors, the objects must be intensively illuminated because of the typically very short exposure times. For this purpose, high-pressure gas discharge lamps have hitherto been used. It is the object of the present invention to provide improved illumination for a microscope, in particular for use in quality control. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred shapes are Out guide insbesonde ¬ re gathered from the dependent claims. The object is achieved by a microscope illumination or microscope illumination device, comprising at least one semiconductor light source and at least one light mixing element with at least one light entry surface and at least ei ¬ ner light exit surface, wherein the at least one light entry surface for the entry of light of at least one
Halbleiterlichtquelle eingerichtet und angeordnet ist, die Lichtaustrittsfläche rechteckig ist und das aus der Lichtaus¬ trittsfläche austretendes Licht eine im Wesentlichen homogene Intensitätsverteilung aufweist. Die Intensitätsverteilung ist dabei von der Anwendung abhängig. In einer typischen Anwendung beträgt die absolute Intensitätsschwankung auf Lichtaus¬ trittsfläche bezogen weniger als 5 %, insbesondere weniger als 1 %. Diese Mikroskopbeleuchtung weist den Vorteil auf, dass ihre Lebensdauer von bisher ca. 500 Stunden auf typischerweise 10000 Stunden erhöht werden kann. Zudem ergeben sich die Vorteile, dass eine Mikroskopbeleuchtung mit einer besonders kompakten Bauform ermöglicht wird, dass durch eine Variation einer Zahl der Halbleiterlichtquellen ein Lichtstrom bis zu einem maximalen Wert, der durch die Größe der zu prüfenden Fläche und der Apertur des Mikroskopob ektives bestimmt ist, skalierbar ist und dass durch eine Variation einer Anordnung der Halbleiterlichtquellen eine Form einer Lichterzeugungs- fläche flexibel gestaltbar ist. Insbesondere falls eine ein¬ zelne Halbleiterlichtquelle nicht den Lichtstrom und/oder eine Leistungsdichte einer Gasentladungslampe erzeugen kann, können mehrere Halbleiterlichtquellen zur Beleuchtung verwendet werden . Semiconductor light source is arranged and arranged, the light exit surface is rectangular and the light emerging from the light ¬ exit surface light has a substantially homogeneous intensity distribution. The intensity distribution depends on the application. In a typical application, the absolute intensity variation of light from ¬ tread surface is based less than 5%, in particular less than 1%. This microscope illumination has the advantage that its life can be increased from previously about 500 hours to typically 10,000 hours. In addition, there are the advantages that a microscope illumination is made possible with a particularly compact design, that by a variation of a number of semiconductor light sources, a luminous flux up to a maximum value, which is determined by the size of the surface to be tested and the aperture of Mikroskopob ektives is scalable and that by a variation of an arrangement of the semiconductor light sources, a shape of a Lichtzeugungs- surface is flexible designable. In particular, if a one ¬ zelne semiconductor light source can not produce the luminous flux and / or a power density of a gas discharge lamp, a plurality of semiconductor light sources can be used for illumination.
