(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（２）の照明光がコレクタレンズ（３）、アパーチャ絞り（４）およびコンデンサレンズ（５）を通過して対象物面（９）に入射する顕微鏡用の照明装置において、
照明ビーム路（６）の光軸上に第２の光源（８）が配置されており、
該第２の光源の照明光は該コンデンサレンズ（５）から対象物方向に無限遠方に結像される、
ことを特徴とする顕微鏡用の照明装置。
【請求項２】
前記コレクタレンズ（３）は中央孔部（７）を有し、
前記第２の光源（８）は該孔部（７）に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
照明ビーム路（６）には前記コレクタレンズ（３）と前記コンデンサレンズ（５）との間に散乱ディスク（１０）が配置されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】
前記コレクタレンズ（３）の少なくとも一方の表面は光散乱性に構成されている、ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１の光源（２）と前記コレクタレンズ（３）との間では第２の散乱ディスク（１１）が照明ビーム路に配置されている、ことを特徴とする請求項３または４記載の照明装置。
【請求項６】
第１の光源（２）および／または第２の光源（８）として発光ダイオードが使用される、ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項７】
第１の光源（２）としてハロゲンランプまたは白熱ランプが、第２の光源（８）として発光ダイオードが使用される、ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項８】
前記発光ダイオードは赤色／緑色／青色−発光ダイオードとして、または白色光−発光ダイオードとして構成されている、ことを特徴とする請求項６または７記載の照明装置。
【請求項９】
前記光源（２，８）は前記コレクタレンズ（３）と共に別個のケース（１２）に配置されており、
該ケース（１２）は外付け可能な構成ユニットとして、前記顕微鏡のコンデンサレンズ（５）に結合可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項１０】
制御装置（１３）が、前記光源（２，８）の明るさおよび／または色温度を調整するために設けられている、ことを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項１１】
制御装置（１３）が、前記２つの光源（２，８）を選択的にまたは共通にオンまたはオフ切替するために設けられている、ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項１２】
前記２つの光源（２，８）に対する電圧供給源として電池（１４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項１３】
前記赤色／緑色／青色−発光ダイオードの個々の色は前記制御装置（１３）を介して別個に制御可能である、ことを特徴とする請求項９から１１までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項１４】
前記赤色／緑色／青色−発光ダイオードの個々の色は、赤色／緑色／青色−ビデオ信号を発生することにより、前記制御装置（１３）を介してシーケンス制御可能である、ことを特徴とする請求項１３記載の照明装置。
【請求項１５】
前記発光ダイオードは前記制御装置（１３）を介してパルス駆動で制御可能である、ことを特徴とする請求項１１から１４までのいずれか１項記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡用の照明装置、特に請求項１の上位概念（前置部）に従ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
