[发明专利]照明装置

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于光学设备的照明装置。

在诸如光学显微镜或光学宏观镜等光学设备中由一光源对一待观察物体进行照明，通常需要改变光源的亮度，以便使照明环境能够最佳地与待观察物体的种类和与所采用的观察方法(例如照明场、偏振、干涉衬比或相衬)适配。在此作为光源优选采用白炽灯或卤素灯，这是因为这类灯的生产厂家众多，就功率、工作电压、螺旋形状、寿命和色温而言已有不同的设计结构。

另一方面，在进行大量的例行评价显微摄像时确定的和统一的色视觉印象是非常重要的。例如病理诊断的关键部分是基于对组织切片的显微摄像的色视觉印象。在进行对比显微和宏观观察时，为可靠地实现对比目的，色彩相同的显示是必不可少的。

有不同的方法用于改变和调整显微观察的色视觉印象。一方面例如在通过目镜观察和采用弧光灯照明时可以通过增大所加的照明灯电流，以便改变色温。但由于将缩短照明灯的寿命，因而此种方法是不利的。采用此方式实现对特定应用所需亮度的提高，但针对其它的必须改变目的物色视觉印象的应用有时又要重新对其进行补偿，例如利用中性密度滤光片进行补偿。

另外光谱辐射受物理定律(普朗克辐射定律)约束，所以只能在特定极限内改变强度的光谱分布。另外增大照明灯电流方式也不太节能。

在采用照相机摄像时可以在照相机上进行白色补偿。尽管在对病理样品进行大量的分析时的相机就灵敏度而言与肉眼相比很有竞争性，但其很昂贵。加之首先要进行摄像，接着进行鉴定，这将会大大延缓作业流程。

为了提供在不同亮度的情况下的色彩中性的照明以及为了改变色视觉印象，已知可以将可变颜色的滤光片设置在照明光路上。例如在DE10132360C1中推荐了该方案。但这种滤光片的制作昂贵，而且在对所需的色彩中性的亮度的调整以及改变所需的色视觉印象，该调整方式较为粗糙。

还已知的是，在成像光路上采用特殊的棱镜装置，但这种方式付出的代价高昂。在对比显微观察和对比宏观观察时在照明光路上局部采用分路-光纤，以便用一个光源的光纤对两个被照明的目的物进行照明。当然为制作这种分路光纤付出的代价很大，并且相应昂贵。

在对显微样品照明并用低放大倍数的物镜和大的视场成像时常常会出现如下问题，即对样品的照明不均匀和不恒定，特别是越邻近视场边缘越降低，因而造成整体不均匀的光学视觉印象。在接近视场边缘照明强度减小的情况下将会在视场边缘造成相应暗的光学视觉印象。此点是由于习用的光源的辐射特性决定的。在此作为光源优选采用的还是上述提及的白炽灯或卤素灯。

通常对视场的不均匀照明进行修正的现有的方案限于对中性密度滤光片的应用，所述中性密度滤光片设置在照明光路上。采用这种中性密度滤光片的缺点在于，就视场上的光学密度分布而言其是不能改变的。因此通常用中性密度滤光片是不能对不同的非均匀照明进行灵活的适配调整。另外其缺点还在于，光源的全部照明强度并未得到充分的利用，这是因为为实现均匀势必有一部分光线被反射或被吸收之故。例如在WO0005606中披露了这样一种结构的径向均匀化滤光片。

通常为实现对不同物镜的照明，特别是在采用具有大的视场的物镜的情况下，就结构设计而言提出一种用于低放大倍数的第二照明光学装置，以及一种变换机构。

特别是在垂直光照明的情况下这种方案是不利的，这是因为物镜成了照明光学装置的器件。例如在物镜转头上设置多个物镜的情况下，对每个物镜必须设置一个中性密度滤光片，以及一个交替变换机构，所述交替变换机构必须与物镜转头同步。这种方案是不灵活的，且必须付出很大的结构设计代价。另外这种方案不支持所有相关的参数，其中例如对物镜的交替变换、对数字孔径的交替变换、衬比方法、或对照明的定心和聚焦，例如对照明场光阑的调整、定心和聚焦。

另外还已知的是，在用相机进行数字摄影时要进行事后追加的数字照明修正，即所谓的黑点校正。但相机摄像的衬比是通过照明强度和和相机预先固定给定的动态范围决定的。因此在反复应用时不能利用黑点校正实现对由于不良或非均匀照明造成的衬比损失的补偿。另外如上所述，这种黑点校正仅能应用于采用数字相机的情况。在通过物镜直接观察时这种方法是不适用的。

本发明的目的在于提出一种用于光学设备的可灵活调整的照明装置，采用该照明装置分别根据要求以简单的方式可以改变色视觉印象或可以进行色中性亮度调整和/或可以实现对视场的均匀照明。

通过采用具有权利要求1特征的照明装置以及通过采用具有这种照明装置的具有权利要求11的显微镜或宏观镜实现了本发明的目的。