照明裝置的制造方法
【專利說明】照明裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于光學(xué)設(shè)備的照明裝置。
[0002]在諸如光學(xué)顯微鏡或光學(xué)宏觀鏡等光學(xué)設(shè)備中由一光源對一待觀察物體進(jìn)行照明，通常需要改變光源的亮度，以便使照明環(huán)境能夠最佳地與待觀察物體的種類和與所采用的觀察方法(例如照明場、偏振、干涉襯比或相襯)適配。在此作為光源優(yōu)選采用白熾燈或鹵素?zé)?，這是因?yàn)檫@類燈的生產(chǎn)廠家眾多，就功率、工作電壓、螺旋形狀、壽命和色溫而言已有不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
[0003]另一方面，在進(jìn)行大量的例行評(píng)價(jià)顯微攝像時(shí)確定的和統(tǒng)一的色視覺印象是非常重要的。例如病理診斷的關(guān)鍵部分是基于對組織切片的顯微攝像的色視覺印象。在進(jìn)行對比顯微和宏觀觀察時(shí)，為可靠地實(shí)現(xiàn)對比目的，色彩相同的顯示是必不可少的。
[0004]有不同的方法用于改變和調(diào)整顯微觀察的色視覺印象。一方面例如在通過目鏡觀察和采用弧光燈照明時(shí)可以通過增大所加的照明燈電流，以便改變色溫。但由于將縮短照明燈的壽命，因而此種方法是不利的。采用此方式實(shí)現(xiàn)對特定應(yīng)用所需亮度的提高，但針對其它的必須改變目的物色視覺印象的應(yīng)用有時(shí)又要重新對其進(jìn)行補(bǔ)償，例如利用中性密度濾光片進(jìn)行補(bǔ)償。
[0005]另外光譜輻射受物理定律(普朗克輻射定律)約束，所以只能在特定極限內(nèi)改變強(qiáng)度的光譜分布。另外增大照明燈電流方式也不太節(jié)能。
[0006]在采用照相機(jī)攝像時(shí)可以在照相機(jī)上進(jìn)行白色補(bǔ)償。盡管在對病理樣品進(jìn)行大量的分析時(shí)的相機(jī)就靈敏度而言與肉眼相比很有競爭性，但其很昂貴。加之首先要進(jìn)行攝像，接著進(jìn)行鑒定，這將會(huì)大大延緩作業(yè)流程。
[0007]為了提供在不同亮度的情況下的色彩中性的照明以及為了改變色視覺印象，已知可以將可變顏色的濾光片設(shè)置在照明光路上。例如在DE10132360C1中推薦了該方案。但這種濾光片的制作昂貴，而且在對所需的色彩中性的亮度的調(diào)整以及改變所需的色視覺印象，該調(diào)整方式較為粗糙。
[0008]還已知的是，在成像光路上采用特殊的棱鏡裝置，但這種方式付出的代價(jià)高昂。在對比顯微觀察和對比宏觀觀察時(shí)在照明光路上局部采用分路-光纖，以便用一個(gè)光源的光纖對兩個(gè)被照明的目的物進(jìn)行照明。當(dāng)然為制作這種分路光纖付出的代價(jià)很大，并且相應(yīng)曰蟲印貝ο
[0009]在對顯微樣品照明并用低放大倍數(shù)的物鏡和大的視場成像時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)如下問題，即對樣品的照明不均勻和不恒定，特別是越鄰近視場邊緣越降低，因而造成整體不均勻的光學(xué)視覺印象。在接近視場邊緣照明強(qiáng)度減小的情況下將會(huì)在視場邊緣造成相應(yīng)暗的光學(xué)視覺印象。此點(diǎn)是由于習(xí)用的光源的輻射特性決定的。在此作為光源優(yōu)選采用的還是上述提及的白熾燈或鹵素?zé)簟?br>[0010]通常對視場的不均勻照明進(jìn)行修正的現(xiàn)有的方案限于對中性密度濾光片的應(yīng)用，所述中性密度濾光片設(shè)置在照明光路上。采用這種中性密度濾光片的缺點(diǎn)在于，就視場上的光學(xué)密度分布而言其是不能改變的。因此通常用中性密度濾光片是不能對不同的非均勻照明進(jìn)行靈活的適配調(diào)整。另外其缺點(diǎn)還在于，光源的全部照明強(qiáng)度并未得到充分的利用，這是因?yàn)闉閷?shí)現(xiàn)均勻勢必有一部分光線被反射或被吸收之故。例如在W00005606中披露了這樣一種結(jié)構(gòu)的徑向均勻化濾光片。
[0011]通常為實(shí)現(xiàn)對不同物鏡的照明，特別是在采用具有大的視場的物鏡的情況下，就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言提出一種用于低放大倍數(shù)的第二照明光學(xué)裝置，以及一種變換機(jī)構(gòu)。
[0012]特別是在垂直光照明的情況下這種方案是不利的，這是因?yàn)槲镧R成了照明光學(xué)裝置的器件。例如在物鏡轉(zhuǎn)頭上設(shè)置多個(gè)物鏡的情況下，對每個(gè)物鏡必須設(shè)置一個(gè)中性密度濾光片，以及一個(gè)交替變換機(jī)構(gòu)，所述交替變換機(jī)構(gòu)必須與物鏡轉(zhuǎn)頭同步。這種方案是不靈活的，且必須付出很大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)代價(jià)。另外這種方案不支持所有相關(guān)的參數(shù)，其中例如對物鏡的交替變換、對數(shù)字孔徑的交替變換、襯比方法、或?qū)φ彰鞯亩ㄐ暮途劢?，例如對照明場光闌的調(diào)整、定心和聚焦。
