WO2014147190A1 - Mikroskop mit durchlicht-beleuchtungseinrichtung für kritische beleuchtung - Google Patents

Mikroskop mit durchlicht-beleuchtungseinrichtung für kritische beleuchtung Download PDF

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WO2014147190A1
WO2014147190A1 PCT/EP2014/055629 EP2014055629W WO2014147190A1 WO 2014147190 A1 WO2014147190 A1 WO 2014147190A1 EP 2014055629 W EP2014055629 W EP 2014055629W WO 2014147190 A1 WO2014147190 A1 WO 2014147190A1
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light
aperture
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light source
directing unit
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PCT/EP2014/055629
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Günter GRABHER
Robert Paulus
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Leica Microsystems (Schweiz) Ag
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    • G02B21/00—Microscopes
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    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures

Definitions

  • Microscope with transmitted light illumination device for
  • the present invention relates to a microscope with a transmitted light illumination device for critical illumination.
  • Lighting used which requires little optical components. Usually account for at least collector and field stop.
  • the object is located essentially in the sample-side focal point of the condenser, which is in the
  • LEDs are as compact bulbs with many
  • diffusers usually diffuser lenses, since in particular the LED interstices become clearer
  • Illumination size, brightness degradation, etc.
  • the light source has an LED arrangement which
  • LEDs includes at least one LED.
  • the use of LEDs reduces power consumption and waste heat compared to
  • Incandescent filaments so that hardly any additional space for a complex cooling is needed.
  • An LED is advantageous over conventional incandescent bulbs because they are at high
  • Color temperature is dimmable. Due to the use of a suitable light directing unit (as explained below) is a Use of conventional diffusers is not necessary, so that a sufficient illuminance can be achieved even if the LED array has only a few LEDs, preferably between one and at most four LEDs, which simplifies the structure and reduces inhomogeneities, especially from LED spaces ,
  • a light straightening unit For selectively influencing the directional characteristic of the light source, a light straightening unit is used. This produces a predetermined illumination (size, brightness decrease, etc.) of a remote area.
  • the light source is preferably parallel to an optical axis of the light directing unit, preferably they coincide.
  • the light-directing unit has a reflective one for aligning the light emitted by the light source
  • the collimator is disposed within the light directing unit so that the optical axis of the light directing unit passes through the collimator and is parallel to, preferably coincident with, an optical axis of the collimator.
  • the collimator collimates or parallelizes the angular range of the light emitted by the light source with a small one
  • Beam angle (in particular smaller a threshold angle to the main emission). It is preferably designed as a lens. More preferably, the focal point of the lens is in the light source. The lateral surface serves to increase the angular range of the emitted light with a larger one
  • Beam angle (especially greater than a threshold angle to the main emission) to parallelize.
  • the design offers the advantage that the threshold angle from the manufacturer can be specified and adapted to the respective conditions.
  • a suitable threshold angle is for example about 40 °.
  • the light-directing unit is preferably designed so that almost all of the light emitted by the light source and coupled into the light coupling surface light is parallelized either by the collimator or by the lateral surface. For example, this can be done after the
  • Cavity be provided, which is bounded by an inner circumferential surface.
  • the inner surface is irradiated there is a refraction of light, whereby the light in
  • the lateral surface preferably has the shape of a
  • the lateral surface is as a surface mirror (advantageously, for example, for UV optics) or as
  • Total reflection mirror which uses the total internal reflection at the interface (eg plastic - air) formed.
  • the lateral surface reflects light within the light ⁇ directing element.
  • the light directing unit may have suitable structures (e.g.
  • the structure can either be in the decoupling surface of the
  • Light directing unit to be integrated or as another
  • Be light directing unit placed in the beam path.
  • the angle characteristic and / or the homogeneity in the far field can be influenced and
  • the light directing unit can be used as a combination of individual
  • the light-directing unit does not image the light source.
  • the decoupling surface is large enough for full-surface illumination of the condenser aperture. It has been shown that the objective pupils of objectives with different magnifications are well illuminated when the decoupling surface is larger than the maximum condenser aperture.
  • the light source itself has a relatively small light emission surface, which in particular is smaller than the decoupling surface. The light emanating from the light directing unit is
  • the system of light source and light-directing unit is set up so that the light emitted by the light-directing unit in one
  • Angular range of at least ⁇ 5 ° (In the case of the beam paths commonly used in microscopy with round Cross section corresponds to an illuminated round surface with at least 87.5 cm in diameter) with intensity fluctuations less than 50%, preferably less than 35%, more
  • the brightness varies within a range of at least ⁇ 5 ° around the optical axis of the light directing unit by at most 50%, 35% and 25%, respectively.
  • a diffuser as is customary in microscope illuminators for homogenization, is not necessary. Therefore, the loss of light associated with the lens does not occur and sufficient brightness is provided even with relatively few LEDs.
  • Preferred light directing units are essentially
  • the decoupling surface can be a
  • Microlens array with more than 20 microlenses are more than 20 microlenses.
  • Preferred light directing units are made of transparent
  • the invention provides with little effort a sufficiently homogeneous critical lighting for high quality
  • Diameter of the decoupling surface corresponds, for lenses from magnifications of 20x sufficient homogeneity of the observed object causes.
  • the distance of the decoupling surface from the condenser aperture the more homogeneous the object field is illuminated.
  • the distance is at most selected so large that no convolution of the illumination beam path is necessary. This leads to cost advantages, since no
  • Deflection means are needed. Usually, a distance of four times the diameter of the
  • the depth of field of the image may be so large that even a decoupling surface arranged relatively far away is visible in the object image.
  • the picture becomes inhomogeneous.
  • a diffuser preferably a diffuser
  • a structured optical component in the beam path.
  • the diffuser is expediently arranged between Auskoppel requirements and condenser ⁇ aperture. He is preferably one and
  • Aperture dimension (usually a predetermined
  • Aperture diameter is below.
  • the diffuser can also be permanently provided.
  • the diffuser is in a particularly advantageous manner so
  • the diffuser is preferably designed as a clear disc with predefined, scattering (preferably frosted) central area. This diffuser is particularly suitable for a permanent arrangement in the beam path.