Das Lichtmischelement kann insbesondere ein optisches Element sein, welches über seine Lichteintrittsfläche eintretendes Licht in seinem Inneren mischt, so dass das Licht vergleich- mäßigt aus der Lichtaustrittsfläche austritt. Dabei kann die Vergleichmäßigung eine Homogenisierung einer Lichtintensität und, bei verschiedenfarbigem eintretenden Licht, einer Lichtfarbe umfassen. The light mixing element may, in particular, be an optical element which mixes light entering through its light entrance surface in its interior, so that the light is compared to the light. moderately emerges from the light exit surface. In this case, the homogenization may comprise a homogenization of a light intensity and, in the case of differently colored incoming light, a light color.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlicht¬ quelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED) . Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln ge¬ nausten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder ge¬ meinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z. B. mindes¬ tens einen Diodenlaser aufweisen. Preferably, the at least one semiconductor light source ¬ comprises at least one light emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue, etc.) or multichrome (eg, white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; z. B. a white mixed light. The at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The at least one light-emitting diode can be present in the form of at least one individually ge ¬ ned LED or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"). The at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or ge ¬ common optics for beam guidance, z. At least one Fresnel lens, collimator, and so on. Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, z. Based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, eg polymer OLEDs) can generally also be used. Alternatively, the at least one semiconductor light source z. B. Minim ¬ least comprise a diode laser.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Mikroskopbeleuchtung mehrere in mindestens einer Reihe oder Zeile angeordnete Halb¬ leiterlichtquellen, insbesondere Leuchtdioden, aufweist. Die Form der Reihe ist einer Form eines bei einer Inspektion zu beleuchtenden Bereichs oder Objektzeile angepasst. Somit kann dadurch, dass eine Licht emittierende Fläche oder Emissions¬ fläche aus einzelne Emitterflächen mehrerer Halbleiterlicht¬ quellen zusammengefügt ist, die Form der Emissionsfläche der Form der zu beleuchtenden Fläche des Objekts bzw. der Form eines Lichtempfängers (insbesondere einer Kamera) zumindest grundsätzlich entsprechen. Diese Anordnung der Halbleiterlichtquellen ermöglicht eine wesentlich effektivere Beleuchtung der Objektzeile als mittels der Gasentladungslampe. Mit- tels der Gasentladungslampe kann nur ein kreisförmiges Ob¬ jektfeld beleuchtet werden, von dem aber nur ein rechteckiger Ausschnitt entlang des Kreisdurchmessers genutzt wird. Daher ist es möglich, mit der angepassten Halbleiterlichtquellenbe¬ leuchtung eine höhere Objektleuchtdichte als mit der Gasent- ladungslampe zu erzielen, und zwar trotz eines ggf. geringe¬ ren Ausgangslichtstroms der Halbleiterlichtquellen verglichen mit dem der Gasentladungslampe. It is an aspect that the microscope comprises a plurality of illumination disposed in at least one row or row ¬ semi-conductor light sources, especially light-emitting diodes. The shape of the row is adapted to a shape of an area or object line to be illuminated during an inspection. Thus, it can in that a light emitting surface or emission surface ¬ is assembled from individual sources emitter areas of a plurality of semiconductor light ¬, the shape of the emission surface of the shape of the illuminated surface of the object or the mold a light receiver (in particular a camera) correspond at least in principle. This arrangement of the semiconductor light sources allows a much more effective illumination of the object line than by means of the gas discharge lamp. Co- means of the gas discharge lamp can only be a circular Whether ¬ jektfeld be illuminated, of which only a rectangular cut along the circle diameter is used. Therefore, it is possible to achieve a higher luminance than the object with the gas discharge lamp with the adjusted Halbleiterlichtquellenbe ¬ lighting, despite a possibly low ¬ ren output light current of the semiconductor light sources as compared with the gas discharge lamp.
Die Halbleiterlichtquellen können in einer oder in mehreren, insbesondere parallelen, Reihen angeordnet sein. The semiconductor light sources can be arranged in one or more, in particular parallel, rows.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Lichtmischelement ein quaderförmiges Lichtmischelement ist. Dieses ermöglicht eine besonders effektive Lichtmischung, insbesondere für reihen- förmig angeordnete Halbleiterlichtquellen. It is a development that the light mixing element is a cuboid light mixing element. This allows a particularly effective mixing of light, in particular for row-shaped semiconductor light sources.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Lichtmischelement ein für das Licht totalreflektierender Körper ist. Das Lichtmischelement reflektiert also das in ihm laufende Licht an seiner Mantelfläche (d.h. insbesondere einer Oberfläche des Lichtmischelements außer der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche) aufgrund einer Totalreflexion. Dies er¬ möglicht eine besonders verlustarme Lichtführung . Der totalreflektierende Körper kann insbesondere ein Glaskör¬ per sein. It is still an embodiment that the light mixing element is a totally reflecting body for the light. The light mixing element thus reflects the light traveling in it on its lateral surface (ie in particular a surface of the light mixing element except the light entrance surface and the light exit surface) due to total reflection. This he ¬ allows a particularly low-loss light guide. The total reflecting body can be a Glaskör ¬ per particular.
Die Mantelfläche kann zumindest bereichsweise mit einer Man¬ telschicht belegt sein. The circumferential surface may be ¬ telschicht is at least partially with a Man.
