JPH07122694B2 - 顕微鏡用照明装置 - Google Patents

顕微鏡用照明装置

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JPH07122694B2
JPH07122694B2 JP61246187A JP24618786A JPH07122694B2 JP H07122694 B2 JPH07122694 B2 JP H07122694B2 JP 61246187 A JP61246187 A JP 61246187A JP 24618786 A JP24618786 A JP 24618786A JP H07122694 B2 JPH07122694 B2 JP H07122694B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、顕微鏡用照明装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の顕微鏡用照明装置は、タングステンランプやハロ
ゲンランプ等を照明光源としていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、これらの光源を使った照明装置は、発熱量が
多く、消費電力も大きく、寿命も短く、振動にも弱く、
大型で重量の重いものであった。そのため、人工衛星内
に設けられた宇宙実験室等の密封された空間内で長期に
亘って使用する顕微鏡の照明装置としては全く不適当で
あった。
又、各種照明（例えば明視野照明，暗視野照明，偏斜照
明，環状照明等）を行うには、各々に特殊な光学装置
（例えばリングスリット，遮光板等）を付加する必要が
あり、操作が面倒でコスト高になるという問題もあっ
た。
本発明は、上記問題点に鑑み、密封された空間内での長
期に亘る使用に適し、又特殊な光学装置を付加すること
なしに種々の照明を簡単に且つ低コストで行える顕微鏡
用照明装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
複数の半導体光源または多数の微小な半導体点光源を二
次元に配列してなり、かつ前記半導体光源の１個または
前記半導体点光源の少なくとも１個からなる単位光源を
光学系のほぼ光軸上に位置せしめてなる面光源と、前記
各光源に接続されていて各種照明方式の照明パターンに
応じて前記面光源を構成する半導体光源または半導体点
光源の一部または全部を選択的に点灯せしめる制御回路
と、前記半導体光源または半導体点光源からの光を集光
伝達する光学系と、を含んでいることにより、発熱量が
極めて少なく、消費電力は小さく、寿命が長く、耐振動
性に優れ、小型で軽量である半導体光源の長所を利用す
ると共に、光源自体をリング状照明光源，偏斜照明光源
に変形し得るようにしたものである。
〔実施例〕
以下、図示した各実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。尚、図中の実線，点線は光線を、一点鎖線は光軸を
夫々示す。
第１図は第１実施例を示しており、この照明光学系は顕
微鏡の代表的な照明光学系であるケーラー照明光学系と
同じである。光源としては、通常のハロゲンランプ光源
の代わりに半導体光源１（例えばLED,レーザダイオー
ド）を二次元に配列して成る面光源２を用いている。そ
して、面光源２からの光は集光レンズ３で集められ、視
野絞り４を通った後、コンデンサレンズ６の前側焦点面
付近に置かれた開口絞り５の位置に、面光源像２′とし
て結像せしめられる。結像された面光源像２′は第２の
光源となり、この光源からの光はコンデンサレンズ６を
通過した後、平行光線に近い状態となって標本７を照ら
す。更に、標本７を通過した光は対物レンズ８に入射
し、対物レンズ８により標本７の像が拡大される。又、
面光源２の各々の半導体光源１は、スイッチ部９内の各
々のスイッチ10に接続され、更にスイッチ部９を通し
て、各半導体光源１を点灯させる為の電源部11に接続さ
れている。又、スイッチ部９内の各々のスイッチ10は、
各種照明方式の照明パターンに応じてスイッチコントロ
ール部12により選択的にONせしめられ、照明パターンに
対応する半導体光源１を夫々点灯する。尚、スイッチ部
９と電源部11とスイッチコントロール部12で制御回路を
構成している。
第２図は面光源２の一例を示し、この例では半導体光源
１を７個二次元に並べている。尚、半導体光源１−１は
前記光学系の光軸上にあるものとする。なお、単位光源
となる半導体光源１−１は、光学系の光軸に対して若干
偏っていても良い。
次に、各種照明方式に対応するこの面光源２の発光パタ
ーンを説明する。
（１）明視野照明 ７個の半導体光源（１−1,1−2,1−3,1−4,1−5,1−6,1
−７）を全部点灯する。
（２）暗視野照明，環状照明 半導体光源１−１以外の半導体光源（１−2,1−3,1−4,
1−5,1−6,1−７）を全部点灯する。
（３）偏斜照明 半導体光源１−１以外の光軸中心より離れた半導体光源
の一部を点灯する（例えば、１−２又は１−2,1−３を
点灯する。）。
以上のように複数個の半導体光源１をスイッチコントロ
ール部12とスイッチ部９により選択的に点灯することに
より、従来のような特殊な光学装置なしに簡単に各種の
照明が得られる。
又、上述の如く、光源として半導体光源１を用いてい
