[發明專利]用于顯微鏡透照裝置的平面光源

無效

• 申請號: 201210023534.7
• 申請日: 2012-02-02
• 公開（公告）號: CN102628984A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: R·保盧斯;R·祖斯特;H·史尼茲勒
• 申請（專利權）人: 徠卡顯微系統（瑞士）股份公司
• 主分類號: G02B21/06
• 分類號: G02B21/06;G02B6/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明涉及用于顯微鏡透照(transillumination)裝置的平面光源，特別用于具有連續可變放大率的顯微鏡，簡稱為“變焦顯微鏡”，特別地為立體顯微鏡或巨觀顯微鏡(macroscopes)。

背景技術

用于顯微鏡透照裝置的平面光源可從現有技術中獲知，例如可從文獻DE?102004?017?694?B3或US?7,554,727?B2中獲知。它們被布置在樣本平面下方。平面光源和樣本之間的距離被選擇成足夠的大，從而完全照射樣本，且發光裝置的結構在樣本平面上不再可見。然而在現有技術中，透照基座的全高度過高。沒有考慮到符合人體工學。為了允許平面透照裝置用于顯微鏡，例如用于立體顯微鏡或巨觀顯微鏡，需要將核心元件——光源——配置成盡可能的平坦，且均勻地輻射光。例如，DE102004017694B3教導了在光源上使用用于勻化的漫射盤，但其對發光裝置的效率和全高度有負面影響。

因此，需要描述一種最平坦且光勻化的顯微鏡透照裝置。

發明內容

根據本發明，提出一種用于顯微鏡透照裝置的平面光源，其具有權利要求1的特征。

本發明是顯著的在于，通過故意破壞(deliberate?disruption)全反射，板狀光導中以全反射的方式傳播的光線輸出耦合(outcoupled)。通過在所謂“接觸面”上鄰接元件，這種破壞發生在光導下邊界表面(“底面”)。作為結果，光線從上邊界表面(“頂面”)耦合輸出。這種元件光學地耦合至光導，并被設置以產生反射角度的改變，從而光線從頂面耦合輸出。該元件接觸的接觸面作為輻射表面。使用為耦合輸出僅配備有一個接觸面的光導，不僅能獲得特別平坦的構造，并且，由于光線在光導內混合而導致了輻射光線的初始均勻化。特別地，通過破壞全反射的元件產生在光導中傳播的光線的定向反射(directed?reflection)從而獲得均勻的輻射。由此產生的輻射可以通過反射面的配置調整。

光線從至少兩個不同的方向耦合入光導，可獲得進一步的均勻化。當光導形狀例如類似棱柱或棱錐臺，即光導具有多邊形底面，耦合輸入(incoupling)發生在至少兩個側面上。當光導為圓柱形或圓錐臺形，即光導具有橢圓形底面，耦合輸入發生在包絡面上的至少兩處位置，該兩處位置優選地均勻分布在外周上。另外，從側面的耦合輸入允許較低的全高度。

接觸面的平面面積小于底面的平面面積，可獲得勻化上的進一步改善。因而也保留了不用于輻射、僅用于勻化的邊緣區域。因此，光導可選擇成為光勻化看似需要的那么大，而接觸面(其定義了輻射表面)的尺寸卻可獨立地選擇。

使用本發明，可構造出能夠特別均勻地輻射光線的用于顯微鏡透照裝置的平面光源。該平面光源在構造上非常平坦，且易于制造和處理。制造中不需要昂貴的光學系統和對準系統，因此成本低廉。

根據本發明的構造，熱的產生與用于光發射的位置分離開來。這種分離使得能很大程度上以適中的溫度照射樣本。這種布置被證明是有益的，特別是對大面積光源，鑒于隨著發射表面尺寸平方的增加，發光裝置輸出的必要的光也增加。由于發熱的發光裝置被布置在側面，遠離樣本，因此，在樣本下面放置輻射表面并不必然地導致加熱樣本。使用根據本發明的布置，可更好地消散產生的熱。

從屬權利要求和下文所描述的主題是有利的實施例。

導光板是平坦的，其高度小于其側邊長，特別地至少為十分之一。因此，必需的全高度被保持較低，并且位于平面光源上的目標平面不需過多地朝上移動。

在優選的實施例中，破壞全反射的元件優選地包括微結構，該微結構特別地為涂覆反射面，以及在一特別優選的實施例中，包括微棱鏡?？赏ㄟ^定義微棱鏡的側面角來影響平面光源的輻射特性。

有利地，破壞全反射的元件通過連接介質，例如透明粘合劑，連接到光導，從而連接介質的光學折射率可特別地適于使用目的。發光裝置的光線從側面耦合入光導，并在光導內以全反射的方式傳輸，直到通過全反射的受控破壞(破壞全反射的元件)將光線向上耦合輸出到光板之外。光線從空氣進入具有折射率為n1的光導時，朝向光軸折射。然后光線被全反射或從外側面耦合輸出。描述能入射到光導上繼續傳播的最大角度的受光角α的方程為：

sin²(α)＝n1²-n2²，