  • Illumination aperture of 0.35 (A numerical aperture 0.35 corresponds to the usual aperture of a 20x
  • a diameter that is up to 1.5 times larger, is suitable, since still the scattering area is small compared to the entire decoupling surface and thus at high magnifications still high
  • Illumination intensity is present.
  • applications eg contrasting
  • the solution is a non-circular predefined area, for example in the form of a star or other tapering structures.
  • the frosted (essentially round) center of the non-circular area should again correspond to the predefined diameter of a illumination aperture of 0.35.
  • mattings with gradients can be used.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of a light-straightening unit suitable for the invention in one embodiment
  • FIG. 3 shows a diagram of the emission characteristic of a suitable light source with a light-directing unit.
  • Figure 4 shows schematically a first preferred
  • Embodiment of a diffuser suitable for the invention Embodiment of a diffuser suitable for the invention.
  • Figure 5 shows schematically a second preferred
  • Embodiment of a diffuser suitable for the invention Embodiment of a diffuser suitable for the invention.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a light-directing unit suitable for the invention in one embodiment
  • FIG. 1 a preferred embodiment of a
  • Microscope 100 according to the invention in a schematic
  • the microscope 100 is used for viewing an object 0, which is arranged on a microscope stage 90.
  • the microscope has a tripod 60 for Carrying different microscope elements, in particular a transmitted light illumination device 10, a
  • the microscope stage is movable in a known manner via knobs 91 and 92 in the z or x / y direction.
  • the transmitted light illumination device 10 has a
  • Light source 20 which is designed as an LED array.
  • a power supply 21 serves to supply the LED arrangement.
  • Above the LED assembly 20 is a
  • Light directing unit 30 arranged at its the
  • Decoupling surface 32 with a dimension (here diameter, generally it may be a largest or smallest
  • the light emitting surface (chip area) of the light source 20 is significantly smaller than the outcoupling surface 32 of the light directing unit, preferably smaller than that
  • the illumination device furthermore has a condenser 40 which has a condenser aperture 41 with a dimension (here diameter, generally a maximum or minimum longitudinal extent through a geometric constriction)
  • Example is designed as an adjustable iris diaphragm.
  • the transmitted light illumination device 10 is set up for a critical illumination of the object 0 to be viewed.
  • the object 0 is therefore located essentially in
  • the Aperture aperture 41 is located substantially in the lamp-side focal point of the condenser 40.
  • the light directing unit 30 directs the light emitted from the LED array 20 to radiate out of the outcoupling area 32 in an angle range between 10 degrees and 50 degrees.
  • the light has an intensity distribution in the far field, so that in a range of at least 5 ° to the
  • Main emission direction intensity varies by more than 50% (see Figure 3).
  • Light directing unit 30 in a longitudinal sectional view (left), a plan view (center) and a perspective view (right) each shown schematically.
  • the LED arrangement 20 has four individual LEDs in a rectangular arrangement. However, it may also have fewer LEDs, preferably only one LED.
  • the light emitted by the LED arrangement 20 as a light source is coupled in at a coupling-in area 31 into the light-directing unit 30 and coupled out again at the upper outcoupling area 32. Between the coupling surface 31 and the
  • Decoupling surface 32 extend an inner circumferential surface 33 and an outer circumferential surface 34. The from the inner
  • Decoupling surface 32 limited body is formed of transparent plastic.
  • the outer circumferential surface 34 is exemplified by the shape of a paraboloid of revolution and is referred to as Total reflection mirror formed so that the light is directed towards the decoupling surface.
  • Outer surface can also be used as an ellipsoid of revolution or
  • the inner circumferential surface 33 defines a channel whose shape is reminiscent of a drinking vessel. Within the bounded by the inner circumferential surface 33 channel is formed as a lens 35 collimator
  • An axis of symmetry 36 forms the optical axis of the light-directing unit as well as the collimator and the
  • the decoupling surface 32 has in the illustrated
  • Embodiment a microlens array, wherein the microlenses are honeycomb-shaped.
  • the decoupling surface 34 may also be unstructured (as in FIG. 6) or otherwise structured (for example Fresnel lenses).
  • the light directing unit 30 does not image the light source 20.
  • the light intensity is plotted in a Cartesian diagram.
  • the light intensity I [Cd] is plotted on the y-axis at a distance of 5 meters against the emission angle [°] on the x-axis, wherein a single Luxeon Rebel white light LED has been used as the light source 20. It can be seen that the light is directed so that the center of gravity of the radiation lies in the region of the optical axis (0 °). There is thus a certain concentration of the
  • Light output is in the range between -15 ° and + 15 °. It can also be seen that between -5 ° and + 5 ° only one low intensity fluctuation occurs, which is less than 50%.
  • aperture 41 aperture aperture opening diameter A
  • the depth of field are so large that the structure of the decoupling surface is recognizable in the object image. This leads to undesirable inhomogeneities.
  • a diffuser can be provided as a structured optical component in the beam path between outcoupling surface 32 and aperture 41, preferably close to the
  • the diffuser is formed in a special way, as will be explained below with reference to Figures 4 and 5.
  • the diffusers can be permanent in the
  • the threshold aperture size preferably corresponds to a numerical aperture of 0.35.
  • FIG. 4 shows a first embodiment 400, in FIG. 5 a second embodiment 500 of such a diffuser.
  • Both diffusers consist essentially of a clear disc with diameter Dl, which in one
  • predetermined area 401 and 501 is formed scattering.
  • the predetermined area is preferably frosted, for example by sandblasting.
  • the diameter Dl is chosen so that the diffuser can be easily arranged in the beam path without leading to shadowing. He suitably corresponds to at least one maximum
  • the embodiment according to FIG. 4 has a round
  • Act longitudinal extent by a geometric center of gravity) to a predetermined aperture size (preferably corresponding to a numerical aperture 0.35) is adjusted.
  • the embodiment 500 according to FIG. 5 is star-shaped
  • Structures in particular to avoid a sudden decrease in light during closing of the aperture and a scattering at the transition from the scattering area to the clear area.
  • FIG. 6 shows a further preferred embodiment of a light-directing unit 30 'in a longitudinal sectional view of FIG
  • the light emitted by the LED array 20 as a light source is at a coupling surface 31 'in the
  • Einkoppel relations 31 'and the decoupling surface 32' extends an outer circumferential surface 34 '.
