JP2002221664A - Optical device and microscope - Google Patents

Optical device and microscope

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JP2002221664A
JP2002221664A JP2001015910A JP2001015910A JP2002221664A JP 2002221664 A JP2002221664 A JP 2002221664A JP 2001015910 A JP2001015910 A JP 2001015910A JP 2001015910 A JP2001015910 A JP 2001015910A JP 2002221664 A JP2002221664 A JP 2002221664A
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Japan
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light
light emitting
emitting
illuminated
optical
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JP2001015910A
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Japanese (ja)
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Naoshi Aikawa
直志 相川
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Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device having an illuminator not provided with an illumination lens system capable of uniformly illuminating an object to be illuminated. SOLUTION: The surface light emitting illuminator 7 of the optical device consisting of the surface light emitting illuminator 7, an object 12 to be illuminated and an imagery optical system 13 for forming the image of the object 12 to be illuminated comprises a light emitting device 8 consisting of an assemblage of surface light emitting elements and/or light emitting elements, a support 9 for supporting the light emitting device 8, a power source device 10 for supplying electricity to the assemblage of the surface light emitting elements or the light emitting elements and a light emitting state controller 11 for controlling the light emitting state, such as emitted light intensity or emitted light intensity distribution, of the surface light emitting elements or the light emitting elements.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡のように照
明された被照明物体を結像光学系を介して結像する光学
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device for forming an image of an illuminated object such as a microscope via an image forming optical system.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、顕微鏡標本のような被照明物体の照
明は、フィラメント光源やショートアーク光源のように
発光部の大きさが大きくても数ミリ程度の発光源を利用
し、光源と被照明物体との間にレンズ等を配置して数ミ
リ程度の発光源から被照明体を照明する視野と開口を確
保していた。このように、光源と被照明物体の中間にレ
ンズを用いた代表的な照明方法としてクリティカル照明
やケーラー照明がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, an object to be illuminated such as a microscope specimen is illuminated by using a light source having a size of several millimeters even if the size of a light emitting portion is large, such as a filament light source or a short arc light source. A lens and the like are arranged between the light source and the object to secure a field of view and an aperture for illuminating the illuminated object from a light emitting source of about several mm. As described above, there are critical illumination and Koehler illumination as typical illumination methods using a lens between the light source and the illuminated object.

【0003】例えばクリティカル照明の場合は、その一
例としては、光源側に設けられた補助集光レンズ群の焦
点付近に発光源を置きこの補助集光レンズによる平行光
束を被測定物側のサブステーション・コンデンサーレン
ズ群(以後コンデンサーレンズ群と記す)に送り込みそ
の後焦点付近に光源像を作り、ここに被照明物体を置き
照明するというのが一般的である。しかしながら、クリ
ティカル照明の場合は、光源の像がそのまま観察すべき
視野に現れるので、視野の明るさムラを無くしにくいと
言う欠点がある。
[0003] For example, in the case of critical illumination, as an example, a light source is placed near the focal point of an auxiliary condenser lens group provided on the light source side, and a parallel light beam from the auxiliary condenser lens is transmitted to a substation on the object side. In general, the light is sent to a condenser lens group (hereinafter referred to as a condenser lens group), and then a light source image is formed near a focal point, and an object to be illuminated is illuminated here. However, in the case of critical illumination, since the image of the light source appears in the visual field to be observed as it is, there is a disadvantage that it is difficult to eliminate the unevenness in the brightness of the visual field.

【0004】このような照明ムラを改善した照明方法と
してケーラー照明がある。
There is Koehler illumination as an illumination method which has improved such illumination unevenness.

【0005】しかし、前述の両照明方法とも補助集光レ
ンズ群やコンデンサーレンズ群を必要とするため照明光
学系が大きくなるという問題がある。
However, both of the above-mentioned illumination methods require an auxiliary condenser lens group and a condenser lens group, and thus have a problem that the illumination optical system becomes large.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように顕微鏡の照
明系では、被照明物体に均一な照明を行うためには多く
の光学部品と比較的長い照明光路長を必要とする。
As described above, the illumination system of a microscope requires many optical components and a relatively long illumination optical path length to uniformly illuminate an object to be illuminated.

【0007】また、一般に結像光学系は、その倍率や開
口数によって結像面での明るさが変わる。よって、結像
光学系を切り替えたり、ズーミングしたりした時、照明
装置は被照明物体への照明光をその特性に合わせ最適な
明るさに調整しなおすことが望ましい。
In general, the brightness of an image forming optical system changes with the magnification and the numerical aperture. Therefore, when the imaging optical system is switched or zooming is performed, it is desirable that the illuminating device adjusts the illumination light to the illuminated object to the optimum brightness in accordance with the characteristics thereof.