顕微鏡用の照明装置は、照明ビーム路に光源、コレクタレンズ、制御可能なアパーチャ絞り、およびコンデンサレンズを有している。倍率の大きく異なる対物レンズを使用する場合、ケーラー照明装置では大きなアパーチャ領域およびフィールド領域をカバーしなければならない。照明装置に関しては顕微鏡において、大きなアパーチャと小さな対象物野を有する１００×/０．９０の対物レンズと、小さなアパーチャと大きな対象物野を有する４×/０．１０の対物レンズとが使用できることを保証しなければならない。
【０００３】
公知の照明装置は光を過剰供給し、そのうちのほんの一部だけが使用される。この種の照明装置のための光源として、大きなランプフィラメントを有する高出力のハロゲンランプが使用され、これは幾何学的に大きな光束を形成する。このような幾何学的光束は、ハロゲンランプの大きな発光面積と大きな照射（開口）角度から生じる。
【０００４】
しかし種々の対物レンズについて、幾何学的に大きな光束の一部しか使用できない。小さなアパーチャ（小さな開口角）を有する大きな対象物野（大きな被照明面）または大きなアパーチャ（大きな開口角）を有する小さな対象物野（小さな被照明面）が使用される。
【０００５】
出力の大きなハロゲンランプを使用することにより、もちろん顕微鏡架台での熱的問題も発生する。この架台は加熱によって膨張する。不所望の熱放射の他に、調整された焦点が膨張によって失われて（ずれて）しまうことがある。
【０００６】
ＷＯ９４０７１６６Ａ１から、顕微鏡用の照明装置が公知である。この照明装置では、最適な幾何形状の光束が交換可能なコンデンサ体とコンデンサレンズの使用により確保される。光学的構成要素群（ないし複数の光学的ユニット  optische Baugruppen）を交換して取り付けることにより、大きなアパーチャを有する小さな野も、小さなアパーチャを有する大きな野も最適に照明することができる。この照明装置は適切であることが示されている。しかしこの照明装置では、交換可能な光学的構成要素群のために高い仕上要求ないし大きな製造コストが必要である。さらに対物レンズを交換する際にはコンデンサレンズも交換しなければならない。
【０００７】
ＤＥ１９６４４６６２から、光学的構成要素が移動されない顕微鏡用の照明装置が公知である。照明のために光源が設けられており、この光源は平面状ＬＣＤを透過照明する。ＬＣＤ上には制御装置によって任意の透明／不透明パターンが形成される。パターンの大きさを変化することにより、照明を種々異なるアパーチャに適合させることができる。この装置により、ソフトウエア制御される種々の照明条件が調整される。しかしここでも、幾何形状の大きな光束を光源により準備しなければならず、その光束のほんの一部しか使用されない。
【０００８】
ＤＥ３１０８３８９Ａ１から、顕微鏡用の照明装置が公知である。この照明装置では、機械絞りとして所定の構造を有する制御可能な液晶セルが使用される。種々異なる照明形式、例えば投射照明／透過照明、斜方照明、暗視野照明、位相コントラスト照明、および偏光照明に対してそれぞれ異なるように構成された液晶セルが使用される。
【０００９】
それぞれのセルに固定的に設定された電極構造のために、これらのセルは顕微鏡で所定の倍率でしか使用できない。別の顕微鏡対物レンズを使用することにより倍率を変更する際には、これに適合した別の液晶セルを顕微鏡に組み込まなければならない。このことはもちろん別の顕微鏡照明形式に変更する場合も常にそうである。
【００１０】
ＤＥ３７３４６９１Ｃ２から、顕微鏡用の照明装置が公知であり、この顕微鏡では、光源として２次元マトリクスに統合された複数のＬＥＤが設けられている。この平面状ＬＥＤマトリクスは多数の並置された個々のＬＥＤを赤色、緑色および青色（ＲＧＢ）を有している。相応の制御装置によって個々のＬＥＤが制御され、これにより相応の照明パターンが形成される。この種の多数のＬＥＤの装置および制御はもちろん非常に労力及び費用が掛かる。
【００１１】
ＤＥ４２３１４０６Ａ１から、顕微鏡用の明視野透過光照明装置が公知である。この照明装置では、照明ビーム路に透明なディスクが設けられており、このディスクの中央にはラスタ（格子  Raster）が配置されている。この照明装置では、大きな野に対する照明野絞りの均等な照明が次のようにして行われる。すなわちラスタを介して、光源のランプフィラメントが順次配置され、多重結像されることにより行われる。
【００１２】