Alternativ kann eine Mantelfläche des Lichtmischelements zu¬ mindest bereichsweise mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sein. Alternativ oder zusätzlich zu dem totalreflektierenden Körper als dem Lichtmischelement kann eine Streuscheibe als das Licht¬ mischelement in einem Beleuchtungsstrahlengang vorhanden sein. Alternatively, a lateral surface of the light mixing element may be provided with a reflective coating at least in regions. Alternatively, or in addition to the totally reflecting body as the light mixing member comprises a diffusion plate as the light ¬ mixing element in an illumination beam path may be present.
Es ist eine für eine Qualitätskontrolle in der Halbleiterfer¬ tigung besonders bevorzugte Ausgestaltung, dass die Mikro¬ skopbeleuchtung drei bis fünfzehn, insbesondere fünf bis zehn, in einer Reihe angeordnete Halbleiterlichtquellen auf- weist. Hierdurch wird eine ausreichende Beleuchtungsstärke mit geringem Aufwand ermöglicht. It is an especially preferred for quality control in the Halbleiterfer ¬ actuating configuration that the micro ¬ skopbeleuchtung has three to fifteen, and in particular five to ten, are arranged in a number of semiconductor light sources up. As a result, a sufficient illuminance is made possible with little effort.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle ein jeweiliger Leuchtdiodenchip (LED-Chip) ist. Die Leuchtdiodenchips lassen sich im Gegensatz zu einzeln gehäusten Leuchtdioden sehr dicht packen, was eine besonders kompakte und homogen abstrahlende Emissions¬ fläche ermöglicht. Es ist ferner eine günstige Ausgestaltung, dass ein Aspekt¬ verhältnis der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustritts¬ fläche zwischen ca. 5:1 und ca. 10:1 beträgt. It is yet a further embodiment that the at least one semiconductor light source is a respective light-emitting diode chip (LED chip). The LED chips can be densely packed as opposed to individually packaged LEDs, allowing a particularly compact and homogeneous radiating emission ¬ surface. It is a further advantageous embodiment, that an aspect ratio ¬ the light entry surface and the light exit surface ¬ between about 5: 1 and about 10: 1.
Es ist auch eine günstige Ausgestaltung, dass eine Breite B der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche zwi¬ schen ca. 5 mm und ca. 10 mm beträgt und eine zugehörige Höhe H ca. 1 mm beträgt. It is also an advantageous embodiment that a width B of the light entry surface and the light exit surface Zvi ¬ rule about 5 mm and about 10 mm and a corresponding height H is approximately 1 mm.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass eine Tiefe T oder Länge des Lichtmischelements mindestens 10 mm, insbesondere zwischen ca. 50 mm und ca. 100 mm beträgt. So lässt sich eine immer noch kompakte Bauform bei einer gleichzeitig guten Lichtmischung erreichen. Je tiefer oder länger das Lichtmischelement gewählt wird, desto besser wird die Lichtmi- schung. Allgemein kann eine Schwankung des Lichtstroms oder der It is also an embodiment that a depth T or length of the light mixing element is at least 10 mm, in particular between about 50 mm and about 100 mm. Thus, a still compact design can be achieved with a good light mixture at the same time. The deeper or longer the light mixing element is selected, the better the light mixture will be. In general, a fluctuation of the luminous flux or the
Lichtintensität vorzugsweise in einem Bereich von 1 % oder weniger gehalten werden. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Mikroskop, aufweisend mindestens eine Mikroskopbeleuchtung wie oben beschrieben und mindestens einen TDI-Sensor für eine Bildaufnahme. Jedoch ist die Erfindung nicht auf TDI-Sensoren beschränkt und kann z. B. auch übliche Bildpunktsensoren wie CCD-Sensoren usw. umfassen. Light intensity preferably be kept in a range of 1% or less. The object is also achieved by a microscope having at least one microscope illumination as described above and at least one TDI sensor for image acquisition. However, the invention is not limited to TDI sensors and may, for. B. also include conventional pixel sensors such as CCD sensors, etc.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Aus führungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei kön nen zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemen te mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. In the following figures, the invention will be described schematically with reference to an imple mentation example. It Kings nen for clarity identical or equivalent Elemen te be provided with the same reference numerals.