【0008】さらに、結像光学系は結像面上の位置によ
って明るさが異なり、光軸上に比べて視野の周辺部で
は、一般に結像面の明るさは減少するため、照明装置は
結像面上での明るさを均一にするよう照明することが望
ましい。
Further, the brightness of the image forming optical system differs depending on the position on the image forming surface, and the brightness of the image forming surface generally decreases at the peripheral portion of the visual field as compared with on the optical axis. It is desirable to illuminate so as to make the brightness on the image plane uniform.

【0009】本発明の目的は、照明装置がコンパクトで
あり、しかも被照明物体を明るさムラなく照明して結像
できる光学装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical device having a compact illumination device and capable of illuminating an object to be illuminated with uniform brightness and forming an image.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明にかかる光学装置は、被照明物体を結像光学
系を介して結像させる光学装置において、前記被照明物
体の近傍に面発光照明装置を配置したことを特徴として
いる。
In order to achieve the above object, an optical device according to the present invention is an optical device for forming an image of an object to be illuminated through an imaging optical system. It is characterized in that a surface-emitting lighting device is arranged.

【0011】さらに、本発明の光学装置において、前記
面発光照明装置は、好ましくは発光制御可能な発光装置
を含み、前記面発光照明装置は、さらに前記発光装置の
発光状態制御装置を具備している。
Further, in the optical device according to the present invention, the surface emitting lighting device preferably includes a light emitting device capable of controlling light emission, and the surface emitting lighting device further includes a light emitting state control device of the light emitting device. I have.

【0012】また、本発明の光学装置において、前記発
光装置は、好ましくは面発光素子から成る。
Further, in the optical device of the present invention, the light emitting device preferably comprises a surface light emitting element.

【0013】さらにまた、本発明の光学装置において、
前記面発光素子は、液晶パネルまたはELパネルまたは
PDPから構成することができる。
Furthermore, in the optical device of the present invention,
The surface light emitting device may be formed of a liquid crystal panel, an EL panel, or a PDP.

【0014】さらに、本発明の光学装置において、前記
発光装置は、発光素子の集合体から構成することができ
る。
Further, in the optical device according to the present invention, the light emitting device may be constituted by an aggregate of light emitting elements.

【0015】さらに、本発明の光学装置において、前記
発光素子の集合体は、LEDまたは半導体発光素子から
構成することができる。ここでLEDは、白色LEDも
含む。
Further, in the optical device according to the present invention, the aggregate of the light emitting elements may be constituted by an LED or a semiconductor light emitting element. Here, the LED also includes a white LED.

【0016】さらにまた、本発明の光学装置において、
前記面発光照明装置は、前記発光装置からの光を散乱さ
せるための光散乱板を具備することができる。
Further, in the optical device of the present invention,
The surface emitting lighting device may include a light scattering plate for scattering light from the light emitting device.

【0017】さらに、本発明の光学装置において、前記
面発光照明装置は、発光装置と該発光装置用絞りを具備
することができる。
Further, in the optical device according to the present invention, the surface emitting lighting device may include a light emitting device and a stop for the light emitting device.

【0018】さらに、本発明の光学装置において、前記
絞りは、光透過率特性を制御可能な光透過率可変素子か
ら構成することができる。
Further, in the optical device according to the present invention, the stop may be constituted by a light transmittance variable element capable of controlling light transmittance characteristics.

【0019】さらに、本発明の光学装置において、前記
光透過率可変素子は、液晶から構成することができる。
Further, in the optical device according to the present invention, the variable light transmittance element may be composed of a liquid crystal.

【0020】さらに、本発明の光学装置において、前記
液晶は、前記結像光学系の光軸に回転対称な光透過率分
布を有し、前記発光状態制御装置は、前記結像光学系の
結像特性に応じ、前記液晶の光透過率を制御可能にする
ことができる。
Further, in the optical device according to the present invention, the liquid crystal has a light transmittance distribution which is rotationally symmetric with respect to the optical axis of the image forming optical system, and the light emission state control device includes a light emitting device. The light transmittance of the liquid crystal can be controlled according to the image characteristics.

【0021】さらに、本発明では被照明物体を載置する
ステージと、前記被照明物体の像を結像させる結像光学
系と、前記ステージの近傍に設けられ、前記被照明物体
を近傍から照明する面発光照明装置とを具備することを
特徴とする顕微鏡を提供する。
Further, according to the present invention, a stage on which an object to be illuminated is mounted, an imaging optical system for forming an image of the object to be illuminated, and a light source for illuminating the object to be illuminated from the vicinity are provided near the stage. And a surface-emitting lighting device.