  • Einkoppel requirements 31 extends an inner circumferential surface 33', which defines a cylindrical cavity 37 which is bounded above by a lens 35 'designed as a collimator. Both optically effective surfaces of
  • Collimators can contribute to the collimation of the light so that the exit surface does not necessarily have to be plane.
  • the light source side focal point B of the lens 35 ' is in the plane of the light source 20.
  • Mantle surface 34 ', the collimator 35' and the decoupling surface 32 'limited body is made of transparent plastic
  • the outer lateral surface 34 has the shape of a paraboloid of revolution and is designed as a total reflection mirror, so that the light is directed in the direction of the decoupling surface 32'.
  • An axis of symmetry 36 forms the optical axis of the light-directing unit 30 'and that of the collimator 35' and the main emission direction of the light source 20.
  • a structured optical component 38 may be provided, in the present case a microlens array.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop (100) mit einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung (10) für eine kritische Beleuchtung eines zu betrachtenden Objekts (O), aufweisend: - eine Lichtquelle (20) aufweisend eine LED-Anordnung mit einer Lichtabstrahlfläche, - eine Lichtrichteinheit (30, 30') aufweisend einen Kollimator (35, 35') und eine reflektierende Mantelfläche (34, 34'), beide zum Ausrichten von in die Lichtrichteinheit (30, 30') eingekoppeltem Licht, sowie aufweisend eine Auskoppelfläche (32, 32'), wobei die Auskoppelfläche (32, 32') eine Auskoppelflächenabmessung (D) besitzt, wobei die Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle (20) kleiner als die Auskoppelfläche (32, 32') der Lichtrichteinheit (30, 32') ist, wobei die Lichtrichteinheit (30, 30') so angeordnet ist, dass von der Lichtquelle (20) abgestrahltes Licht eingekoppelt wird und aus der Auskoppelfläche (32, 32') ausgekoppelt wird, - einen Kondensor (40) zwischen der Auskoppelfläche (32, 32') der Lichtrichteinheit (30, 30') und dem zu betrachtenden Objekt (O), wobei der Kondensor eine Apertur (41) mit einer Aperturabmessung (A) hat und so angeordnet ist, dass die Apertur (41) mit dem aus der Auskoppelfläche (32, 32') ausgekoppelten Licht vollständig bestrahlt wird.

Description

Mikroskop mit Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung für
kritische Beleuchtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung für kritische Beleuchtung.
Stand der Technik
Übliche Lichtquellen, wie sie in der Lichtmikroskopie
eingesetzt werden, sind an sich sehr inhomogen (bspw.
Glühwendel oder LED-Arrays) , so dass regelmäßig Diffusoren, meist Streuscheiben, eingesetzt werden. Dies führt jedoch zu Lichtverlust in Richtung des Objekts, so dass die Lichtquelle entsprechend heller sein muss.
Bei einfachen Mikroskopen wird oft die sog. kritische
Beleuchtung eingesetzt, die mit wenig optischen Bauteilen auskommt. Üblicherweise entfallen zumindest Kollektor und Feldblende. Das Objekt befindet sich im Wesentlichen im probenseitigen Brennpunkt des Kondensors, der mit im
Wesentlichen parallelen Licht großflächig bestrahlt wird. Eine ggf. vorhandene Aperturblende befindet sich im
Wesentlichen im lampenseitigen Brennpunkt des Kondensors. Inhomogenitäten im Fernfeld der Lichtquelle sind unmittelbar im Objektbild sichtbar. Ist die Lichtquelle zu kleinflächig, kommt es zu Vignettierungen im Objektbild.
Die Bereitstellung von ausreichend großflächigen und
gleichzeitig homogenen Lichtquellen ist jedoch sehr aufwändig. Insbesondere bei hochwertigeren Mikroskopen mit höheren Ansprüchen an die optische Qualität sind solche
Lichtquellen nur mit sehr hohem Aufwand bereitstellbar. Um eine ausreichende Lichtstärke für hohe Vergrößerungen liefern zu können, müssen lichtstarke Leuchtmittel eingesetzt werden. LEDs sind als kompakte Leuchtmittel mit vielen
Vorteilen beliebt. Für eine ausreichend hohe Intensität der Beleuchtung müssen jedoch normalerweise mehrere LEDs
eingesetzt werden.
Um eine ausreichende Homogenität insbesondere auch für unterschiedliche Vergrößerungen liefern zu können, müssen Diffusoren, üblicherweise Streuscheiben, eingesetzt werden, da besonders die LED-Zwischenräume zu deutlichen
Inhomogenitäten führen. Der Einsatz einer Streuscheibe führt jedoch zu Lichtverlust, so dass hellere und/oder mehr LEDs verwendet werden müssen. Um eine ausreichende Ausleuchtung ohne Vignettierung liefern zu können, müssen bekannte Lichtquellen vergrößert werden. Dies erfordert einerseits ein Linsensystem und andererseits einen relativ langen optischen Pfad, was eine Faltung des Strahlengangs erforderlich macht. Beides erhöht den Aufwand immens.
Die Bereitstellung einer kritischen Beleuchtung von guter Qualität ist daher sehr aufwändig, weshalb bei hochwertigeren Mikroskopen im Wesentlichen ausschließlich die sog.
Köhlersche Beleuchtung eingesetzt wird, die wenig Ansprüche an die Lichtquelle stellt. Hier sind jedoch zusätzliche optische Elemente erforderlich. In der nachveröffentlichten DE 10 2011 082 770 wird ein Mikroskop mit einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung für kritische Beleuchtung offenbart. Zur gezielten Beeinflussung der Richtcharakteristik der Lichtquelle wird ein Licht- richtelement eingesetzt. Damit wird eine vorgegebene
Beleuchtung (Größe, Helligkeitsabfall etc.) einer entfernten Fläche erzeugt. Dies geschieht durch Reflexion des
eingekoppelten Lichts an Wänden des Lichtrichtelements und/oder durch geeignete Strukturen (z.B. Linsen) an der Auskoppelfläche.
