照明裝置、體視顯微鏡及用于體視顯微鏡的照明方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種體視顯微鏡，具體是對(duì)其照明裝置的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，顯微鏡的照明方法種類可分“透射式照明”和“落射式照明”兩大類。前者適用于透明或半透明的標(biāo)本，后者則適用于非透明的標(biāo)本。
[0003]暗視場(chǎng)顯微鏡是利用丁達(dá)爾光學(xué)效應(yīng)的原理。當(dāng)一束光線透過(guò)膠體，從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象叫丁達(dá)爾現(xiàn)象，也叫丁達(dá)爾效應(yīng)。
[0004]在專利特開(kāi)平4-318804號(hào)中，描述了一種可進(jìn)行偏斜照明的體視顯微鏡的透過(guò)照明裝置，從光源發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)聚光透鏡、毛玻璃照射到反射鏡上，反射鏡將光線反射至另一個(gè)聚光透鏡上，通過(guò)聚光透鏡的光照射到放置于玻璃臺(tái)板上的標(biāo)本，進(jìn)而光線進(jìn)入物鏡內(nèi)，通過(guò)調(diào)整旋轉(zhuǎn)反射鏡的角度，可以改變左右物鏡的光瞳的暗部和明部的比例。
[0005]在專利實(shí)公昭41-5808號(hào)中，描述了一種可進(jìn)行偏斜照明和暗視野照明的體視顯微鏡的透過(guò)照明裝置。光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)聚光透鏡、毛玻璃照射到反射鏡上，反射鏡將光線反射至另一個(gè)聚光透鏡上，通過(guò)聚光透鏡的光照射到放置于玻璃臺(tái)板上的標(biāo)本，進(jìn)而光線進(jìn)入物鏡內(nèi)，在物鏡的光瞳共軛的位置配置的毛玻璃的附件增設(shè)有切斷光束的刀刃，通過(guò)調(diào)整刀刃和物鏡的光瞳的共軛像的上下位置，可切換偏斜照明和暗視野照明。
[0006]如上兩個(gè)專利所述，以上述方法得到的照明裝置，在運(yùn)用于體視顯微鏡觀察標(biāo)本時(shí)，倍率有高到低，視場(chǎng)范圍也有小到大的變化，在低倍觀察時(shí)，無(wú)法得到良好的對(duì)比度，大大降低了標(biāo)本成像質(zhì)量。同時(shí)，為了增大視場(chǎng)范圍，要求反射鏡也必須同時(shí)增大，這樣導(dǎo)致該照明系統(tǒng)的底座高度要增加，標(biāo)本面就被抬高。目前體視顯微鏡的發(fā)展趨勢(shì)要求，視場(chǎng)盡量大，標(biāo)本盡量低，該裝置已經(jīng)不能滿足顯微鏡的發(fā)展要求。
[0007]在專利實(shí)公昭45-1105號(hào)，描述了一種可進(jìn)行明視場(chǎng)和暗視場(chǎng)的照明裝置。該光源置于物鏡及標(biāo)本的正下方，在明視場(chǎng)照明時(shí)，打開(kāi)光源正上方的遮光板，從光源發(fā)出的光線，直接照射在標(biāo)本上。在暗視場(chǎng)照明時(shí)，關(guān)閉光源正上方的遮光板，擋住直射光照射到標(biāo)本，光線經(jīng)過(guò)反光碗反射，反射光傾斜照射在標(biāo)本上，形成暗場(chǎng)照明。
[0008]如上所述，以上述方法得到的照明裝置，由于光源置于物鏡和標(biāo)本的正下方，在暗視場(chǎng)照明時(shí)，部分光線被擋住未被利用，部分斜射光線照射到反光碗上，降低了照明亮度，同時(shí)由于光路短，在明場(chǎng)照明時(shí)，如果需要得到均勻的視場(chǎng)范圍，需要在光源上方布置濾光器等光學(xué)部件，這樣底座的結(jié)構(gòu)就相應(yīng)會(huì)增高，抬高標(biāo)本放置面。
[0009]在專利CN1145820C中，如權(quán)利要求14中描述了一種顯微鏡透過(guò)照明裝置。作為明視場(chǎng)觀察，光源射出的光由聚光鏡形成大致的平行光束后，由偏向部件(偏向反光鏡)偏向，對(duì)試樣進(jìn)行照明。這種情況下，聚光透鏡使光源的出射光軸以相對(duì)水平方向向斜下方傾斜5°到10°的程度傾斜。作為明視場(chǎng)觀察時(shí)，可切換的部分為偏向部件、凸透鏡及擴(kuò)散板。作為暗視場(chǎng)觀察，將由光源射出的光向上方偏向的第二偏向部件和使偏向后的光斜著照射試樣的遮光部件。遮光部件將第二偏向部件反射的光以光軸為中心向外周方向反射。