【0022】[0022]

【発明の実施形態】以下、本発明の第1の実施の形態に
ついて図面に基づき詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0023】図1は本発明の第1の実施の形態にかかる
顕微鏡の側面図であり、図2は図1の面発光照明装置の
拡大概略的説明図である。図3は図1で示した顕微鏡の
結像光学系および面発光照明装置の模式的説明図であ
る。図4は図2に示した面発光照明装置の発光装置表面
に光散乱板を配置した図である。
FIG. 1 is a side view of a microscope according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged schematic explanatory view of the surface emitting lighting device of FIG. FIG. 3 is a schematic explanatory view of the image forming optical system and the surface emitting illumination device of the microscope shown in FIG. FIG. 4 is a diagram in which a light scattering plate is arranged on the surface of the light emitting device of the surface emitting lighting device shown in FIG.

【0024】図1の顕微鏡は、顕微鏡本体1、鏡筒2、
接眼レンズ3、リボルバー4、対物レンズ5、載物台6
および面発光照明装置7(電源および発光状態制御装置
は図示せず)から構成されている。載物台6に置かれた
標本である被照明物体(図示せず)は面発光照明装置7
で照明され、照明像は対物レンズ5、鏡筒2、接眼レン
ズ3を介して拡大観察される。拡大倍率の変更は、リボ
ルバー4に取り付けられた対物レンズ5を変更するこ
と、および接眼レンズ3の倍率を変えること、または対
物レンズ5と鏡筒の間にズーム装置(図示せず)を設置
しておき、ズーム倍率を変えることで行われる。被照明
物体である標本を照明する面発光照明装置7は載物台6
の近傍に配置されている。
The microscope shown in FIG. 1 has a microscope main body 1, a lens barrel 2,
Eyepiece 3, revolver 4, objective lens 5, stage 6
And a surface-emitting lighting device 7 (a power supply and a light-emitting state control device are not shown). An object to be illuminated (not shown) which is a sample placed on the stage 6 is a surface-emitting illuminating device 7.
The illumination image is magnified and observed through the objective lens 5, the lens barrel 2, and the eyepiece 3. The magnification can be changed by changing the objective lens 5 attached to the revolver 4 and changing the magnification of the eyepiece 3, or by installing a zoom device (not shown) between the objective lens 5 and the lens barrel. This is done by changing the zoom magnification. A surface-emitting lighting device 7 for illuminating a sample that is an object to be illuminated
Are arranged in the vicinity.

【0025】図2は図1に示した面発光照明装置7の拡
大概略的説明図である。面発光照明装置7は、面発光素
子および、または発光素子の集合体からなる発光装置8
と、発光装置8を支持する支持体9と、面発光素子また
は発光素子の集合体に電気を供給する電源装置10と、
面発光素子または発光素子の発光強度や発光分布等の発
光状態を制御する発光状態制御装置11から構成されて
いる。
FIG. 2 is an enlarged schematic explanatory view of the surface emitting lighting device 7 shown in FIG. The surface-emitting lighting device 7 includes a light-emitting device 8 including a surface-emitting element and / or an aggregate of light-emitting elements.
A support 9 for supporting the light-emitting device 8, a power supply device 10 for supplying electricity to the surface light-emitting element or the aggregate of the light-emitting elements,
The light emitting device includes a light emitting state control device 11 for controlling a light emitting state of a surface light emitting element or a light emitting element such as light emission intensity and light emission distribution.

【0026】図3は図1に示した顕微鏡の結像光学系1
3および面発光照明装置7の模式的説明図であり、面発
光照明装置7により照明される被照明物体12は結像光
学系13を介して結像面14に結像する。図中15は結
像光学系13の実視野を、そして16は発光装置8の照
明光の発散角度を示している。被照明物体12は発光装
置8に接する位置または発光装置8の極近傍に置かれ
る。
FIG. 3 shows an imaging optical system 1 of the microscope shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic explanatory view of the surface emitting illumination device 3 and an illumination target 12 illuminated by the surface emitting illumination device 7 forms an image on an imaging surface 14 via an imaging optical system 13. In the figure, reference numeral 15 denotes an actual field of view of the imaging optical system 13, and reference numeral 16 denotes a divergence angle of illumination light of the light emitting device 8. The illuminated object 12 is placed at a position in contact with the light emitting device 8 or at a position very close to the light emitting device 8.

【0027】ここで結像光学系13は結像面14に実視
野15の範囲を結像させることができるとき、発光装置
8の大きさが実視野15より大きい面発光照明装置7を
配置することで、結像光学系13の全視野を照明するこ
とができる。
Here, when the imaging optical system 13 can form an image in the range of the real field 15 on the image plane 14, the surface emitting illumination device 7 in which the size of the light emitting device 8 is larger than the real field 15 is arranged. Thus, the entire visual field of the imaging optical system 13 can be illuminated.