Es ist wünschenswert, eine ausreichend homogene kritische Beleuchtung für hochwertige Lichtmikroskope mit geringem Aufwand zur Verfügung zu haben.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Mikroskop mit einer Durchlicht- Beleuchtungseinrichtung für kritische Beleuchtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Lichtquelle weist eine LED-Anordnung auf, welche
wenigstens eine LED umfasst. Der Einsatz von LEDs reduziert den Stromverbrauch und die Abwärme im Vergleich zu
Glühwendeln, so dass kaum zusätzlicher Bauraum für eine aufwändige Kühlung benötigt wird. Eine LED ist vorteilhaft gegenüber herkömmlichen Glühlampen, weil sie bei hoher
Lichtleistung und geringerer Leistungsaufnahme nur ein geringes Volumen hat und weil sie ohne Änderung der
Farbtemperatur dimmbar ist. Aufgrund des Einsatzes einer geeigneten Lichtrichteinheit (wie unten erläutert) ist ein Einsatz von herkömmliche Diffusoren nicht notwendig, so dass eine ausreichende Beleuchtungsstärke schon erreicht werden kann, wenn die LED-Anordnung nur wenige LEDs, vorzugsweise zwischen einer und höchstens vier LEDs aufweist, was den Aufbau vereinfacht und Inhomogenitäten verringert, die besonders von LED-Zwischenräumen herrühren.
Zur gezielten Beeinflussung der Richtcharakteristik der Lichtquelle wird eine Lichtrichteinheit eingesetzt. Damit wird eine vorgegebene Beleuchtung (Größe, Helligkeitsabfall etc.) einer entfernten Fläche erzeugt. Die
Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle ist vorzugsweise zu einer optischen Achse der Lichtrichteinheit parallel, vorzugsweise fallen sie zusammen.
Die Lichtrichteinheit weist zur Ausrichtung des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts eine reflektierende
Mantelfläche zwischen einer Einkoppelfläche und einer
Auskoppelfläche sowie einen Kollimator auf. Der Kollimator ist so innerhalb der Lichtrichteinheit angeordnet, dass die optische Achse der Lichtrichteinheit durch den Kollimator verläuft und zu einer optischen Achse des Kollimators parallel ist, vorzugsweise mit dieser zusammenfällt. Der Kollimator kollimiert bzw. parallelisiert den Winkelbereich des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts mit kleinem
Abstrahlwinkel (insbesondere kleiner einem Schwellwinkel zur Hauptabstrahlrichtung) . Er ist vorzugsweise als Linse ausgeführt. Weiter vorzugsweise liegt der Brennpunkt der Linse in der Lichtquelle. Die Mantelfläche dient dazu, den Winkelbereich des abgestrahlten Lichts mit größerem
Abstrahlwinkel (insbesondere größer einem Schwellwinkel zur Hauptabstrahlrichtung) zu parallelisieren . Die Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Schwellwinkel vom Hersteller vorgegeben und an die jeweiligen Bedingungen angepasst werden kann. Ein geeigneter Schwellwinkel liegt z.B. bei etwa 40°. Die Lichtrichteinheit ist vorzugsweise so ausgebildet, dass nahezu das gesamte von der Lichtquelle abgestrahlte und in die Lichteinkoppelfläche eingekoppelte Licht entweder durch den Kollimator oder durch die Mantelfläche parallelisiert wird. Beispielsweise kann dafür im Anschluss an die
Lichteinkoppelfläche bis zum Kollimator ein zentraler
Hohlraum vorgesehen sein, der von einer inneren Mantelfläche begrenzt wird. Beim Durchstrahlen der inneren Mantelfläche kommt es zu einer Lichtbrechung, wodurch das Licht in
Richtung der reflektierenden Mantelfläche geleitet wird. Dies ist in Figur 6 gezeigt. Die Mantelfläche hat vorzugsweise die Form eines
Rotationsparaboloids oder Rotationsellipsoids. Weiter
vorzugsweise ist die Mantelfläche als Oberflächenspiegel (vorteilhaft z.B. für UV-Optik) oder als
Totalreflexionsspiegel, der die interne Totalreflexion an der Grenzfläche (z.B. Kunststoff - Luft) nutzt, ausgebildet. Die Mantelfläche reflektiert Licht innerhalb des Licht¬ richtelements .
Zur weiteren Verbesserung der Lichtrichtcharakteristik der Lichtrichteinheit kann diese geeignete Strukturen (z.B.
Linsen) an oder hinter der Auskoppelfläche aufweisen. Die Struktur kann entweder in die Auskoppelfläche der
Lichtrichteinheit integriert sein oder als weitere
strukturierte optische Komponente hinter der
Lichtrichteinheit im Strahlengang platziert sein. Mit dieser strukturierten Komponente können die Winkelcharakteristik und/oder die Homogenität im Fernfeld beeinflusst und
kontrolliert werden. Dies kann durch Strukturen wie z.B. Fresnellstrukturen, Diffusoren oder Mikrostrukturen
geschehen .
Die Lichtrichteinheit kann als Kombination einzelner
funktioneller Komponenten (Kollimator, Mantelfläche und ggf. strukturierte optische Komponente) angesehen werden. Durch gezielte Kombination dieser Komponenten kann der Schwerpunkt der Optimierung entweder auf die Homogenität des beleuchteten Flecks oder auf die gezielte Steuerung des Abstrahlwinkels gelegt werden. Eine Feinabstimmung ist durch Gewichtung der verschiedenen Eigenschaften innerhalb der Lichtrichteinheit möglich .