[0013]另外還已知的是，在用相機(jī)進(jìn)行數(shù)字?jǐn)z影時(shí)要進(jìn)行事后追加的數(shù)字照明修正，即所謂的黑點(diǎn)校正。但相機(jī)攝像的襯比是通過照明強(qiáng)度和和相機(jī)預(yù)先固定給定的動(dòng)態(tài)范圍決定的。因此在反復(fù)應(yīng)用時(shí)不能利用黑點(diǎn)校正實(shí)現(xiàn)對由于不良或非均勻照明造成的襯比損失的補(bǔ)償。另外如上所述，這種黑點(diǎn)校正僅能應(yīng)用于采用數(shù)字相機(jī)的情況。在通過物鏡直接觀察時(shí)這種方法是不適用的。
[0014]本發(fā)明的目的在于提出一種用于光學(xué)設(shè)備的可靈活調(diào)整的照明裝置，采用該照明裝置分別根據(jù)要求以簡單的方式可以改變色視覺印象或可以進(jìn)行色中性亮度調(diào)整和/或可以實(shí)現(xiàn)對視場的均勻照明。
[0015]通過采用具有權(quán)利要求1特征的照明裝置以及通過采用具有這種照明裝置的具有權(quán)利要求11的顯微鏡或宏觀鏡實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
[0016]本發(fā)明提出一種用于顏色控制和/或?qū)φ彰鞴饩€進(jìn)行亮度控制的節(jié)能和費(fèi)用低廉的方案。特別是由于可變顏色的濾光片制備昂貴，加之由于其吸收特性不太節(jié)能，因而放棄了對可變顏色的濾光片的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明可以將照明光線精確地調(diào)整到“所希望的”色視覺印象或“所希望的”頻譜上。而且還可以以簡單的方式實(shí)現(xiàn)照明場的均勻化。
[0017]本發(fā)明的有益的設(shè)計(jì)是從屬權(quán)利要求的主題。
[0018]特別優(yōu)選的是設(shè)計(jì)一作為自發(fā)光層的第二照明光源。
[0019]根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施方式設(shè)計(jì)至少一設(shè)置在照明光路上的作為電致發(fā)光層的透明或半透明的層。例如作為這種電致發(fā)光層可以是所提及的發(fā)光二極管和電致發(fā)光薄膜。
[0020]特別有益的是自發(fā)光層是OLED或TOLED結(jié)構(gòu)。對由有機(jī)半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光薄膜元件稱作OLED或有機(jī)發(fā)光二極管。它們在實(shí)際應(yīng)用中與無機(jī)的發(fā)光二極管(LED)的區(qū)別在于，其電流密度和光密度較小。另外不需要單晶材料。OLED由一有機(jī)的層序列構(gòu)成，其總厚度大約為200nm。該層序列設(shè)置在陽極和陰極之間。通常采用玻璃作為基片，在該基片上附著一作為陰極的透明的導(dǎo)電層，例如錫化銦氧化物(ITO)。在其上面接著是有機(jī)層序列，和再接著例如是金屬陰極。在陰極或所采用的激勵(lì)電極為透明結(jié)構(gòu)時(shí)，則將其稱作透明的OLED或簡稱TOLED?？梢酝ㄟ^在300°至400°情況下的噴敷或以液體形式實(shí)現(xiàn)有機(jī)材料的涂布。OLED-或TOLED-層可以以簡單的方式疊加或前后順序地設(shè)置，從而例如在采用具有不同頻譜的OLED或TOLED的情況下根據(jù)某個(gè)OLED的頻譜將色彩組分以所需要的方式與習(xí)用光源的照明光線混合。例如可以采用三個(gè)疊加設(shè)置的OLED或T0LED，所述OLED或TOLED共同展開或參數(shù)化成一適用的色彩空間，例如一 RGB(紅綠藍(lán))-色彩空間。
[0021]另外優(yōu)選在照明光路孔徑平面上或在孔徑平面附近或在中間成像平面上或在中間圖像平面附近形成至少一第二光源或自發(fā)光層。采取該措施可以以有效的方式實(shí)現(xiàn)在整個(gè)視場上的均勻的色修正。
[0022]另外由于該裝置是透明的(或半透明的)，因而保證了第一光源或主光源的照明光線的完全或很大程度上的傳播。由于顯微鏡照明系統(tǒng)在中間成像平面上的景深很小，因此通過對色彩不同的發(fā)射體，特別是對相應(yīng)的OLED-或TOLED-層的疊加設(shè)置很容易實(shí)現(xiàn)自發(fā)光層。
[0023]特別優(yōu)選的是在柯勒照明光路的中間成像平面上或在該中間成像平面附近形成至少一自發(fā)光層。
[0024]通過在中間成像平面上對至少一自發(fā)光層的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了在物體面上或在樣品面上的自發(fā)光面的照明結(jié)構(gòu)的成像。
[0025]但要指出的是，至少一第二光源或自發(fā)光層也可以設(shè)置在照明光路的其它位置或平面上。
[0026]根據(jù)另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)，至少一自發(fā)光層作為平的或彎曲的表面，其中所述層特別可以附著在位于光路上的光學(xué)器件的表面，例如附著在一個(gè)透鏡或一個(gè)彎曲的反射鏡上。
[0027]通過根據(jù)本發(fā)明采用兩個(gè)照明光源對物體平面或物體的照明，其中第二照明