【0028】面発光照明装置7は、光が発光装置8の全
面から大きな発散角度16で被照明物体12に照射され
る。発散角度16が結像光学系13の開口を満たす面発
光照明装置7を配置することで、結像光学系13の瞳を
満たす照明をすることができる。ここで発光装置8はほ
ぼ平面であり、その発光領域の形状と大きさは任意に構
成することができる。
In the surface emitting lighting device 7, light is emitted from the entire surface of the light emitting device 8 to the illuminated object 12 at a large divergence angle 16. By arranging the surface emitting illumination device 7 in which the divergence angle 16 satisfies the opening of the imaging optical system 13, illumination that satisfies the pupil of the imaging optical system 13 can be performed. Here, the light emitting device 8 is substantially flat, and the shape and size of the light emitting region can be arbitrarily configured.

【0029】ここで、仮に従来のクリティカル照明と同
じように面発光照明装置7を被照明物体12と共役な位
置またはその近傍に置くことでも、被照明物体12にお
ける照明光の照明範囲が実視野15よりも大きく、発散
角度が結像光学系13の開口を満たしていれば同様の効
果が得られることは言うまでも無い。
Here, even if the surface-emitting lighting device 7 is placed at a position conjugate with the illuminated object 12 or in the vicinity of the illuminated object 12, similarly to the conventional critical illumination, the illumination range of the illuminated light on the illuminated object 12 can be reduced to the actual field of view. If the divergence angle is larger than 15 and the divergence angle satisfies the aperture of the imaging optical system 13, it goes without saying that the same effect can be obtained.

【0030】発光装置8の面発光素子には、例えばバッ
クライト付きの液晶パネル、EL(エレクトロ・ルミネ
ッセンス)パネルやPDP(プラズマ・ディスプレイ・
パネル)や、写真フィルム観察用のライトボックスなど
が、発光素子の集合体には、例えばLEDや半導体発光
素子などが使用可能である。
The surface light emitting element of the light emitting device 8 includes, for example, a liquid crystal panel with a backlight, an EL (electroluminescence) panel, and a PDP (plasma display).
Panels), light boxes for observing photographic films, and the like, and as an aggregate of light emitting elements, for example, LEDs and semiconductor light emitting elements can be used.

【0031】また、光ファイバの集合体(バンドルファ
イバ)を平面に配置し、他端から光を入射し発光装置8
とすることも可能である。この場合の光源としては、電
球、蛍光灯、ハロゲンランプ、ネオンランプや水銀ラン
プなどの光源を使うことができる。
An assembly of optical fibers (bundle fiber) is arranged on a plane, and light enters from the other end to emit light.
It is also possible to use In this case, a light source such as a light bulb, a fluorescent lamp, a halogen lamp, a neon lamp, or a mercury lamp can be used.

【0032】発光装置8に上記のような発光素子の集合
体やバンドルファイバを用いた場合、個別の発光素子を
集めたことに伴う発光素子間の境界部分(素子分離境界
領域、素子モールド領域など)が存在することになり、
この境界部分の近傍は、発光部分に比べ明るさが暗くな
る。このため対物レンズ5の観察視野内に発光素子が僅
かしか含まれない場合、発光素子間の境界部分の影響が
無視できず、観察視野部の被照明物体12の照明が均一
とは見なせなくなる可能性がある。このような場合、図
4に示すように発光装置8の表面近傍に適当な距離を置
いて、照明光を均一にするための光散乱板17を設ける
ことが有効である。この光散乱板17は発光装置8の近
傍に設けて、発光装置8と一体に構成することができ、
被照明物体12との距離を小さくでき照明光のロスを少
なくすることができる。また、空間的余裕があれば光散
乱板17は発光装置8と別体に設けてもよい。
When an aggregate of light emitting elements or a bundle fiber as described above is used for the light emitting device 8, boundaries between light emitting elements (element separation boundary area, element molding area, etc.) associated with the collection of individual light emitting elements. ) Will exist,
The brightness near the boundary is lower than that of the light emitting portion. Therefore, when only a small number of light emitting elements are included in the observation visual field of the objective lens 5, the influence of the boundary between the light emitting elements cannot be ignored, and the illumination of the illuminated object 12 in the observation visual field cannot be regarded as uniform. there is a possibility. In such a case, it is effective to provide a light scattering plate 17 for making the illumination light uniform at an appropriate distance near the surface of the light emitting device 8 as shown in FIG. The light scattering plate 17 is provided near the light emitting device 8 and can be configured integrally with the light emitting device 8.
The distance from the illuminated object 12 can be reduced, and the loss of illumination light can be reduced. Further, the light scattering plate 17 may be provided separately from the light emitting device 8 if there is sufficient space.