Im Gegensatz zu üblichen Mikroskopbeleuchtungen findet durch die Lichtrichteinheit keine Abbildung der Lichtquelle statt. Die Auskoppelfläche ist groß genug für eine vollflächige Beleuchtung der Kondensorapertur. Es hat sich gezeigt, dass die Objektivpupillen von Objektiven mit unterschiedlicher Vergrößerung gut ausgeleuchtet sind, wenn die Auskoppelfläche größer als die maximale Kondensorapertur ist. Wie oben erläutert, weist die Lichtquelle selbst eine relativ kleine Lichtabstrahlfläche auf, die insbesondere kleiner ist als die Auskoppelfläche . Das von der Lichtrichteinheit ausgehende Licht ist
ausreichend gebündelt für hohe Lichteffizienz und ausreichend homogen für die kritische Beleuchtung. Dazu ist das System aus Lichtquelle und Lichtrichteinheit so eingerichtet, dass das von der Lichtrichteinheit ausgehende Licht in einem
Winkelbereich von mindestens ±10° und höchstens ±50°
abstrahlt und eine Fläche in 5 m Entfernung in einem
Winkelbereich von mindestens ±5° (Bei den in der Mikroskopie üblicherweise eingesetzten Strahlengängen mit rundem Querschnitt entspricht dies einer beleuchteten runden Fläche mit mind. 87,5 cm Durchmesser) mit Intensitätsschwankungen geringer als 50%, vorzugsweise geringer als 35%, mehr
vorzugsweise geringer als 25% beleuchtet. Mit anderen Worten schwankt die Helligkeit in einem Bereich von mindestens ±5° um die optische Achse der Lichtrichteinheit nur um höchstens 50%, 35% bzw. 25%.
Eine Streuscheibe, wie sie in Mikroskopbeleuchtungen für die Homogenisierung üblich ist, ist nicht notwendig. Der mit der Streuscheibe verknüpfte Lichtverlust tritt daher nicht auf und eine ausreichende Helligkeit ist auch mit relativ wenigen LEDs gegeben. Bevorzugte Lichtrichteinheiten sind im Wesentlichen
kegelstumpfförmig, wobei die Einkoppelfläche kleiner als die Auskoppelfläche ist. Die Auskoppelfläche kann eine
Mikrolinsenanordnung aufweisen, vorzugsweise eine
Mikrolinsenanordnung mit mehr als 20 Mikrolinsen,
vorzugsweise in einer bienenwabenartigen Struktur.
Bevorzugte Lichtrichteinheiten sind aus transparentem
Kunststoff hergestellt. Die Erfindung liefert mit geringem Aufwand eine ausreichend homogene kritische Beleuchtung für hochwertige
Lichtmikroskope, insbesondere mit Wechselobjektiven, also für sehr unterschiedliche Vergrößerungen und damit auch sehr unterschiedliche Homogenitäts- und Helligkeitsanforderungen.
Dennoch können je nach eingesetzter Lichtrichteinheit ggf. weiterhin Inhomogenitäten im Nahfeld vorliegen, d.h. im
Bereich kurz nach der Auskoppelfläche. Es hat sich gezeigt, dass bereits ein Abstand der Auskoppelfläche von der
Kondensorapertur, der wenigstens dem Doppelten des
Durchmessers der Auskoppelfläche entspricht, für Objektive ab Vergrößerungen von 20x eine ausreichende Homogenität des beobachteten Objektes bewirkt.
Je größer der Abstand der Auskoppelfläche von der Kondensorapertur, desto homogener wird das Objektfeld ausgeleuchtet. Vorzugsweise wird der Abstand jedoch höchstens so groß gewählt, dass keine Faltung des Beleuchtungsstrahlengangs notwendig ist. Dies führt zu Kostenvorteilen, da keine
Umlenkmittel benötigt werden. Üblicherweise erlaubt ein Abstand, der dem Vierfachen des Durchmessers der
Auskoppelfläche entspricht, noch einen geradlinigen
Strahlengang zwischen Auskoppelfläche und Kondensor.
Bei geringen Vergrößerungen und einhergehend kleiner Apertur ist die Schärfentiefe der Abbildung ggf. so groß, dass sogar eine relativ weit entfernt angeordnete Auskoppelfläche im Objektbild sichtbar ist. Das Bild wird inhomogen. Da jedoch die notwendige Leuchtdichte bei geringen Vergrößerungen ebenfalls gering ist, kann in diesen Fällen ein Diffusor (vorzugsweise eine Streuscheibe) als strukturierte optische Komponente im Strahlengang vorgesehen werden. Um die
Erkennbarkeit der Kondensorapertur (bspw. einer
Aperturblende) im Okular zu erhalten, wird der Diffusor zweckmäßigerweise zwischen Auskoppelfläche und Kondensor¬ apertur angeordnet. Er ist vorzugsweise ein- und
ausschwenkbar. Er ist vorzugsweise nahe an der Kondensor- apertur angeordnet, um den Lichtverlust möglichst gering zu halten . Entsprechendes gilt auch, wenn bei Verwendung von Objektiven hoher Vergrößerung eine Aperturblende (Iris) stark zugezogen wird. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Anordnung eines Diffusors in Abhängigkeit von der Apertur erfolgt, d.h. der Diffusor wird eingebracht, wenn eine vorbestimmte
Aperturabmessung (üblicherweise ein vorbestimmter
Blendendurchmesser) unterschritten wird.
Ist die verwendete Lichtquelle hell genug, kann der Diffusor auch permanent vorgesehen sein.
Um einerseits für geringe Aperturabmessungen mit
einhergehender hoher Schärfentiefe eine homogene Beleuchtung zu erlauben und andererseits für Objektive mit hoher
Vergrößerung eine ausreichende Leuchtdichte bereitzustellen, ist der Diffusor in besonders vorteilhafter Weise so
ausgestaltet, dass nur Licht in einem vorbestimmten Bereich um die optische Achse gestreut wird. Der Diffusor ist dazu vorzugsweise als klare Scheibe mit vordefiniertem, streuendem (vorzugsweise mattiertem) Zentralbereich ausgebildet sein. Dieser Diffusor eignet sich besonders für eine permanente Anordnung im Strahlengang.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der vordefinierte Bereich rund ist und einen Durchmesser hat, der einer
Beleuchtungsapertur von 0,35 entspricht. (Eine numerische Apertur 0,35 entspricht der üblichen Apertur eines 20x
Objektivs.) Auch ein Durchmesser, der bis zu 1,5 mal größer ist, ist geeignet, da hier immer noch die streuende Fläche klein gegenüber der gesamten Auskoppelfläche ist und somit bei hohen Vergrößerungen noch eine hohe
Beleuchtungsintensität vorliegt. Es sind Anwendungsfälle (z.B. Kontrastierverfahren) bekannt, bei denen die Beleuchtungsapertur auch bei höheren
Vergrößerungen zugezogen wird. Wenn sich der
Beleuchtungsaperturdurchmesser dem vordefinierten Bereich nähert, kann es zu störenden Streueffekten an der Kante zwischen Streubereich und Klarbereich kommen. Außerdem verändert sich die Steigung der quadratischen Abhängigkeit der Lichtintensität im Objektfeld vom Irisdurchmesser, was sich in verstärkter Helligkeitsabnahme äußert. Als Lösung bietet sich ein unrund geformter vordefinierter Bereich an, bspw. in Form eines Sterns oder sonstiger sich verjüngender Strukturen. Durch die unrunde (z.B. sternförmige)
Ausgestaltung werden Streueffekte an Kanten minimiert und es treten keine ungewöhnlichen Helligkeitseffekte beim Zuziehen der Apertur auf. Die mattierte (im Wesentlichen runde) Mitte des unrunden Bereichs sollte wiederum dem vordefinierten Durchmesser einer Beleuchtungsapertur von 0,35 entsprechen. Alternativ oder zusätzlich können Mattierungen mit Gradienten verwendet werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der
Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Mikroskops in einer schematischen
Seitenansicht, wobei der Stativfuß im Längsschnitt
dargestellt ist.
Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer für die Erfindung geeigneten Lichtrichteinheit in einer
Längsschnittsansicht (links) , einer Draufsicht (Mitte) und einer perspektivischen Ansicht (rechts) .
Figur 3 zeigt ein Diagramm der Abstrahlcharakteristik einer geeigneten Lichtquelle mit Lichtrichteinheit.
Figur 4 zeigt schematisch eine erste bevorzugte
Ausführungsform eines für die Erfindung geeigneten Diffusors.
Figur 5 zeigt schematisch eine zweite bevorzugte
Ausführungsform eines für die Erfindung geeigneten Diffusors.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer für die Erfindung geeigneten Lichtrichteinheit in einer
Längsschnittsansicht .
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Mikroskops 100 in einer schematischen
Seitenansicht dargestellt, wobei der Stativfuß im
Längsschnitt dargestellt ist. Das Mikroskop 100 dient zum Betrachten eines Objekts 0, welches auf einem Mikroskoptisch 90 angeordnet wird. Das Mikroskop weist ein Stativ 60 zum Tragen unterschiedlicher Mikroskopelemente auf, insbesondere einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 10, eines
Objektivrevolvers 70 mit unterschiedlichen Objektiven 71 und eines Tubus 80 mit Okular.
Der Mikroskoptisch ist in bekannter Weise über Drehknöpfe 91 und 92 in z- bzw. x/y-Richtung bewegbar.
Die Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 10 weist eine
Lichtquelle 20 auf, die als LED-Anordnung ausgebildet ist. Eine Energieversorgung 21 dient zur Versorgung der LED- Anordnung. Über der LED-Anordnung 20 ist eine
Lichtrichteinheit 30 angeordnet, die an ihrer dem zu
beleuchtenden Objekt 0 zugewandten Seite eine größere
Auskoppelfläche 32 mit einer Abmessung (hier Durchmesser; allgemein kann es sich um eine größte oder kleinste
Längserstreckung durch einen geometrischen Schwerpunkt handeln) D aufweist. Die Lichtabstrahlfläche (Chipfläche) der Lichtquelle 20 ist deutlich kleiner als die Auskoppelfläche 32 der Lichtrichteinheit, vorzugsweise kleiner als die
Hälfte, als ein Drittel oder als ein Viertel.
Die Beleuchtungseinrichtung weist weiterhin einen Kondensor 40 auf, der eine Kondensorapertur 41 mit einer Abmessung (hier Durchmesser; allgemein kann es sich um eine größte oder kleinste Längserstreckung durch einen geometrischen
Schwerpunkt handeln) A aufweist, welche im vorliegenden
Beispiel als verstellbare Irisblende ausgebildet ist. Die Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 10 ist für eine kritische Beleuchtung des zu betrachtenden Objekts 0 eingerichtet. Das Objekt 0 befindet sich daher im Wesentlichen im
probenseitigen Brennpunkt eines Kondensors 40, die Aperturblende 41 befindet sich im Wesentlichen im lampenseitigen Brennpunkt des Kondensors 40.
Der Abstand d der Auskoppelfäche 32 von der Apertur 41 beträgt im gezeigten Beispiel das Doppelte der
Auskoppelflächenabmessung D.
Die Lichtrichteinheit 30 richtet das von der LED-Anordnung 20 ausgestrahlte Licht so, dass es aus der Auskoppelfläche 32 in einem Winkelbereich zwischen 10 Grad und 50 Grad abstrahlt. Das Licht weist im Fernfeld eine Intensitätsverteilung auf, sodass in einem Bereich von mindestens 5° um die
Hauptabstrahlrichtung die Intensität um höchstens 50 % schwankt (siehe Figur 3) .
In Figur 2 ist das System aus Lichtquelle 20 und
Lichtrichteinheit 30 in einer Längsschnittsansicht (links) , einer Draufsicht (Mitte) und einer perspektivischen Ansicht (rechts) jeweils schematisch dargestellt.
Die LED-Anordnung 20 weist im vorliegenden Beispiel vier einzelne LEDs in rechteckiger Anordnung auf. Sie kann jedoch auch weniger LEDs, vorzugsweise nur eine LED aufweisen. Das von der LED-Anordnung 20 als Lichtquelle abgestrahlte Licht wird an einer Einkoppelfläche 31 in die Lichtrichteinheit 30 eingekoppelt und an der oberen Auskoppelfläche 32 wieder ausgekoppelt. Zwischen der Einkoppelfläche 31 und der
Auskoppelfläche 32 erstrecken sich eine innere Mantelfläche 33 und eine äußere Mantelfläche 34. Der von der inneren
Mantelfläche 33, der äußeren Mantelfläche 34 und der
Auskoppelfläche 32 begrenzte Körper ist aus transparentem Kunststoff ausgebildet. Die äußere Mantelfläche 34 hat beispielhaft die Form eines Rotationsparaboloids und ist als Totalreflexionsspiegel ausgebildet, so dass das Licht in Richtung Auskoppelfläche gelenkt wird. Die äußere
Mantelfläche kann aber auch als Rotationsellipsoid oder
Freiformfläche ausgebildet sein. Die innere Mantelfläche 33 begrenzt einen Kanal, dessen Form an ein Trinkgefäß erinnert. Innerhalb des von der inneren Mantelfläche 33 begrenzten Kanals ist ein als Linse 35 ausgebildeter Kollimator
angeordnet. Eine Symmetrieachse 36 bildet die optische Achse der Lichtrichteinheit sowie die des Kollimators und die
Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 20.
