[发明专利]用于显微镜透照装置的平面光源

说明书

技术领域

本发明涉及用于显微镜透照(transillumination)装置的平面光源，特别用于具有连续可变放大率的显微镜，简称为“变焦显微镜”，特别地为立体显微镜或巨观显微镜(macroscopes)。

背景技术

用于显微镜透照装置的平面光源可从现有技术中获知，例如可从文献DE 102004017694B3或US 7,554,727B2中获知。它们被布置在样本平面下方。平面光源和样本之间的距离被选择成足够的大，从而完全照射样本，且发光装置的结构在样本平面上不再可见。然而在现有技术中，透照基座的全高度过高。没有考虑到符合人体工学。为了允许平面透照装置用于显微镜，例如用于立体显微镜或巨观显微镜，需要将核心元件——光源——配置成尽可能的平坦，且均匀地辐射光。例如，DE 102004017694B3教导了在光源上使用用于匀化的漫射盘，但其对发光装置的效率和全高度有负面影响。

因此，需要描述一种最大平坦且光匀化的显微镜透照装置。

发明内容

根据本发明，提出一种用于显微镜透照装置的平面光源，其具有权利要求1的特征。

本发明是显著的在于，通过故意破坏全反射，板状光导中以全反射的方式传播的光线耦合输出(outcoupled)。通过在所谓“接触面”上邻接元件，这种破坏发生在光导下边界表面(“底面”)。作为结果，光线从上边界表面(“顶面”)耦合输出。这种元件光学地耦合至光导，并被设置为产生漫散射，从而光线从顶面耦合输出。该元件接触的接触面作为辐射表面。使用为耦合输出仅装备有一个接触面的光导，不仅能获得特别平坦的构造，并且，由于光线在光导内混合而导致了辐射光线的初始均匀化。

光线从至少两个不同的方向耦合入光导，可获得进一步的匀化。当光导形状例如类似棱柱或棱锥台，即光导具有多边形底面，耦合输入(incoupling)发生在至少两个侧面上。当光导为圆柱形或圆锥台形，即光导具有椭圆形底面，耦合输入发生在包络面上的至少两处位置，该两处位置优选地均匀分布在外周上。另外，从侧面的耦合输入允许较低的全高度。

接触面的平面面积小于底面的平面面积，可获得匀化上的进一步改善。因而也保留了不用于辐射、仅用于匀化的边缘区域。因此，光导可选择成为光匀化看似需要的那么大，而接触面(其定义了辐射表面)的尺寸却可独立地选择。

使用本发明，可建立特别均匀地辐射光线的用于显微镜的透照装置的平面光源。该平面光源在构造上非常平坦，且易于制造和处理。制造中不需要昂贵的光学系统和对准系统，因此成本低廉。

根据本发明的构造，热产生与用于光发射的位置分离开来。这种分离使得能很大程度上以适中的温度照射样本。这种布置被证明是有益的，特别是对大面积光源，鉴于随着发射表面尺寸平方的增加，发光装置输出的必要的光也增加。

由于发热的发光装置被布置在侧面，远离样本，因此，在样本下面放置辐射表面并不必然地导致加热样本。使用根据本发明的布置，可更好地消散产生的热。

从属权利要求和下文所描述的主题是有利的实施例。

导光板是平坦的，其高度小于其侧边长，特别地至少为十分之一。因此，必需的全高度被保持较低，并且位于平面光源上的目标平面不需过多地朝上移动。

破坏全反射的元件优选地可逆地可形变。由此，使用者可可逆地改变接触面的平面面积，从而能特别容易地定义和调整接触面的尺寸，也因而可特别容易地定义和调整辐射表面的尺寸。因此，照射装置可适用于待观察的样本的部分。

如果破坏全反射的元件使光导内传播的光漫散射，则可获得特别匀化的辐射特性。产生的辐射基本遵循朗伯定律，因此辐射密度在所有方向上都是恒定的。不论在任何照射方向上，理想漫散射的表面(根据朗伯定律)均再发射出分布朗伯式的辐射能量标准，即不论从哪个视角看起来都是同等明亮(恒定亮度)。破坏全反射的元件优选地具有适于至少一个发光装置的反射系数。

破坏全反射的元件优选地具有介于0.3至0.7之间的反射系数R。这特别地适合发光装置相对较强时，不让使用者觉得耀眼。另一方面，介于0.7至1之间的反射系数R，特别是大于0.7或大于0.9，特别优选地用于较弱的发光装置。这些较弱的发光装置展现出有利的热改善，鉴于它们是低辐射的。这允许了发光装置和辐射表面之间较短的距离，因而平面光源整体结构紧凑。