[0010]如上所述，無(wú)論是明視野還是暗視野，為了提高亮度，必須增設(shè)聚光透鏡和復(fù)雜的明暗視野切換機(jī)構(gòu)，造成成本偏高，同時(shí)為了擴(kuò)大視野范圍，通光范圍必須加大，這樣反射鏡也不可避免的增大，底座的厚度也必然較高，標(biāo)本放置面也隨之抬高，也就是大視野和薄底座不可兼得。
[0011]在專利CN101055346A，描述了一種體視顯微鏡側(cè)面照射式照明方法及其暗視野體視顯微鏡。該方法是將光源所發(fā)出的光束從體視顯微鏡載物臺(tái)的側(cè)面照射被觀察標(biāo)本，且所述光束應(yīng)滿足如下特性:一是該光束與被觀察標(biāo)本處于同一平面空間范圍，二是該光束與體視顯微鏡兩物鏡主光軸的對(duì)稱線0102之間的夾角為80?100°。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是將光源直接發(fā)出或經(jīng)過(guò)光學(xué)儀器改變方向的最后光線部分水平對(duì)準(zhǔn)放置被觀察標(biāo)本的載物臺(tái)，從而使其與體視顯微鏡兩物鏡主光軸的對(duì)稱線0102呈垂直布置。該專利提供的體視照明方法不太適合氣相標(biāo)本，且無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)明暗場(chǎng)觀察的自由切換，通用范圍局限性大。
[0012]在專利CN101587236A，描述了一種暗視場(chǎng)顯微鏡的照明裝置。其包括物鏡、承載臺(tái)及光源模塊，該光源模塊包括光束、反射構(gòu)件和聚光構(gòu)件。反射構(gòu)件，用來(lái)將沿著初始方向行進(jìn)的所述光線反射成實(shí)質(zhì)上沿所述初始方向行進(jìn)的環(huán)狀光，所述的光是中空的；以及聚光構(gòu)件，所述環(huán)狀光穿透通過(guò)所述聚光構(gòu)件并聚焦于所述檢測(cè)試件上，且穿透通過(guò)所述聚光構(gòu)件的部分所述環(huán)狀光被所述檢測(cè)試件散射。專利提供的方案過(guò)于復(fù)雜，造成底座偏高，也提高了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于，提供一種用于體視顯微鏡的照明裝置，可以通過(guò)合理的布局光源的位置和改變光源與標(biāo)本的光通情況，可實(shí)現(xiàn)明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)照明等多功能透射照明。此外，可通過(guò)控制光源的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)本成像襯度的可連續(xù)變化。
[0014]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于體視顯微鏡的照明裝置，可降低標(biāo)本放置面的高度，即可降低顯微鏡底座的高度。
[0015]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于體視顯微鏡的照明裝置，可方便、簡(jiǎn)單切換明視場(chǎng)照明和暗視場(chǎng)照明，可適合各類標(biāo)本的觀察。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可大大降低產(chǎn)品制造成本。
[0016]于是，本發(fā)明提出一種用于體視顯微鏡的照明方法，是在觀察點(diǎn)的下方設(shè)置有被觀察的標(biāo)本，被觀察的標(biāo)本通過(guò)光源進(jìn)行照明。將光源放置于被觀察的標(biāo)本下方，且確保光源位于觀察點(diǎn)的可成像光線的區(qū)域以外；當(dāng)進(jìn)行暗場(chǎng)照明時(shí)，在光源與標(biāo)本之間的放置一個(gè)遮擋件，該遮擋件僅使光源在位于可成像光線的區(qū)域以內(nèi)部分的散射光線可以通過(guò)；當(dāng)進(jìn)行明場(chǎng)照明時(shí)，在光源與標(biāo)本之間的放置一個(gè)通光件，該通光件使光源在位于可成像光線的區(qū)域以內(nèi)及以外的全部光線均可以通過(guò)。
[0017]于是，本發(fā)明提出一種照明裝置，包括:光源、切換機(jī)構(gòu)、遮擋件和通光件，該光源放置于被觀察的標(biāo)本以下的空間，且該光源位于標(biāo)本上方的觀察點(diǎn)的可成像光線的區(qū)域以夕卜，該切換機(jī)構(gòu)用于使遮擋件與通光件的其中一個(gè)在光源與標(biāo)本之間的被放置；當(dāng)進(jìn)行暗場(chǎng)照明時(shí)，通過(guò)該切換機(jī)構(gòu)在光源與標(biāo)本之間的放置一個(gè)遮擋件，該遮擋件僅使光源在位于可成像光線的區(qū)域以內(nèi)部分的散射光線可以通過(guò)；當(dāng)進(jìn)行明場(chǎng)照明時(shí)，通過(guò)該切換機(jī)構(gòu)在光源與標(biāo)本之間的放置一個(gè)通光件，該通光件使光源在位于可成像光線的區(qū)域以內(nèi)及以外的全部光線均可以通過(guò)。