Die Auskoppelfläche 32 weist in der dargestellten
Ausführungsform eine Mikrolinsenanordnung auf, wobei die Mikrolinsen bienenwabenartig geformt sind. Die
Auskoppelfläche 34 kann jedoch auch unstrukturiert (wie in Figur 6) oder anders strukturiert (z.B. Fresnellinsen) ausgebildet sein.
Die Lichtrichteinheit 30 bildet die Lichtquelle 20 nicht ab. Eine bevorzugte Abstrahlcharakteristik einer
Lichtrichteinheit mit LED ist in Figur 3 dargestellt.
In Figur 3 ist die Lichtstärke in einem kartesischen Diagramm aufgetragen. Hierbei ist auf der y-Achse die Lichtstärke I [Cd] in 5 Meter Entfernung gegen den Abstrahlwinkel [°] auf der x-Achse aufgetragen, wobei als Lichtquelle 20 eine einzelne Luxeon Rebel Weißlicht LED verwendet worden ist. Es ist erkennbar, dass das Licht so gerichtet ist, dass der Schwerpunkt der Abstrahlung im Bereich der optischen Achse (0°) liegt. Es tritt somit eine gewisse Bündelung des
abgestrahlten Lichts auf, sodass die wesentliche
Lichtleistung im Bereich zwischen -15° und +15° liegt. Es ist weiterhin erkennbar, dass zwischen -5° und +5° nur eine geringe Intensitätsschwankung stattfindet, welche unter 50 % liegt .
Bei einem Mikroskop gemäß Figur 1 kann bei kleinen
Abmessungen der Apertur 41 (Aperturblendenöffnungsdurchmesser A) die Schärfentiefe so groß werden, dass die Struktur der Auskoppelfläche im Objektbild erkennbar wird. Dies führt zu unerwünschten Inhomogenitäten. Zur Beseitigung dieser
Inhomogenitäten kann ein Diffusor als strukturierte optische Komponente im Strahlengang zwischen Auskoppelfläche 32 und Apertur 41 vorgesehen werden, vorzugsweise nahe an der
Apertur 41. In einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der Diffusor auf besondere Weise ausgebildet, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 erläutert wird. Die Diffusoren können dauerhaft im
Strahlengang angeordnet sein oder in Abhängigkeit von der Aperturabmessung ein- und ausgeschwenkt werden. In diesem Fall werden sie bei Unterschreiten einer Schwellen- Aperturabmessung (üblicherweise Durchmesser) eingeschwenkt und bei Überschreiten ausgeschwenkt. Die Schwellen- Aperturabmessung entspricht vorzugsweise einer numerischen Apertur von 0,35.
In Figur 4 ist eine erste Ausführungsform 400, in Figur 5 eine zweite Ausführungsform 500 eines solchen Diffusors dargestellt. Beide Diffusoren bestehen im Wesentlichen aus einer klaren Scheibe mit Durchmesser Dl, die in einem
vorbestimmten Bereich 401 bzw. 501 streuend ausgebildet ist. Dazu wird der vorbestimmte Bereich vorzugsweise mattiert, beispielsweise durch Sandstrahlen. Der Durchmesser Dl ist so gewählt, dass der Diffusor auf einfache Weise im Strahlengang angeordnet werden kann, ohne zu Abschattungen zu führen. Er entspricht zweckmäßigerweise mindestens einer maximal
möglichen Abmessung der Beleuchtungsapertur.
Die Ausführungsform gemäß Figur 4 weist einen runden
Streubereich 401 auf, dessen Abmessung D2 (hier Durchmesser, allgemein kann es sich um eine größte oder kleinste
Längserstreckung durch einen geometrischen Schwerpunkt handeln) an eine vorbestimmte Aperturabmessung (vorzugsweise entsprechend einer numerischen Apertur 0,35) angepasst ist.
Die Ausführungsform 500 gemäß Figur 5 ist sternförmig
ausgebildet, wobei eine Abmessung D2 (kleinste
Längserstreckung durch einen geometrischen Schwerpunkt) eines zentralen (insbesondere konvexen) Bereichs in der Mitte ebenfalls an eine vorbestimmte Aperturabmessung (vorzugsweise entsprechend einer numerischen Apertur 0,35) angepasst ist. Neben dem zentralen Bereich in der Mitte weist der
vorbestimmte Bereich 501 zusätzlich sich verjüngende
Strukturen auf, um insbesondere eine sprunghafte Lichtabnahme während eines Schließens der Aperturblende und eine Streuung an dem Übergang vom Streubereich zum klaren Bereich zu vermeiden .
In Figur 6 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Lichtrichteinheit 30' in einer Längsschnittsansicht zur
Skizzierung des inneren Aufbaus (Mitte) , mit Lichtwegen
(links) und mit Lichtwegen sowie einer vorgesetzten
strukturierten optischen Komponente (rechts) jeweils
schematisch dargestellt.
Das von der LED-Anordnung 20 als Lichtquelle abgestrahlte Licht wird an einer Einkoppelfläche 31' in die
Lichtrichteinheit 30' eingekoppelt und an einer oberen Auskoppelfläche 32' wieder ausgekoppelt. Zwischen der
Einkoppelfläche 31' und der Auskoppelfläche 32' erstreckt sich eine äußere Mantelfläche 34 ' . Im Anschluss an die
Einkoppelfläche 31' erstreckt sich eine innere Mantelfläche 33', die einen zylinderförmigen Hohlraum 37 begrenzt, der nach oben von einem als Linse 35' ausgebildeten Kollimator begrenzt wird. Beide optisch wirksamen Flächen des
Kollimators können zur Kollimation des Lichts beitragen, so dass die Austrittsfläche nicht zwangsweise plan sein muss. Der lichtquellenseitige Brennpunkt B der Linse 35' liegt in der Ebene der Lichtquelle 20.