【0033】尚、発光装置8を対物レンズ5の焦点深度
に比べ十分に離して設置すれば、対物レンズ5の前側焦
点面では発光素子間の境界部分の影響は見られなくなる
ので光散乱板17は特に設けなくても均一な照明光を得
ることができる。
If the light-emitting device 8 is installed at a sufficient distance from the focal depth of the objective lens 5, the influence of the boundary between the light-emitting elements on the front focal plane of the objective lens 5 will not be seen, so that the light scattering plate 17 A uniform illumination light can be obtained without any particular arrangement.

【0034】また、発光装置8から発する発光波長は任
意に設定でき、単色でも複数の波長が混じっていても良
い。さらに、発光装置8の表面の透過率分布に波長特性
を持たせることにより、発光装置8から発する光の色を
調整することも可能である。また、発光素子として複数
の異なった発光色のLEDや半導体発光素子を組み合わ
せて発光装置8を構成し、発光状態制御装置11により
発光色の異なるLEDや半導体発光素子の発光を選択す
ることによって、発光装置8は種々の発光色を放出する
ことができる。また、発光状態制御装置11は発光色の
異なるLEDや半導体発光素子の発光を瞬時に切り替え
ることができるようにすることで、単色と白色の切り替
えや、色温度の調整なども瞬時に行うことが可能であ
る。
The wavelength of light emitted from the light emitting device 8 can be set arbitrarily, and may be a single color or a mixture of a plurality of wavelengths. Furthermore, the color of the light emitted from the light emitting device 8 can be adjusted by giving the wavelength distribution to the transmittance distribution on the surface of the light emitting device 8. In addition, the light emitting device 8 is configured by combining a plurality of LEDs and semiconductor light emitting elements having different emission colors as light emitting elements, and the light emission state control device 11 selects light emission of LEDs and semiconductor light emitting elements having different emission colors. The light emitting device 8 can emit various luminescent colors. In addition, the light-emission state control device 11 can instantaneously switch the light emission of LEDs or semiconductor light-emitting elements having different emission colors, so that it is possible to instantaneously switch between a single color and white and adjust the color temperature. It is possible.

【0035】また、図2に示す発光状態制御装置11
は、面発光照明装置7を用いる結像光学系13の特性や
観察する被照明物体12の特性に応じて好適な発光状態
に制御する機能を持たせることによって、結像光学系1
3を介して結像面14に所望の結像を得るよう制御する
ことも可能である。
The light emitting state control device 11 shown in FIG.
The imaging optical system 1 has a function of controlling the light emission state in a suitable manner according to the characteristics of the imaging optical system 13 using the surface-emitting illumination device 7 and the characteristics of the illuminated object 12 to be observed.
It is also possible to control to obtain a desired image on the image forming plane 14 via 3.

【0036】一般に、結像光学系13は、その倍率や開
口数によって結像面14での明るさが変わる。このため
使用する結像光学系13を切り替えたとき、照明装置
は、その特性に合わせ照明光を最適な明るさに調整され
ることが望ましい。
In general, the brightness of the imaging optical system 13 on the imaging surface 14 changes depending on the magnification and the numerical aperture. For this reason, when the imaging optical system 13 to be used is switched, it is desirable that the illumination device adjusts the illumination light to the optimal brightness according to the characteristics.

【0037】第1の実施の形態の面発光照明装置7は発
光状態制御装置11の制御により結像光学系13の特性
に合わせ瞬時に明るさを調整することが可能である。あ
らかじめ使用する結像光学系13の結像面14での明る
さ特性が分かっている場合には、発光状態制御装置11
にその情報を記憶させておき、面発光照明装置7は、結
像光学系13を切り替えた際に自動的に発光強度等を調
節して最適な明るさに設定される。
The surface emitting lighting device 7 of the first embodiment can adjust the brightness instantaneously according to the characteristics of the imaging optical system 13 under the control of the light emitting state control device 11. If the brightness characteristic of the imaging optical system 13 to be used on the imaging surface 14 is known in advance, the light emission state control device 11
The surface-emission illumination device 7 automatically adjusts the light emission intensity and the like when the imaging optical system 13 is switched, and is set to the optimum brightness.

【0038】以上、第1実施の形態によれば、被照明物
体12は面発光照明装置7により均一に且つ充分な明る
さをもって照明され、さらに発光状態制御装置11を用
いることによって、結像面14に所望の明るさの像を得
ることが出来る。
As described above, according to the first embodiment, the object to be illuminated 12 is illuminated uniformly and with sufficient brightness by the surface-emitting illuminating device 7, and further, by using the luminous state control device 11, 14, an image having a desired brightness can be obtained.

【0039】次に第2の実施の形態について図5、図6
に基づき説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
It will be described based on.

【0040】図5は第2の実施の形態にかかる結像光学
系および面発光照明装置の模式的説明図であり、図6は
面発光装置の好適な発光装置形状を示す図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory view of an image forming optical system and a surface emitting illumination device according to the second embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing a preferred light emitting device shape of the surface emitting device.