Fig. 1 skizziert einen Grundaufbau eines Mikroskops zur Fig. 1 outlines a basic structure of a microscope for
Qualitätssicherung;  Quality control;
Fig. 2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Fig. 2 shows a sectional view in side view of a
Mikroskopbeleuchtung mit einer Gasentladungslampe als Lichtquelle nach dem Stand der Technik; Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Mikroskopbeleuchtung in einer Draufsicht; und  Microscope illumination with a gas discharge lamp as a light source according to the prior art; Fig. 3 shows a microscope illumination according to the invention in a plan view; and
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Mikroskopbeleuchtung in einer Seitenansicht. 4 shows the microscope illumination according to the invention in a side view.
Fig.l skizziert einen Grundaufbau eines Mikroskops M zur Qua¬ litätssicherung. Das Mikroskop M weist eine Mikroskopbeleuchtung ( seinrichtung) I auf, welche eine Lichtquelle Q aufweist. Von der Lichtquelle Q wird Licht L in Form eines Strahlbün¬ dels auf einen semipermeablen Spiegel S gestrahlt und dort in Richtung einer zu inspizierenden Probe P reflektiert. Dabei ist zwischen dem semipermeablen Spiegel S und der Probe P ein Mikroskopob ektiv 0 eingebracht. Fig.l outlining a basic structure of microscope M to Qua ¬ surance. The microscope M has a microscope illumination (device) I, which has a light source Q. From the light source Q light L is irradiated in the form of a trade Strahlbün ¬ a semipermeable mirror S and where it is reflected towards a sample to be inspected P. In this case, a Mikroskopob ektiv 0 is introduced between the semipermeable mirror S and the sample P.
Die Probe P befindet sich in einem Ob ektbereich OB des Mikroskops M und wird mittels einer Verfahreinheit V linear durch den Objektbereich OB bewegt. Auf die Probe P auftref- fendes Licht L wird durch das Mikroskopob ektiv 0 zurückge¬ worfen, durchläuft unreflektiert den semipermeablen Spiegel S und trifft auf eine Zeilenkamera in Form einer TDI-Kamera K mit mindestens einem TDI-Sensor N. The sample P is located in an ob ect area OB of the microscope M and is moved linearly by means of a positioning unit V through the object area OB. On the sample P auftref- fendes light L is rejected by the Mikroskopob ektiv 0 zurückge ¬ , passes through the unreflective semipermeable mirror S and applies to a line scan camera in the form of a TDI camera K with at least one TDI sensor N.
Die TDI-Kamera K liefert Daten zur Auswertung an eine Datenverarbeitungseinheit A, welche auch einen Treiber D für die Verfahreinheit V und einen Controller C für die TDI-Kamera K (für eine Kamerasteuerung oder -regelung) und das Mikroskop- objektiv 0 (für eine Fokussteuerung oder -regelung) ansteuert. Der Treiber D und der Controller C können auch miteinander kommunizieren. The TDI camera K supplies data for evaluation to a data processing unit A, which also includes a driver D for the movement unit V and a controller C for the TDI camera K (for a camera control or regulation) and the microscope objective 0 (for a Focus control or regulation). The driver D and the controller C can also communicate with each other.
