JPS6398619A - 顕微鏡用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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〕本発明による
顕微鏡用照明装置は、一個の半導体光源から成る点光源
及び／又は複数個の半導体光源を二次元に配列して成る
面光源と、各種照明方式に応じて前記点光源及び／又は
面光源内の半導体光源の一部又は全部を選択点灯させる
一制御回路と、前記点光源及び／又は面光源からの光を
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の詳細な説明す
る。尚、図中の実線９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ａ１（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Ｉｌｌ！Ｘ１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ｌＯは、各種照明方式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、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Ｂ２の一例を示し、この例では半導体光ａ
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。

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。

＋１１　　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ｌ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、これは数鶴角
の半導体チップ１３上に複数の半導体光源１　（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ａ２の照明ムラをな（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ｍ２−ｔ、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ａ２−ｔ。

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図中のグ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５２−２．２−３の
光を反射させる機能をもち、グ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ｒＡ２−２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、これは密閉
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
タンレー電気側製のＨ−３０００（赤色波長６６０ｎｍ
、輝度３０００　ｍ　ｃ　ｄ　）又は超先出力赤外ダイ
オードＤＮ３０５（波長８５０ｎｍ、放射出力８０ｍＷ
／５ｒ））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１３５龍
、対物レンズ８の倍率は１０倍、ＮＡは０．２５　、作
動距離は１２顛である。又、シュリーレン光学系１７に
おいて、ピンホールの直径は０．８　ａｍである。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によるｇｉｎ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図及び体３図は夫々面光源の一例及び他側の
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、１−０・・・・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・・
・・グ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。 矛１図　　　　　矛２図 第５図　　　　第６図 手続補正書（自発） 昭和６２年１０月　８日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一個の半導体光源から成る点光源及び／又は複数
   個の半導体光源を二次元に配列して成る面光源と、各種
   照明方式に応じて前記点光源及び／又は面光源内の半導
   体光源の一部又は全部を選択点灯させる制御回路と、前
   記点光源及び／又は面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. （２）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（１）に記載の顕微鏡用照明装置
   。
3. （３）波長の異なる複数の点光源及び／又は面光源を有
   していることを特徴とする特許請求の範囲（１）又は（
   ２）に記載の顕微鏡用照明装置。