【0041】第2の実施の形態と第1の実施の形態との
主な違いは、面発光照明装置7と被照明物体12の間に
絞り18を設けたことである。第1の実施の形態と同等
の構成部材は同じ符号で表示している。
The main difference between the second embodiment and the first embodiment is that a stop 18 is provided between the surface-emitting lighting device 7 and the illuminated object 12. Constituent members equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0042】第2の実施の形態では、面発光照明装置7
の発光装置8とスライドガラスまたはシャーレ19に載
せられた被照明物体12の間で被照明物体12の近傍に
絞り18を配置し、結像光学系13を介して結像面14
に結像させている。絞り18は被照明物体12への照明
領域を可変できるようにしている。絞り18により照明
領域を調整できるので、フレアーの原因となる結像に不
必要な照明光を減少させることができ、所望の像を結像
させることが可能となる。ここで結像光学系13は結像
面14に実視野15の範囲を結像させることができ、発
光装置8の大きさが実視野15より大きい面発光照明装
置7を配置することで、結像光学系13の全視野を容易
に照明することが可能となる。
In the second embodiment, the surface-emitting lighting device 7
An aperture 18 is arranged in the vicinity of the illuminated object 12 between the light emitting device 8 and the illuminated object 12 placed on a slide glass or a Petri dish 19, and an image forming surface 14 is formed via an image forming optical system 13.
Image. The aperture 18 changes the illumination area on the illuminated object 12. Since the illumination area can be adjusted by the diaphragm 18, illumination light unnecessary for image formation that causes flare can be reduced, and a desired image can be formed. Here, the image forming optical system 13 can form an image in the range of the real field of view 15 on the image forming surface 14. The entire visual field of the image optical system 13 can be easily illuminated.

【0043】次に、第2の実施の形態で使用する絞り1
8について説明する。絞り18は、液晶パネルのような
光学的な透過率特性を制御できる素子を用いるのが好適
である。すなわち、液晶パネルは絞り18の開口部に相
当する部分を光透過性とし、その他の部分を光不透過性
(遮光部分)にする事によって、面発光照明装置7の発
光装置8からの照明光を所望のサイズに制御することが
できる。また、絞り18は液晶パネルの光学的な透過率
特性を調整することによって、照明強度の調整等にも利
用できる。
Next, the diaphragm 1 used in the second embodiment will be described.
8 will be described. As the diaphragm 18, it is preferable to use an element such as a liquid crystal panel that can control optical transmittance characteristics. That is, the liquid crystal panel makes the portion corresponding to the opening of the diaphragm 18 light-transmissive, and makes the other portions light-impermeable (light-shielding portion), so that the illumination light from the light-emitting device 8 of the surface-emitting lighting device 7 can be obtained. Can be controlled to a desired size. The aperture 18 can also be used for adjusting the illumination intensity or the like by adjusting the optical transmittance characteristics of the liquid crystal panel.

【0044】このような液晶パネルを用いた絞り18
は、面発光照明装置7の発光装置8と一体にする事によ
って、絞り18を別体に設けるより小型の面発光照明装
置7を構成することができる。この場合、被照明物体1
2は絞り18上に直接置くこともできるようになり、ス
ライドガラスまたはシャーレ19を不要にできる。
The diaphragm 18 using such a liquid crystal panel
By integrating the aperture 18 with the light emitting device 8 of the surface emitting lighting device 7, the surface emitting lighting device 7 can be configured to be smaller than that of the device. In this case, the illuminated object 1
2 can also be placed directly on the stop 18, so that a slide glass or a Petri dish 19 can be dispensed with.

【0045】なお、第2の実施の形態の絞り18は液晶
パネルを用いた例で説明したが、同等の機能を有する素
子であれば、第2の実施の形態の絞り18として使用可
能である。さらにまた、機械的な絞り18であっても良
い。
Although the stop 18 in the second embodiment has been described using an example using a liquid crystal panel, any element having an equivalent function can be used as the stop 18 in the second embodiment. . Furthermore, a mechanical diaphragm 18 may be used.