Fig.2 skizziert als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Mikroskopbeleuchtung I mit einer Gasentladungslampe G als der Lichtquelle Q nach dem Stand der Technik. Ein elliptischer Spiegel R fokussiert das von einem Gasentladungsbereich GD der Gasentladungslampe G ausgesandte Licht L auf eine als ei¬ ne Lichteintrittsfläche Li dienende Stirnfläche eines Glas- stabs GS mit einem kreisförmigen Querschnitt. Durch Totalre¬ flexion innerhalb des Glasstabs GS wird das Licht L gemischt und tritt an einer als Lichtaustrittsfläche Lo dienenden ent¬ gegengesetzten Stirnseite mit einer gleichmäßigen Verteilung über den Querschnitt aus. Ein nachgeschaltetes Mikroskopob- jektiv 0 bildet die aus der Lichtaustrittsfläche Lo ausgetre¬ tene Lichtverteilung auf den Objektbereich OB ab, in der sich das zu beleuchtende Objekt, die Probe P, befindet. 2 is a sectional side view of a microscope illumination I with a gas discharge lamp G as the light source Q according to the prior art. An elliptical mirror R focuses the light emitted by a gas discharge area GD of the gas discharge lamp G light L to a serving as the egg ¬ ne light entry surface Li end face of a glass rod GS with a circular cross-section. By Totalre ¬ flexion within the glass rod GS, the light L is mixed and exits with a uniform distribution over the cross section at a serving as a light exit surface Lo ent ¬ against opposite end face. A downstream Mikroskopob- objectively 0 forms the ausgetre from the light exit surface Lo ¬ tene light distribution from the object OB area in which the object to be illuminated, the sample P is located.
Entsprechend der Form des Stabendes ist der beleuchtete Ob- jektbereich OB in Draufsicht kreisförmig, wie durch das rechte Teilbild angedeutet. Da die Zeilenkamera K aber nur einen rechteckigen Ausschnitt (durch eine Strichpunktlinie angedeu¬ tet) sieht, kann das Licht L, das in den Kreisbereich außerhalb des rechteckigen Ausschnitts fällt, nicht genutzt wer- den. Fig.3 zeigt eine erfindungsgemäße Mikroskopbeleuchtung 1 in einer Draufsicht und Fig.4 zeigt die Mikroskopbeleuchtung 1 in einer Seitenansicht. Die Mikroskopbeleuchtung 1 weist fünf LED-Chips 2 mit jeweili¬ gen Emitterflächen von ca. 1 mm x 1 mm auf, die dicht benachbart in einer Reihe oder Zeile angeordnet sind. Ein Aspektver¬ hältnis des gemeinsamen Emissionsbereichs von 5 mm x 1 mm be¬ trägt somit ca. 5:1. Es ist bevorzugt, dass das Aspektverhält- nis der Reihe möglichst gut einem Aspektverhältnis der Zeilen¬ kamera K, insbesondere des TDI-Sensors N, entspricht. Corresponding to the shape of the rod end, the illuminated object region OB is circular in plan view, as indicated by the right partial image. However, since the line camera K sees only a rectangular cut-out (by a chain line angedeu ¬ tet) the light L, which falls within the county area outside the rectangular area can not advertising used to. 3 shows a microscope illumination 1 according to the invention in a plan view and FIG. 4 shows the microscope illumination 1 in a side view. The microscope illumination 1 includes five LED chips 2 with jeweili ¬ gen emitter areas of about 1 mm x 1 mm, which are disposed closely adjacent in a row or line. A Aspektver ¬ ratio of common emission range of 5 mm x 1 mm be ¬ thus contributes approximately 5: 1. It is preferable that the aspect ratio of the series as well as possible corresponds to an aspect ratio of rows ¬ camera K, in particular of the TDI sensor N.