て、発熱量が極めて少なく、消費電力が小さく、寿命が
長く、耐振動性に優れ、小型で軽量である半導体光源１
の長所を利用出来るので、密封された空間内で長期に亘
って使用するのに適している。
第３図は面光源２の他の例を示しており、これは数mm角
の半導体チップ13上に多数の微小な半導体点光源１−ａ
（大きさは数10μｍ〜数100μｍ）を二次元に並べてオ
ンチップ（On Chip）面光源としたものである。
第４図は第２実施例の照明光学系を示しており、これは
集光レンズ3,視野絞り４を省略し、開口絞り５の位置に
小型の面光源２を配列して成る小型な照明光学系であ
る。
第５図及び第６図は夫々第３及び第４実施例の照明光学
系を示しており、これらは面光源２の前面（対物レンズ
側）に面光源２の照明ムラをなくす為のスリガラス14を
配列して成るものである。
第７図は第５実施例の照明光学系を示しており、これは
光の波長が異なる面光源２−1,2−2,2−３（例えば赤，
緑，青）をお互いに光学的に共役な位置に配列したもの
であり、各々の面光源２の発光パターンを変える（例え
ば面光源２−1,2−２は明視野照明、面光源２−３は暗
視野照明とする）ことにより、同時に異なる照明方式で
観察することが出来る。尚、第７図中のダイクロイック
ミラー15-1は面光源２−１の光は透過し、面光源２−2,
2−３の光を反射させる機能をもち、ダイクロイックミ
ラー15-2は面光源２−３の光は透過し、面光源２−２の
光を反射させる機能を持っている。
第８図は第６実施例の光学系を示しており、これは密封
された容器の中に組み込まれた、溶液中の結晶（例えば
KAP）の成長を観察する装置に用いられるものであり、
結晶表面を観察する微分干渉（ノマルスキ）顕微鏡光学
系16（図中の縦方向の光学系）と結晶周辺の溶液の濃度
分布（光学的には屈折率変化）を観察するシュリーレン
光学系17（図中の横方向の光学系）から構成される。そ
してこれらの光学系には超高輝度のLED（スタンレー電
気（株）製のH-3000（赤色波長660nm、輝度3000mcd）又
は超高出力赤外ダイオードDN305（波長850nm、放射出力
80mW/sr））が使用され、試作した結果、十二分な光学
性能とLEDの長所がいかんなく発揮された。尚、顕微鏡
光学系16において、結像レンズの焦点距離は135mm、対
物レンズ８の倍率は10倍、NAは0.25、作動距離は12mmで
ある。又、シュリーレン光学系17において、ピンホール
の直径は0.8mmである。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明による顕微鏡用照明装置は、小型、
軽量、省電力、低発熱、長寿命で耐振動性に優れ、密封
された空間内での長期に亘る使用に適していると共に、
特殊な光学装置を付加することなしに簡単に且つ低コス
トで各種の照明方式を実現することができる。又、波長
の異なる半導体光源を組み合わせることにより、従来の
顕微鏡にはない観察方式を実現できるという利点もあ
る。更に、通常のガラス容器製のハロゲンランプ又はタ
ングステンランプの照明装置は特殊な環境下（例えば宇
宙空間のような真空中）では使用できないが、本発明の
照明装置は使用できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による顕微鏡用照明装置の一実施例の概
略図、第２図及び第３図は夫々面光源の一例及び他例の
平面図、第４図は第２実施例の照明光学系を示す図、第
５図及び第６図は夫々第３及び第４実施例の照明光学系
を示す図、第７図は第５実施例の照明光学系を示す図、
第８図は第６実施例の光学系を示す図である。 １……半導体光源、２……面光源、２′……面光源像、
３……集光レンズ、４……視野絞り、５……開口絞り、
６……コンデンサレンズ、７……標本、８……対物レン
ズ、９……スイッチ部、10……スイッチ、11……電源
部、12……スイッチコントロール部、13……半導体チッ
プ、14……スリガラス、15……ダイクロイックミラー、
16……微分干渉顕微鏡光学系、17……シュリーレン光学
系。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の半導体光源または多数の微小な半導
    体点光源を二次元に配列してなり、かつ前記半導体光源
    または前記半導体点光源の少なくとも１個からなる単位
    光源を光学系のほぼ光軸上に位置せしめてなる面光源
    と、 前記各光源に接続されていて各種照明方式の照明パター
    ンに応じて前記面光源を構成する半導体光源または半導
    体点光源の一部または全部を選択的に点灯せしめる制御
    回路と、 前記半導体光源または半導体点光源からの光を集光伝達
    する光学系と、 を含んでいる顕微鏡用照明装置。
  2. 【請求項２】前記面光源の前面にスリガラスを配置した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の顕微鏡
    用照明装置。
  3. 【請求項３】波長の異なる複数の半導体光源または半導
    体点光源を有していることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の顕微鏡用照明装置。
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