ＤＥ３７０８６４７Ｃ２には、顕微鏡用のケーラー照明装置が記載されており、この装置はコレクタレンズ、アパーチャ絞り、およびコンデンサレンズを有する。この照明装置では、対象物面の一様な照明が次のようにして達成される。すなわち、光源に隣接する反射器とコレクタレンズとの間に光散乱性素子を配置することにより達成される。コレクタレンズは光源の像を無限遠方に結像する。
【００１３】
平面状に構成された光源はすべて、一般に幾何形状の大きな光束が光源により形成され、この光束のうちほんの一部しか使用されない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、顕微鏡および試料の熱的負荷を最小にすることである。
【００１５】
【課題を解決する手段】
この課題は本発明により、特許請求の範囲の請求項１の特徴部分に記載した特徴により解決される。
【００１６】
本発明の有利なさらなる展開形態は、従属請求項の対象である。
【００１７】
２つの光源を照明ビーム路において共通に配置することによって、コンデンサが固定されていても倍率の大きな対物レンズに対しては大きなアパーチャと小さな対象物野により、倍率の小さな対物レンズに対しては小さなアパーチャと大きな対象物野により、最適化された幾何形状の光束を実現する照明が得られるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
第二の光源をコレクタレンズの中心孔部に配置することにより、光源に対して簡単に位置を固定できる。
【００１９】
本発明のさらなる展開構成では、照明ビーム路に散乱ディスクおよび／またはつや消しのレンズ表面の形態をもつ光散乱性の構成素子を設けることができる。
【００２０】
光源として有利にはＬＥＤが使用される。もちろん他の点光源、例えば小さなハロゲンランプまたは白熱ランプを使用することもできる。ＬＥＤの利点は、その駆動時にほとんど熱が発生しないことであり、光が指向性をもって発射されることである。白色光ＬＥＤを使用する場合には、その明るさを色ずれ（Farbverschiebung）なしで簡単に電流変化により制御することができる。ＲＧＢ−ＬＥＤを使用する場合には、白色光を発生することもでき、電流変化により光を弱くすることもできるが、さらに個々の色ごとにその強度を別個に制御することができる。
【００２１】
２つの光源を有する照明装置は有利には、別個のケース（Gehaeuse）に配置され、既存の顕微鏡コンデンサ体（Kondensorkoepfe）に対して外付け可能な構成部材として構成される。もちろんコンデンサレンズを有する照明装置を固定的に結合し、一体の構成部材として構成することもできる。
【００２２】
本発明のさらに別の構成では、電気制御装置が設けられており、この制御装置を介して２つの光源が別個にまたは共通に切り換えられる。これにより光源の明るさ（光度）および／または色温度を相応に制御することができる。制御装置はさらに光源に対する電圧供給源を電池または二次電池（Akkus）および／または定電圧配電網の形態で有する。
【００２３】
本発明の別の構成では、ＲＧＢ−ＬＥＤがＴＶ−ＲＧＢ信号を発生させるためにシーケンス制御される。ここでは感光性受光構成素子としてＳ／Ｗビデオカメラないしは相応のチップを使用することができる。さらに、フラッシュ光を発生させるためにＬＥＤをパルス駆動で制御することができる。
【００２４】
【実施例】
本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、顕微鏡用の照明ビーム路１を示し、第１の光源２，前置された第２の散乱ディスク１１およびコレクタレンズ３を備えている。コレクタレンズ３は中央孔部７を有し、この中には第２の光源８が配置されている。第２の光源８には照明ビーム路１中で第１の散乱ディスク１０が後置されている。前記の構成部材は別個のケース１２に配置されており、第１の散乱ディスク１０はケース１２を防塵に密閉している。
【００２６】
照明ビーム路１のさらなる経過において、制御可能なアパーチャ絞り４，コンデンサレンズ５および対象物面９が設けられている。コンデンサレンズ５とアパーチャ絞り４とは共に、ここに図示しない別のケースに配置することもできる。
【００２７】
第１の光源２はコレクタレンズ３の焦点に配置されており、コレクタレンズは平行照明ビーム束１７を形成する。この平行照明ビーム束１７は第１の散乱ディスク１０上に導かれる。
