JP2002543453A - 透過光による顕微鏡照明装置 - Google Patents

透過光による顕微鏡照明装置

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JP2002543453A
JP2002543453A JP2000614082A JP2000614082A JP2002543453A JP 2002543453 A JP2002543453 A JP 2002543453A JP 2000614082 A JP2000614082 A JP 2000614082A JP 2000614082 A JP2000614082 A JP 2000614082A JP 2002543453 A JP2002543453 A JP 2002543453A
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タンドラー ハンス
ゴンショール マチアス
グレンツェル ピーター
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カール ツァイス イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】照明光学系における開口部光線絞りの平面上またはその近辺に、あるいはケーラ照明光学系の前に取替可能なように配置されているＬＥＤを少なくとも一つ持っていて、より好ましくは顕微鏡の照明方向およびそれと逆方向に放射するＬＥＤ光源をそれぞれ少なくとも一つずつ持っていて、逆方向に放射する光源の光が、その光源位置と自身の焦点とが一致している転向ミラー、それも好ましくは凹面鏡によって照明方向に方向転換させられるという、透過光による顕微鏡照明装置

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡の照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡照明装置は、供与された電気出力を有効な光の出力に変換するに際して
比較的低レベルの効率しか達成し得ず、障害となる熱を発生する。 その上、直立型台架を使用する場合では、人間工学的観点から言って顕微鏡テ
ーブルの好適な配置を妨げるような構造空間が必要になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この問題の解決には、最終的に部材コストの負担増が不可避で、そのため装置
の価格が高くなってしまう。 ＬＥＤ（発光ダイオード）またはＬＣＤ（液晶表示器）付属型顕微鏡照明装置
はＤＥ ３１０８３８９Ａ１、ＵＳ ４８５２９８５、ＤＥ ３７３４６９１
Ｃ２、ＤＥ １９６４４６６２Ａ１より公知になっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の欠点は、駆動方式として回路電源方式かまたは電池方式の何れかを選択
できる１個または複数個のＬＥＤの配置されたＬＥＤ照明ユニットによって解消
されるはずである。 この課題は、本発明の独立請求項に記載された特徴によって解決される。より
有利な態様は従属請求項の対象である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下では本発明およびその作用、長所を図面に基づき説明する。 図１に示されているように、図にはない対物レンズを通して観察される試料の
置かれた透明な顕微鏡テーブル１の下方に、図にはない顕微鏡台架内に配置され
た、集光光学系２、開口部光線絞り３、集光器５付属の照明面用光線絞り４から
構成されているケーラ（Ｋöｈｌｅｒ）式照明ユニットが配置されている。
【０００６】 ここで描かれているのはＬＥＤ６単一タイプであるが、複数個のＬＥＤ配備タ
イプも可能な、好ましくは散乱ディスクなどの散乱素子７を持つＬＥＤ照明ユニ
ットは、開口部光線絞り領域（Ａ１）内でも顕微鏡脚部（Ａ２）内でも設置でき
るように構成されている。 その場合ＬＥＤ６は、台架脚部９に、または開口部光線絞りの直下に選択的配
置（矢印は位置の切替方向を表わしている）のできる挿入構成体８の中に入れら
れている。 ＬＥＤへの配電は電力供給源１１から電線１０を通じて行なわれる。
【０００７】 図２に描かれているように、開口部光線絞り領域における配置Ａ１では、しか
るべき散乱素子との組み合わせが可能である。開口部光線絞りの平面上またはそ
の近辺に配置される散乱素子としては、帯域レンズ（フレネルレンズ）構造を持
つ磨りガラスまたはマイクロレンズアレーが使用可能である。十分な大きさのあ
る面および開口部に対する照明で、被照明面用光線絞りの必要ない場合ではコス
ト的に有利な明光面照明とする。
【０００８】 散乱素子は対象物支持体の直下に配置することもできる。 それに加え、顕微鏡テーブルを低い位置に、即ち作業テーブルの上方で人間工
学上好ましい高さに配置することも可能である。それは特にルーチンワークにと
っては有益なことである。 機器脚部における配置Ａ２によれば、被照明面用光線絞りの使用が可能で、そ
れによりケーラ式照明方法および従来から存在するすべてのコントラスト法が実
施できるようになる。
【０００９】 同型のＬＥＤ照明ユニットを台架に設置する場合、その位置を配置１と２の間
にすることも可能である。被照明面用光線絞りと集光器とが同じく追加装備型の
