JP5567849B2 - 光拡散素子を有する照明光学系 - Google Patents
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光拡散素子は、最適な照明を実現するために用いられるため、特定の光源及び/または光学系からなる光源ユニットに合わせて設定されている。このため、従来の構成では、特定の光源ユニットに最適化された光拡散素子と、異なる特性の光源ユニットとを組み合わせると、照明は最適化されない。従って、照明の最適化の観点からは、異なる特性の光源ユニット間の交換は望ましくない。
以上のような実情を踏まえ、本発明では、複数の光源ユニットを選択的に使用し、且つ、良好な照明性能を実現する照明光学系を提供することを課題とする。
0.8<(NAL2×fc2)/(NAL1×fc1)<1.2 ・・・(1)
を満たす照明光学系を提供する。
本発明の第11の態様は、第1の態様乃至第10の態様のいずれか1つに記載の照明光学系において、複数の光源ユニットの各々の内部に配置された光拡散素子は、当該光源ユニット内に配置された光源の大きさが大きいほど小さな拡散角度を有する照明光学系を提供する。
図2(a)、図2(b)、及び図2(c)は、それぞれ本発明の一実施例に係る顕微鏡の光源ユニットの構成例を説明するための図である。
図3は、本発明の一実施例に係る顕微鏡の光源ユニットから射出される照明光の光束径について説明するための図である。
0.8<(NAL2×fc2)/(NAL1×fc1)<1.2 ・・・(1)
図4は、本発明の一実施例に係る顕微鏡の光源ユニットから射出される照明光の配光分布について説明するための図である。
このように、光源5の大きさHLによって、必要とされる光拡散素子4の拡散角度NAFは変化する。
また、例えば、赤外線カットフィルタなどのフィルタ類を、必要により適宜、光源ユニット内に配置してもよい。
図5に例示される光源ユニット20は、光源側から順に、光源21と、レンズ22aと、レンズ22bと、光拡散素子23と、を含んで構成されている。
レンズ22a及びレンズ22bは、光源21から射出される照明光を略平行光に変換するコレクタレンズ22として機能し、光源ユニット20から射出される照明光の光束径を、図1に例示されるフレーム部3内の光学系10bに対して最適化する。
なお、光源21は、LED光源であり、レンズ22aは、光源側に平面を向けた平凸レンズであり、レンズ22bは、両凸レンズである。
以下、光源ユニット20の各種データについて記載する。
λ=587.56nm、NAL=0.6307、HL=5mm、
fc=27.03mm、NAF=0.07149
光源ユニット20
s r d nd vd
S1 INF 18.9873
S2 INF 10.0000 1.49236 57.86
S3* -20.5940 0.7500
S4 58.0000 9.5000 1.49236 57.86
S5* -80.5000 10.0000
S6 INF 2.0000 1.49236 57.86
S7 INF
S3 K=-1.0000, A2=0, A4=-2.6200×10-6, A6=2.6000×10-8, A8=-6.8400×10-12, A10=0
S5 K=-1.0000, A2=0, A4=-3.4500×10-6, A6=1.0800×10-8, A8=-9.6000×10-12, A10=0
なお、光源31は、ハロゲン光源であり、コレクタレンズ32は、両凸レンズである。
以下、光源ユニット30の各種データについて記載する。
λ=587.56nm、NAL=0.7608、
HL=2mm、fc=26.00mm、
NAFa=0.0941、NAFb=0.1132
光源ユニット30
s r d nd vd
S1 INF 10.8411
S2 INF 2.0000 1.52287 59.89
S3 INF 0.8500
S4 68.2150 22.0000 1.52287 59.89
S5* -15.1000 1.0000
S6 INF 4.0000 1.52287 59.89
S7 INF 10.1500
S8 INF 2.0000 1.51633 64.15
S9 INF
S5 K=-1.0000, A2=0, A4=-1.3000×10-5, A6=-3.8100×10-9, A8=5.0500×10-11, A10=0