【００２８】
散乱ディスク１０により該平行照明ビームは小さな角度で発散する。該ビームは次にコンデンサレンズ５を介して対象物面９に向けられる。この照明はクリティカル照明（kritischen Beleuchtung）に相応し、野が小さくアパーチャが大きい対物レンズに対して使用される。
【００２９】
コレクタレンズ３の孔部７に配置された第２の光源８は直接、散乱ディスク１０を介して大きな角度でコンデンサレンズ５を照射する。このコンデンサレンズ５により第２の光源８は無限遠方に結像され、従って平行照明ビーム束１８を形成する。第２の光源８によりケーラー照明が形成される。この第２の光源８は、大きな野と小さなアパーチャを備えた対物レンズの照明に対して使用される。
【００３０】
２つの光源２と８の構成によってのみ、相応の対物レンズにより使用される幾何形状の光束が形成される。これによりこれまで使用されていた出力の大きなハロゲンランプを省略することができる。
【００３１】
もちろん第２の光源８を光軸２０上でコレクタレンズ３の直上に、または第１の散乱ディスク１０の図示されていない有底孔（Sackloch）内に配置することもできる。ただ、第２の光源８がアパーチャ絞り面ないしこれに共役の面のできるだけ近傍に配置されることが確保されなければならない。
【００３２】
第２の光源８をコレクタレンズ３の中央孔部７にを配置すること、または第１の散乱ディスク１０の図示されていない有底孔に配置することにより、第２の光源８を光軸２０に確実に芯合わせして固定することが確保される。
【００３３】
２つの光源２と８を制御するために制御装置１３が設けられており、この制御装置は電気線路ケーブル１５を介してケース１２および２つの光源２，８と接続されている。制御装置１３は光源２，８の制御および駆動のための電圧源として電池１４と、電圧配電網に対する端子１９を有する。この電池は二次電池として構成することができることも自明であり、二次電池は網電圧源（Netz-Spannungsquelle）が存在しないときには常に駆動される。
【００３４】
さらに制御装置は複数の操作ボタン１６を有し、この操作ノブを介して２つの光源２，８を選択的にまたは共通に切り換えることができる。さらにそれぞれのランプの明るさを、操作ボタン１６を介して調整することができる。ＬＥＤを使用する場合には、明るさを電流の簡単な制御により調整することができ、その際に照明光の色温度は変化しない。
【００３５】
本発明の別の構成では、光源２と８としてＲＧＢ−ＬＥＤが設けられており、これらでは個々の色がそれぞれ別個に制御される。これにより簡単に所定の色温度ないしは単色光を調整することができる。さらに第１の光源２として低出力のハロゲンランプを、第２の光源８としてＬＥＤを駆動することができる。
【００３６】
光源２，８をコレクタレンズ３と共に別個のケース１２に配置することの利点は、この照明装置を外付け可能な構成ユニットとして既存のコンデンサ体に接続できることである。
【００３７】
図２は、中央孔部７を有するコレクタレンズ３を示す。コレクタレンズ３の表面はつや消し処理または相応のラスタにより光散乱性に構成することができる。この場合、第１の散乱ディスク１０（図１）を照明ビーム路において省略することができる。
【００３８】
コレクタレンズを簡単な照明レンズとしておよび／またはコンデンサレンズを多レンズ式のコンデンサ体として構成することも本発明の枠内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  照明ビーム路の基本構成を示す概略図である。
【図２】  中央孔部を有するコレクタレンズの概略図である。
【符号の説明】
１  照明装置
２  第１の光源
３  コレクタレンズ
４  アパーチャ絞り
５  コンデンサレンズ
６  照明ビーム路
７  ３の中央孔部
８  第２の光源
９  対象物面
１０  第１の散乱ディスク
１１  第２の散乱ディスク
１２  ケース
１３  制御装置
１４  電池
１５  １２−１３間の電気線路ケーブル
１６  操作ボタン
１７  ２の照明ビーム
１８  ８の照明ビーム
１９  電源部端子
２０  光軸
【図１】
0004040841.tif 000002
【図２】
0004040841.tif 000003