ユニットとして合一化されているのであれば、配置Ａ１しか使用しない場合では
当ユニット全体を省略することができる。 当構成体Ａ１にはＬＥＤおよび必要に応じて散乱素子が含まれる。
【００１０】 電力供給源１１は、好ましくは顕微鏡脚部９に配置されているものとし、ＬＥ
Ｄ構成体に至る電線１０は、両ポジション１および２に対して固定配線が可能で
あり、その接続部が直接ＬＥＤ構成体に差し込まれる。また、電力供給源（電池
）を直接構成体へ格納することもできる。 両ポジションにおける機構収容部は、構成体が下方から、あるいは側方から差
し込めるように構成されている。ＬＥＤ照明ユニット使用によるその他の長所と
しては、長い耐用期間、最低限の所要エネルギー量、自然光類似の色温度、色温
度に捕われない明度制御および低レベルの発熱量が挙げられる。
【００１１】 図３に描かれているように、白色光ＬＥＤを適当数（好ましくは２個）選定し
て開口部光線絞り平面の近くに設置する。ＬＥＤ１２は上方に向けて、もう一方
のＬＥＤ１３は下方に向けて光線放射する。下側のＬＥＤは凹面鏡１４の焦点に
設置されている。軽度の陰影問題があるが、ＬＥＤ集合体をできる限り小型化す
ることによりそれは小さな程度に抑えられる。 上方に光線放射するＬＥＤ１２は、集光光学系２を通しての面照明を優先課題
とするが、一方、下方に光線放射する方は、好ましくは凹面反射鏡１４の焦点に
配置されていて、集光光学系２の方向へ平行に反射する光線を放射して、開口部
光線絞りに必要な照明を供給している。
【００１２】 図４に示されているように、両ＬＥＤ１２および１３から成るＬＥＤ集合体は
、図平面に垂直な回転軸Ａ１の周りを９０°回転させることができ、それによっ
て光線は左方および右方に放射されることになる。 転向ミラー１５を二つまたはリング状転向ミラーを一つ用いれば、ＬＥＤはそ
の中心軸での上記回転に加えて光学軸の周りも回転できるように配置することが
可能なので、斜光照明が構成される。観測用開閉素子により電流の断続がサイク
ルモードで起こるＬＥＤからの光線流は、照明による立体像の生成上必要とされ
る角度で集光光学系の方向に反射する。
【００１３】 この配置は図４に図示された通りであるが、図３の配置と組み合わせることも
できる。 それには固定した凹面鏡１４のほかに転向ミラー１５か、リング状ミラーを使
用するが、その場合ＬＥＤ１２,１３は、その結合中心を通り図平面に垂直な軸
Ａ１の周りを回転させ、図３と図４のポジション間に来るように方向転換させる
。
【００１４】 さらには、図５に示すように、ＬＥＤの中心軸間の角度および／またはそれら
と光学軸間の距離を変更することも可能である。 その目的のため、矢印で示されているように、ＬＥＤを光学軸に対して垂直方
向に移動できるようになっているか、あるいは図平面に垂直な回転軸Ａ２の周り
を方向転換できるようになっている。 観測用サイクルモードでの照明のもと、上記方法を取ることにより照明角度お
よびそれに伴って立体観察の基礎条件が変わってくる。この場合でも、ＬＥＤは
できる限り開口部光線絞り平面の近くに配置する。
【００１５】 図６は複数の白色光ＬＥＤについての図面であるが、光学ひとみと共役関係に
あって球面形態をも取り得る面において、それらは如何にして互に極限まで近接
配置されるのか、および散乱素子がなくともそれらは如何にして必要な光導性能
を確保するのかが描かれている。 その場合、ＬＥＤはその放射円錐体における接線が互に接するように配置され
る（図６ａ）。そのためには、放射円錐体の中心軸間の角度と放射円錐体の固有
傾斜角度αとをほぼ一致させる。
【００１６】 図６ｂに描かれているように、個々のＬＥＤを様々に配置して平面的な平行接
続を行なうことにより、単一ＬＥＤと同じ拡散角を持ちつつより大きな放射面の
提供が可能になる。放射円錐体の接線が互に接するように、個々のＬＥＤを照準
傾斜させて花束状に集合化させれば、放射面が大きくなるだけでなく全体として
放射角も拡大する。 図６に基づく構成体は、図１、２および５に基づく配置において有利に適用で
きる。
【００１７】 さらに、面および開口部の照明については様々な焦点距離のマイクロレンズか
ら構成されるアレーによって行なうことも可能である。 散乱素子は、直接帯域レンズ、またはレンズアレーに統合することもできる。 例えば、図２に描かれた帯域レンズの下面に艶消し加工を施すことができる。
あるいは帯域レンズの上部に磨りガラスを追加設置することもできよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ケーラー式照明ユニット
【図２】開口部光線絞り領域における配置
【図３】白色光ＬＥＤを開口部光線絞り平面の近くに配置
【図４】回転するＬＥＤの配置
【図５】ＬＥＤの中心軸間の角度および／または光学軸間の距離の変更
【図６】複数の白色光ＬＥＤの配置
【符号の説明】
１ 顕微鏡テーブル ２ 集光光学系 ３ 開口部光線絞り ４ 照明面用光線絞り ５ 集光器 ６ ＬＥＤ ７ 散乱素子 ８ 挿入構成体 ９ 台架脚部 １１ 電力供給源 １２ ＬＥＤ １３ ＬＥＤ １４ 凹面鏡 １５ 転向ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター グレンツェル ドイツ国 Ｄ−07749 イエナ ヘルベグ ウ ストラッセ ９ Ｆターム(参考） 2H052 AC02 AC05 AC09 AC18 AC25 AC27 AC29 AC30 AC34