(NAL2×fc2)/(NAL1×fc1)≒19.78/17.04≒1.16
従って、本実施例によれば、光源ユニット20及び光源ユニット30を選択的に使用し、且つ、良好な照明性能を実現する照明光学系10aを提供することができる。
Claims (11)
- 顕微鏡本体に着脱可能な複数の光源ユニットを前記顕微鏡本体に選択的に装着する顕微鏡の照明光学系であって、
前記複数の光源ユニット内に配置された、それぞれ異なる特性の照明光を射出する各光源と、
前記複数の光源ユニット内に配置された、前記照明光を前記顕微鏡本体に導く各第1の光学系と、
前記顕微鏡本体内に配置された、前記光源ユニットから射出される照明光を標本面に照射する第2の光学系と、を含み、
前記各第1の光学系は、
それぞれが前記各光源の大きさに応じた拡散角度を有する各光拡散素子を含み、
前記複数の光源ユニットから射出される前記照明光の状態を、前記標本面上に効率良く照射し、均一に照明するため、それぞれ前記第2の光学系に合うよう変換して射出し、
前記各第1の光学系内にのみ、前記各光拡散素子を含むことを特徴とする照明光学系。 - 請求項1に記載の照明光学系において、
前記複数の光源ユニットの各々は、前記照明光を略平行光束として射出し、
前記複数の光源ユニットは、略同一の光束径の前記照明光を射出することを特徴とする照明光学系。 - 請求項2に記載の照明光学系において、
前記複数の光源ユニットは、前記照明光の光束の中心軸に対する角度と前記角度に射出される前記照明光の強度との関係を示す配光分布の形状が略同一である前記照明光を射出することを特徴とする照明光学系。 - 請求項3に記載の照明光学系において、
前記光拡散素子は、前記光源ユニットから射出される前記照明光の前記配光分布を、前記第2の光学系に合うように変換することを特徴とする照明光学系。 - 請求項4に記載の照明光学系において、
前記第1の光学系は、コレクタレンズを含み、
前記コレクタレンズは、
前記照明光を略平行光束に変換し、
前記光源ユニットから射出される前記照明光の光束径を、前記第2の光学系に合うように変換することを特徴とする照明光学系。 - 請求項5に記載の照明光学系において、
前記光拡散素子は、前記コレクタレンズと前記顕微鏡本体の間に配置される第1の光拡散素子であることを特徴とする照明光学系。 - 請求項5に記載の照明光学系において、
前記光拡散素子は、前記光源と前記コレクタレンズの間に配置される第2の光拡散素子であることを特徴とする照明光学系。 - 請求項5に記載の照明光学系において、
前記光拡散素子は、第1の光拡散素子と、第2の光拡散素子と、を含み、
前記第1の光拡散素子は、前記コレクタレンズと前記顕微鏡本体の間に配置され、
前記第2の光拡散素子は、前記光源と前記コレクタレンズの間に配置されることを特徴とする照明光学系。 - 請求項6または請求項8に記載の照明光学系において、
前記複数の光源ユニットに含まれる前記第1の光拡散素子は、前記顕微鏡本体と前記光源ユニットの接触面から、略同一の距離だけ離れた位置に配置されることを特徴とする照明光学系。 - 請求項5乃至請求項9のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記複数の光源ユニットから選択される任意の2つの前記光源ユニットをそれぞれ第1の光源ユニット、第2の光源ユニットとし、
fc1を前記第1の光源ユニットに含まれる前記コレクタレンズの焦点距離とし、fc2を前記第2の光源ユニットに含まれる前記コレクタレンズの焦点距離とし、NAL1を前記第1の光源ユニットに含まれる前記光源が有する開口数とし、NAL2を前記第2の光源ユニットに含まれる前記光源が有する開口数とするとき、以下の条件式
0.8<(NAL2×fc2)/(NAL1×fc1)<1.2 ・・・(1)
を満たすことを特徴とする照明光学系。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の照明光学系において、
前記複数の光源ユニットの各々の内部に配置された光拡散素子は、当該光源ユニット内に配置された光源の大きさが大きいほど小さな拡散角度を有することを特徴とする照明光学系。
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