Ein Lichtmischelement 3 in Form eines Glasquaders ist den LED- Chips nachgeschaltet. Das Lichtmischelement 3 weist eine den LED-Chips 2 gegenüberliegende Lichteintrittsfläche 4 (Stirnflä¬ che des Quaders) und eine durch die dazu abgewandte Stirnfläche gebildete Lichtaustrittsfläche 5 mit den Maßen B x H = 5 mm x 1 mm auf. Die Lichteintrittsfläche 4 und die Lichtaustrittsflä¬ che 5 weisen also die gleiche rechteckige Form mit einem As- pektverhältnis von ca. 5:1 auf. Die Länge oder Tiefe T desA light mixing element 3 in the form of a glass cuboid is connected downstream of the LED chips. The light mixing element 3 has a light entry surface 4 facing the LED chips 2 (end face of the cuboid) and a light exit surface 5 with the dimensions B x H = 5 mm x 1 mm formed by the end face facing away from it. The light entrance surface 4 and the Lichtaustrittsflä ¬ che 5 thus have the same rectangular shape with a aspect ratio of about 5: 1 on. The length or depth T of the
Lichtmischelements 3 beträgt 50 mm bis 100 mm. In dem Licht¬ mischelement 3 wird von den LED-Chips 2 einfallendes Licht L so gemischt, dass an der Lichtaustrittsfläche 5 das Licht L hoch¬ gradig gleichförmig über die Fläche verteilt austritt. Light mixing element 3 is 50 mm to 100 mm. In the light ¬ mixing element 3, incident light from the LED chip 2 L is mixed so that the light L emerges high ¬ gradig uniformly distributed over the surface on the light exit surface. 5
Das dem Lichtmischelement 3 nachgeschaltete Mikroskopob ektiv 0 bildet die rechteckförmige Lichtaustrittsfläche 5 auf den Ob¬ jektbereich 6 ab und beleuchtet den Bereich, den die Zeilenka¬ mera K, insbesondere TDI-Sensor N, sieht. Deshalb wird im Ge- gensatz zu der Beleuchtung mit der Gasentladungslampe G ein weit höherer Teil des Lichts, das auf den Objektbereich 6 fällt, genutzt. The Mikroskopob ektiv 0 downstream of the light mixing element 3 forms the rectangular light exit surface 5 on the Ob ¬ jektbereich 6 and illuminates the area that the Keilenka ¬ mera K, in particular TDI sensor N, sees. Therefore, in contrast to the illumination with the gas discharge lamp G, a much higher part of the light incident on the object area 6 is used.
Als ein Beispiel für eine Überlegenheit der erfindungsgemäßen Mikroskopbeleuchtung 1 wird nun eine optische Simulation der Mikroskopbeleuchtung M mit der Gasentladungslampe G einerseits und mit den Leuchtdioden 2 als der Lichtquelle Q ande¬ rerseits beschrieben. Bei der Gasentladungslampe G handelt es sich in diesem Bei¬ spiel um eine Xenon-Hochdrucklampe mit einem Ausgangslicht¬ strom des Plasmas von 10000 Im. Das Mikroskopob ektiv 0 mit einer numerischen Apertur von 0,15 beleuchtet den Objektbereich OB. Auf einem genutzten rechteckigen Bereich von beispielsweise 4,6 mm mal 0,14 mm des Objektbereichs OB trifft Licht noch mit 5 Lumen (Im) auf. Für die Mikroskopbeleuchtung 1 werden fünf einzelne LEDs 2 zu einer Zeile mit der Fläche von 5 mm x 1 mm zusammengefasst . Ein Gesamtlichtstrom der LEDs 2 beträgt 3900 Im. Das abbildende Mikroskopobjektiv 0 und der abgefühlte rechteckige Ob¬ jektbereich sind denen aus dem Beispiel der Gasentladungslam- pe G gleich. Von dem Lichtstrom der LEDs 2 von 3900 Im gelangen noch 10 Im auf den rechteckigen Objektbereich 6. Das Verhältnis von nutzbarem Lichtstrom zu einem Gesamtlichtstrom der Lichtquelle G oder 2 liegt bei der LED-Beleuchtung etwa um den Faktor fünf höher als bei der Beleuchtung mit der Gas- entladungslampe G. As an example of the superiority of the microscope illumination 1 of the invention, an optical simulation of the microscope illumination M with the gas discharge lamp G on the one hand and with the light emitting diodes 2 is now described as the light source Q walls hand, ¬. The gas discharge lamp G in this example is a xenon high-pressure lamp with an output light current of the plasma of 10,000 Im. The microscope objective 0 with a numerical aperture of 0.15 illuminates the object region OB. On a used rectangular area of, for example, 4.6 mm by 0.14 mm of the object area OB, light still strikes with 5 lumens (Im). For the microscope illumination 1, five individual LEDs 2 are combined into a row with the area of 5 mm × 1 mm. A total luminous flux of the LEDs 2 is 3900 Im. The imaging microscope objective 0 and the sensed rectangular Whether ¬ jektbereich are those of the example of Gasentladungslam- pe G equal. From the luminous flux of the LEDs 2 of 3900 Im reach 10 Im on the rectangular object area 6. The ratio of usable luminous flux to a total luminous flux of the light source G or 2 is about five times higher in the LED illumination than in the illumination with the Gas discharge lamp G.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.