[0018]于是，本發(fā)明提出一種體視顯微鏡，包括:目鏡、變倍體組、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、臺(tái)板和照明裝置，臺(tái)板上用于放置被觀察的標(biāo)本。其中，該臺(tái)板是透明臺(tái)板，該照明裝置設(shè)置在該臺(tái)板下，該照明裝置是如上述第一種的照明裝置。
[0019]本發(fā)明通過(guò)上述的照明方法與裝置，在暗視場(chǎng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)明亮照明，而明視場(chǎng)時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)均勻照明。明視場(chǎng)和暗視場(chǎng)都可以很容易實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)范圍的照明，即可用于微觀區(qū)域觀察，也可用于宏觀區(qū)域觀察。由于在照明裝置中沒(méi)有其他光學(xué)元件或光學(xué)元件置于成像光線之外，故無(wú)其他雜散光的影響；同時(shí)，照明光線經(jīng)過(guò)的光程也非常短，故無(wú)其他雜散光的影響或者說(shuō)雜散光最小化，從而提高暗場(chǎng)對(duì)比度。當(dāng)從明場(chǎng)切換到暗場(chǎng)時(shí)，由于有散光環(huán)遮擋直射光進(jìn)入人眼，在實(shí)現(xiàn)均勻照明的同時(shí)也使亮度還處于人眼舒適的觀察狀態(tài)，從而防止光對(duì)人眼的損傷。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是可適用本發(fā)明的照明裝置的體視顯微鏡的側(cè)視圖；
圖2是本發(fā)明的多顆LED照明布局原理圖；
圖3是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的第一實(shí)施形態(tài)的圖，是以明視場(chǎng)為主的結(jié)構(gòu)表示圖；
圖4是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的第一實(shí)施形態(tài)的圖，暗視場(chǎng)為主的結(jié)構(gòu)表示圖； 圖5是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的切換機(jī)構(gòu)實(shí)施形態(tài)表示圖；
圖6是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的第一實(shí)施形態(tài)變形例的圖，是以明視場(chǎng)為主的結(jié)構(gòu)表示圖；
圖7是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的第一實(shí)施形態(tài)變形例的圖，暗視場(chǎng)為主的結(jié)構(gòu)表示圖；
圖8a是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的光源以圓柱形布置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8b是圖8a的剖視圖；
圖9a是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的光源以第一種自由曲面形布置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9b是圖9a的剖視圖；
圖1Oa是本發(fā)明的顯微鏡的照明裝置的光源以第二種自由曲面形布置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1Ob是圖1Oa的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]首先，本發(fā)明提出一種用于體視顯微鏡的照明方法，是在觀察點(diǎn)(通常為目鏡、變倍體組、調(diào)焦機(jī)構(gòu)等組成的光學(xué)觀察系統(tǒng)，不限于此)的下方設(shè)置有被觀察的標(biāo)