【0046】また、一般に結像光学系13は結像面14
の面内の位置によって明るさが異なり、結像光学系13
の光軸上に比べて視野の周辺部では明るさは減少する。
これを解決するために図6に示すように、発光装置8に
結像光学系13の光軸に回転対称な透過率分布や発光分
布を持たせることで、結像面14の面内位置の明るさム
ラを調整することができる。例えば、発光装置8の上に
回転対称な透過率分布を持つ液晶を配置して発光装置8
とした場合は、結像光学系13の結像面14における明
るさムラの情報によって発光状態制御装置11が液晶の
透過率分布を制御し瞬時に明るさムラをキャンセルし
て、結像光学系13が結像面14に所望の結像を得るこ
とができる。
Generally, the image forming optical system 13 includes an image forming surface 14.
Of the image forming optical system 13
The brightness decreases in the peripheral portion of the visual field as compared with on the optical axis.
In order to solve this, as shown in FIG. 6, the light emitting device 8 is provided with a rotationally symmetric transmittance distribution and a light emission distribution on the optical axis of the imaging optical system 13 so that the in-plane position of the imaging surface 14 can be adjusted. Brightness unevenness can be adjusted. For example, a liquid crystal having a transmittance distribution that is rotationally symmetrical is
In this case, the light emission state control device 11 controls the transmittance distribution of the liquid crystal according to the information on the brightness unevenness on the image forming surface 14 of the image forming optical system 13 to cancel the brightness unevenness instantaneously. 13 can obtain a desired image on the image plane 14.

【0047】また、図6の発光装置8にLEDや半導体
発光素子等の集合体を用いた場合は、発光領域を、光軸
を中心に回転対称に区切り、結像面14における明るさ
のムラの情報に基づいて、それぞれの発光強度を発光状
態制御装置11で制御することによって上記の液晶の場
合と同等の効果を奏する事ができる。
When an aggregate of LEDs, semiconductor light-emitting elements, and the like is used in the light-emitting device 8 of FIG. 6, the light-emitting region is divided into a rotationally symmetrical shape around the optical axis, and the unevenness of brightness on the image plane 14 is obtained. By controlling each light emission intensity by the light emission state control device 11 based on the above information, the same effect as in the case of the above liquid crystal can be obtained.

【0048】以上第2の実施の形態によれば、被照明物
体12は面発光照明装置7により均一に且つ充分な明る
さをもって照明され、さらに発光状態制御装置11を用
いることによって、結像面14に所望の明るさの像を得
ることが出来る。
According to the second embodiment, the object to be illuminated 12 is illuminated uniformly and with sufficient brightness by the surface-emitting illuminating device 7, and the image-forming surface 14, an image having a desired brightness can be obtained.

【0049】また、第1の実施の形態および第2の実施
の形態のどちらの場合も、面発光照明装置7は、結像面
14に撮像装置(例えばCCD)等の検出器を設け結像
面14での明るさ分布を電気的に測定し発光状態制御装
置11にフィードバックすることで、結像光学系13や
被照明物体12の特性に応じて、面発光照明装置7の発
光強度や発光分布を調整し、最適な結像が得られるよう
に被照明物体12に照明光を照射することができる。
In both the first embodiment and the second embodiment, the surface emitting illumination device 7 is provided with a detector such as an image pickup device (for example, a CCD) on the image forming surface 14 to form an image. By electrically measuring the brightness distribution on the surface 14 and feeding it back to the light-emission state control device 11, the light emission intensity and light emission of the surface light-emission lighting device 7 according to the characteristics of the imaging optical system 13 and the illuminated object 12. The illumination light can be applied to the illuminated object 12 so as to adjust the distribution and obtain an optimal image.

【0050】なお、本発明にかかる面発光照明装置7
は、顕微鏡のみならずフィルムスキャナ等、面照明を必
要とする用途に適用できることは言うまでも無い。
The surface-emitting lighting device 7 according to the present invention
Needless to say, the present invention can be applied not only to microscopes but also to applications requiring surface illumination, such as film scanners.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、面発光照明装置を被照
明物体の近傍に配置することにより、照明レンズ系を原
則として用いることなく被照明物体を均一に照明する照
明装置を搭載した光学装置を提供することが出来る。
According to the present invention, by arranging a surface-emitting illumination device near an object to be illuminated, an optical system equipped with an illumination device for uniformly illuminating an object to be illuminated without using an illumination lens system in principle. Equipment can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる顕微鏡の側
面図。
FIG. 1 is a side view of a microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態にかかる面発光照明
装置の拡大概略的説明図を示す。
FIG. 2 is an enlarged schematic explanatory view of the surface-emitting lighting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態にかかる結像光学系
および面発光照明装置の模式的説明図を示す。
FIG. 3 is a schematic explanatory view of an imaging optical system and a surface-emitting lighting device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】発光装置表面に光散乱板を配置した面発光照明
装置の模式的説明図。
FIG. 4 is a schematic explanatory view of a surface emitting lighting device in which a light scattering plate is arranged on the surface of the light emitting device.