Claims

Patentansprüche claims
1. Mikroskopbeleuchtung (1), aufweisend 1. microscope illumination (1), comprising
- mindestens eine Halbleiterlichtquelle (2) und  - At least one semiconductor light source (2) and
- mindestens ein Lichtmischelement (3) mit mindestens einer Lichteintrittsfläche (4) und mindestens einer Lichtaus¬ trittsfläche (5), - at least one light mixing element (3) with at least one light entry surface (4) and at least one light output ¬ tread surface (5),
wobei in which
- die mindestens eine Lichteintrittsfläche (4) zum Eintritt von Licht (L) der mindestens einen Halbleiterlichtquelle - The at least one light entry surface (4) for the entry of light (L) of the at least one semiconductor light source
(2) eingerichtet und angeordnet ist und (2) is set up and arranged and
- die Lichtaustrittsfläche (5) rechteckig ist und das aus der Lichtaustrittsfläche (5) austretendes Licht (L) eine im Wesentlichen homogene Intensitätsverteilung aufweist.  - The light exit surface (5) is rectangular and the light emerging from the light exit surface (5) light (L) has a substantially homogeneous intensity distribution.
2. Mikroskopbeleuchtung (1) nach Anspruch 1, aufweisend mehrere in mindestens einer Reihe angeordnete Halbleiterlicht¬ quellen (2), wobei das Lichtmischelement (3) ein quaderförmiges Lichtmischelement ist. 2. microscope illumination (1) according to claim 1, comprising a plurality of arranged in at least one row semiconductor light sources ¬ (2), wherein the light mixing element (3) is a cuboid light mixing element.
3. Mikroskopbeleuchtung (1) nach Anspruch 2, wobei das Lichtmischelement (3) ein für das in ihm laufende Licht totalre¬ flektierender Körper ist. 3. microscope illumination (1) according to claim 2, wherein the light mixing element (3) is a totalre for the current in it light ¬ inflectional body.
4. Mikroskopbeleuchtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend drei bis fünfzehn, insbesondere fünf bis zehn, in einer Reihe angeordnete Halbleiterlichtquellen (2) . 4. microscope illumination (1) according to any one of the preceding claims, comprising three to fifteen, in particular five to ten, arranged in a row semiconductor light sources (2).
5. Mikroskopbeleuchtung (1) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (2) ein jeweiliger Leuchtdiodenchip ist. 5. microscope illumination (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one semiconductor light source (2) is a respective light-emitting diode chip.
6. Mikroskopbeleuchtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei ein Aspektverhältnis der Lichteintrittsfläche (4) und der Lichtaustrittsfläche (5) zwischen ca. 5:1 und ca. 10:1 beträgt . 6. microscope illumination (1) according to one of claims 2 to 5, wherein an aspect ratio of the light entry surface (4) and the light exit surface (5) between about 5: 1 and about 10: 1.
7. Mikroskopbeleuchtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Breite (B) der Lichteintrittsfläche (4) und der Lichtaustrittsfläche (5) zwischen ca. 5 mm und ca. 10 mm beträgt und eine zugehörige Höhe (H) ca. 1 mm beträgt. 7. microscope illumination (1) according to any one of the preceding claims, wherein a width (B) of the light entry surface (4) and the light exit surface (5) between about 5 mm and about 10 mm and an associated height (H) is about 1 mm.
8. Mikroskopbeleuchtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Tiefe (T) des Lichtmischelements (3) min¬ destens 10 mm, insbesondere zwischen ca. 50 mm und ca. 100 mm beträgt . 8. microscope illumination (1) according to any one of the preceding claims, wherein a depth (T) of the light mixing element (3) min ¬ least 10 mm, in particular between about 50 mm and about 100 mm.
9. Mikroskop (M) , aufweisend mindestens eine Mikroskopbe¬ leuchtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mindestens einen TDI-Sensor (N) für eine Bildaufnahme. 9. microscope (M), comprising at least one Mikroskopbe ¬ illumination (1) according to one of the preceding claims and at least one TDI sensor (N) for image acquisition.
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