Der von der inneren Mantelfläche 33', der äußeren
Mantelfläche 34', dem Kollimator 35' und der Auskoppelfläche 32 ' begrenzte Körper ist aus transparentem Kunststoff
ausgebildet. Die äußere Mantelfläche 34' hat die Form eines Rotationsparaboloids und ist als Totalreflexionsspiegel ausgebildet, so dass das Licht in Richtung Auskoppelfläche 32' gelenkt wird. Eine Symmetrieachse 36 bildet die optische Achse der Lichtrichteinheit 30' sowie die des Kollimators 35' und die Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 20.
Licht, das in den Hohlraum 37 eintritt, durchstrahlt entweder den Kollimator 35' oder die innere Mantelfläche 33', wobei es im letzteren in Richtung der reflektierenden äußeren
Mantelfläche 34' gebrochen wird. So wird nahezu das gesamte in die Einkoppelfläche 31' eingekoppelte Licht
parallelisiert. Die Auskoppelfläche 32 ' ist in der dargestellten
Ausführungsform unstrukturiert. Hinter der Auskoppelfläche kann eine strukturierte optische Komponente 38 vorgesehen sein, im vorliegenden Fall eine Mikrolinsenanordnung .

Claims

Patentansprüche
1. Mikroskop (100) mit einer Durchlicht- Beleuchtungseinrichtung (10) für eine kritische Beleuchtung eines zu betrachtenden Objekts (0), aufweisend:
- eine Lichtquelle (20) aufweisend eine LED-Anordnung mit einer Lichtabstrahlfläche,
- eine Lichtrichteinheit (30, 30') aufweisend einen Kollimator (35, 35') und eine reflektierende Mantelfläche (34, 34'), beide zum Ausrichten von in die
Lichtrichteinheit (30, 30') eingekoppeltem Licht, sowie aufweisend eine Auskoppelfläche (32, 32'), wobei die
Auskoppelfläche (32, 32') eine Auskoppelflächenabmessung (D) besitzt, wobei die Lichtabstrahlfläche der Lichtquelle (20) kleiner als die Auskoppelfläche (32, 32') der
Lichtrichteinheit (30, 32') ist,
wobei die Lichtrichteinheit (30, 30') so angeordnet ist, dass von der Lichtquelle (20) abgestrahltes Licht eingekoppelt wird und aus der Auskoppelfläche (32, 32') ausgekoppelt wird,
- einen Kondensor (40) zwischen der Auskoppelfläche (32, 32') der Lichtrichteinheit (30, 30') und dem zu betrachtenden Objekt (0), wobei der Kondensor eine Apertur (41) mit einer Aperturabmessung (A) hat und so angeordnet ist, dass die Apertur (41) mit dem aus der Auskoppelfläche (32, 32') ausgekoppelten Licht vollständig bestrahlt wird.
2. Mikroskop nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle (20) im lichtquellenseitigen Brennpunkt (B) des Kollimators (35, 35') angeordnet ist.
3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
Auskoppelflächenabmessung (D) größer als die
Aperturabmessung (A) ist.
4. Mikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Abstand (d) der Auskoppelfäche (32, 32') von der
Apertur (41) wenigstens das Doppelte und höchstens das Vierfache der Auskoppelflächenabmessung (D) ist.
5. Mikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Apertur (41) im lichtquellenseitigen Brennpunkt des
Kondensors (40) angeordnet ist.
6. Mikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Strahlengang zwischen Auskoppelfläche (32, 32') und Kondensor (40) nicht gefaltet ist.
7. Mikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Aperturabmessung (A) durch eine Irisblende variabel vorgebbar ist.
8. Mikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine strukturierte optische Komponente (32, 38, 400, 500) im Strahlengang zwischen Kollimator (35, 35') und
Kondensorapertur (41) angeordnet ist.
9. Mikroskop nach Anspruch 8, wobei die strukturierte optische Komponente (32, 38, 400, 500) eine Linsenanordnung, insbesondere eine Mikrolinsenanordnung oder eine Fresnellinsenanordnung, oder einen Diffusor (400, 500) aufweist.
10. Mikroskop nach Anspruch 8 oder 9, wobei die
strukturierte optische Komponente (32, 38, 400, 500) die Auskoppelfläche (32) ist.
11. Mikroskop nach Anspruch 8 oder 9, wobei die
strukturierte optische Komponente (32, 38, 400, 500) im Strahlengang zwischen Auskoppelfläche (32, 32') und
Kondensorapertur (41) angeordnet ist, vorzugsweise
unmittelbar benachbart zur Kondensorapertur (41).
12. Mikroskop nach Anspruch 10 oder 11, wobei die
strukturierte optische Komponente (32, 38, 400, 500) als eine klare Scheibe mit einem vorbestimmten Streubereich (401, 501) ausgebildet ist.
13. Mikroskop nach Anspruch 12, wobei der Streubereich (401) rund ist und eine Abmessung (D2) hat, die einer vorbestimmten Beleuchtungsapertur entspricht.
14. Mikroskop nach Anspruch 12, wobei der Streubereich (501) unrund ist, vorzugsweise sternförmig.
15. Mikroskop nach Anspruch 14, wobei ein zentraler, insbesonderer konvexer, Bereich innerhalb des Streubereichs (501) eine Abmessung (D2) hat, die einer vorbestimmten Beleuchtungsapertur entspricht.
16. Mikroskop nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei die strukturierte optische Komponente (32, 38, 400, 500) schwenkbar gelagert ist, so dass sie in den Strahlengang einschwenkbar und aus dem Strahlengang ausschwenkbar ist.
17. Mikroskop nach Anspruch 16, wobei ein Mechanismus vorgesehen ist, der die strukturierte optische Komponente (32, 38, 400, 500) in Abhängigkeit von der Aperturabmessung (A) in den Strahlengang einschwenkt und aus dem
Strahlengang ausschwenkt.
18. Mikroskop nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das aus der Auskoppelfläche (32, 32') ausgekoppelte Licht in einem Winkelbereich von mindestens ±10° und höchstens ±50° gegenüber einer optischen Achse abstrahlt und eine Fläche in 5 m Entfernung in einem Winkelbereich von
mindestens ±5° mit Intensitätsschwankungen geringer als 50% beleuchtet .
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