【図5】本発明の第2の実施の形態にかかる結像光学系
および面発光照明装置の模式的説明図を示す。
FIG. 5 is a schematic explanatory view of an imaging optical system and a surface-emitting lighting device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態にかかる面発光照明装置の
好適な発光装置形状を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a preferred light emitting device shape of the surface emitting lighting device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 … 顕微鏡本体 2 … 鏡筒 3 … 接眼レンズ 4 … リボルバー 5 … 対物レンズ 6 … 載物台 7 … 面発光照明装置 8 … 発光装置 9 … 支持体 10 … 電源装置 11 … 発光状態制御装置 12 … 被照明物体 13 … 結像光学系 14 … 結像面 15 … 実視野 16 … 発散角度 17 … 光散乱板 18 … 絞り 19 … スライドガラスまたはシャーレ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microscope main body 2 ... Barrel 3 ... Eyepiece 4 ... Revolver 5 ... Objective lens 6 ... Stage 7 ... Surface emitting illumination device 8 ... Light emitting device 9 ... Support body 10 ... Power supply device 11 ... Light emitting state control device 12 ... Illuminated object 13 ... imaging optical system 14 ... imaging surface 15 ... real field of view 16 ... divergence angle 17 ... light scattering plate 18 ... stop 19 ... slide glass or petri dish

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被照明物体を結像光学系を介して結像させ
る光学装置において、 前記被照明物体の近傍に面発光照明装置を配置したこと
を特徴とする光学装置。
1. An optical device for forming an image of an object to be illuminated via an image forming optical system, wherein a surface-emitting illuminating device is arranged near the object to be illuminated.
【請求項2】前記面発光照明装置は、発光制御可能な発
光装置を含み、 前記面発光照明装置はさらに前記発光装置の発光状態制
御装置を具備して成ることを特徴とする請求項1に記載
の光学装置。
2. The light-emitting device according to claim 1, wherein the surface-emitting lighting device includes a light-emitting device capable of controlling light emission, and the surface-emitting lighting device further includes a light-emitting state control device of the light-emitting device. The optical device according to any one of the preceding claims.
【請求項3】前記発光装置は、面発光素子から成ること
を特徴とする請求項2に記載の光学装置。
3. The optical device according to claim 2, wherein said light-emitting device comprises a surface light-emitting element.
【請求項4】前記面発光素子は、液晶パネルまたはEL
パネルまたはPDPから成ることを特徴とする請求項3
に記載の光学装置。
4. The surface light emitting device according to claim 1, wherein the surface light emitting element is a liquid crystal panel or an EL.
4. A panel or a PDP.
An optical device according to claim 1.
【請求項5】前記発光装置は、発光素子の集合体から成
ることを特徴とする請求項2に記載の光学装置。
5. The optical device according to claim 2, wherein the light emitting device comprises an aggregate of light emitting elements.
【請求項6】前記発光素子の集合体は、LEDまたは半
導体発光素子から成ることを特徴とする請求項5に記載
の光学装置。
6. The optical device according to claim 5, wherein the aggregate of the light emitting elements comprises an LED or a semiconductor light emitting element.
【請求項7】前記面発光照明装置は、前記発光装置から
の光を散乱させるための光散乱板を具備して成ることを
特徴とする請求項2乃至6のいずれかに記載の光学装
置。
7. The optical device according to claim 2, wherein the surface emitting lighting device includes a light scattering plate for scattering light from the light emitting device.
【請求項8】前記面発光照明装置は、発光装置と該発光
装置用絞りを具備してなることを特徴とする請求項1に
記載の光学装置。
8. The optical device according to claim 1, wherein the surface emitting lighting device includes a light emitting device and a stop for the light emitting device.
【請求項9】前記絞りは、光透過率特性を制御可能な光
透過率可変素子からなることを特徴とする請求項8に記
載の光学装置。
9. The optical device according to claim 8, wherein said stop comprises a light transmittance variable element capable of controlling light transmittance characteristics.
【請求項10】前記光透過率可変素子は、液晶からなる
ことを特徴とする請求項9に記載の光学装置。
10. The optical device according to claim 9, wherein said light transmittance variable element is made of a liquid crystal.
【請求項11】前記液晶は、前記結像光学系の光軸に回
転対称な光透過率分布を有し、 前記発光状態制御装置は、前記結像光学系の結像特性に
応じ、前記液晶の光透過率を制御可能であることを特徴
とする請求項10に記載の光学装置。
11. The liquid crystal has a light transmittance distribution that is rotationally symmetric with respect to the optical axis of the imaging optical system, and the light emission state control device controls the liquid crystal in accordance with the imaging characteristics of the imaging optical system. The optical device according to claim 10, wherein the optical transmittance of the optical device is controllable.
【請求項12】被照明物体を載置するステージと、 前記被照明物体の像を結像させる結像光学系と、 前記ステージ近傍に設けられ、前記被照明物体を近傍か
ら照明する面発光照明装置とを具備することを特徴とす
る顕微鏡。
12. A stage on which an object to be illuminated is mounted, an imaging optical system for forming an image of the object to be illuminated, and a surface-emitting illumination provided near the stage and illuminating the object to be illuminated from the vicinity. A microscope comprising: a device.
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