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】照明光学系における開口部光線絞りの平面上またはその近辺に、
    あるいはケーラ照明光学系の前に、取替可能に配置されているＬＥＤを少なくと
    も一つ持つ、透過光による顕微鏡照明装置。
  2. 【請求項２】ＬＥＤが、台架脚部に、それもケーラ照明光学系の被照明面用光
    線絞りの前に、配置されている前記請求項に記載の装置。
  3. 【請求項３】光の進行順序から言って、光学散乱素子が、ＬＥＤの後に配置さ
    れている前記請求項の一に記載の装置。
  4. 【請求項４】ＬＥＤが、散乱ディスクおよび／または照明光学系と共に挿入構
    成体の中に配置されている前記請求項の一に記載の装置。
  5. 【請求項５】顕微鏡の照明方向に、およびそれと逆方向に放射するＬＥＤ光源
    を、それぞれ少なくとも一つずつ持ち、逆方向に放射する光源の光が、その光源
    位置と自身の焦点とが一致している転向ミラー、それも好ましくは凹面鏡によっ
    て照明方向に方向転換させられる透過光による顕微鏡照明装置。
  6. 【請求項６】放射方向が照明光学軸に対して垂直であり、互に逆向きの放射Ｌ
    ＥＤ光源を少なくとも二つ、および光源からの放射光線を照明方向に方向転換さ
    せるための転向ミラーを少なくとも一つ有している透過光による顕微鏡照明装置
    。
  7. 【請求項７】光源が、観測サイクルモードで、交互に接続／遮断できる前記請
    求項の一に記載の装置。
  8. 【請求項８】光源が、白色光ＬＥＤである前記請求項の一に記載の装置
  9. 【請求項９】第一ポジションにおいて、顕微鏡の照明方向に放射する光源と、
    その逆方向に放射し、その光源位置と自身の焦点とが一致している転向ミラー、
    それも好ましくは凹面鏡によって照明方向に光が方向転換させられる光源とから
    成っている少なくとも二つのＬＥＤ光源、第二ポジションにおいて、その放射方
    向が照明の光学軸に対して垂直であり、互に逆方向に放射する少なくとも二つの
    光源、および光源の放射を照明方向に方向転換させるための少なくとも一つの転
    向ミラーを有していて、これらの光源が同一タイプであり、しかも第一、第二ポ
    ジション間での切替では光学軸に対して垂直な位置にあるこれらの結合軸の周り
    を回転できるようになっている透過光による顕微鏡照明装置。
  10. 【請求項１０】光学軸との距離を、直線移動および／または共通の旋回中心の
    周りを旋回移動させることによって変更できる、光学軸外に配置された二つのＬ
    ＥＤ光源を有する前記請求項の一に記載の透過光による顕微鏡照明装置。
  11. 【請求項１１】複数のＬＥＤが相並んで、好ましくは皿を形づくるように配置
    されていて、それぞれの円錐状光束が接し合いまたは部分的に重なっている前記
    請求項の一に記載の装置。
  12. 【請求項１２】ＬＥＤの配置形態が、全体として集合群の断面に一致している
    前記請求項の一に記載の装置。
JP2000614082A 1999-04-27 2000-04-22 透過光による顕微鏡照明装置 Pending JP2002543453A (ja)

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EP (3) EP1180249B1 (ja)
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