[发明专利]照明数字光学显微镜中物体的方法、数字光学显微镜及该显微镜的明视野反射光照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于照明数字光学显微镜中的物体的方法、一种数字光学显微镜且涉及一种用于数字光学显微镜的同轴明视野反射光照明装置。 

背景技术

从现有技术中已知用于光学显微镜技术的不同照明策略。 

首先，在透射光显微镜技术与反射光显微镜技术之间作出区分。尤其在反射光显微镜技术中，从物镜的方向对样本进行照明。为此，已在很长一段时间内使用所谓的科勒照明，从而能够彼此独立地影响孔径和照明物体的直径。在这种情况下，从一个光源发出的光被引导穿过发光的视场光阑，进入可以插入多个彩色和抑制滤波器的一个区域中。然后，光穿过孔径光阑并且随即撞击一个半透明反射镜，该半透明反射镜使大部分光沿着物镜的方向偏转，该半透明反射镜还包括聚光镜功能。从此处，光通过物镜聚焦在物体上。光从所述物体反射并且其再次穿过物镜。光再次穿过半透明反射镜并且沿目镜的方向或图像检测系统的方向进行偏转。在穿过目镜之后，光撞击观察者的视网膜或图像检测系统的传感器。 

作为科勒照明的一个替代物，采用所谓的“临界照明”或纳尔逊照明，其中聚光器将光源的影像成像到样本平面中。这至今已引起了一个极其不规则地照明的图像场以及样本中光源的扰动成像。然而为了更均匀地照明图像场，毛玻璃板可以插入到聚光器与样本之间以便产生漫射光。然而，在这种情况下，光由于毛玻璃板的漫射而损失。 

在现有技术中，LED越来越多地被用作照明光源并且在这种情况下，它们位于先前的光束路径中。 

举例来说，WO2007/111735描述了一种用于使用透射光方法利用LED照明源检查生物学样本的显微镜，所述源被体现为一个LED阵列。在亮度和颜色方面，可以单独地对LED进行切换和控制。 

EP2551712A1披露了一种用于显微镜的照明方法，其中使用透射光明视野照明或使用反射光荧光照明对样本进行检查，其中一个白光LED被用作用于透射光明视野照明的光源，且在反射光荧光照明的情况下，在透射光明视野照明的照明光束路径的一个位置处，一个遮光器被打开。 

JP2010-204531A描述了一种包括光学照明系统的变焦显微镜，该光学照明系统包括一个LED光源。 

JP2010-156939A描述了一种包括LED照明单元的显微镜，该LED照明单元通过光学测量得到改进。 

JP2010072503A披露了一种用于显微镜的LED照明装置的照明控制器，在该装置中，具有存储特征的多个LED模块是可交换的。 

JP2009063856A描述了一种具有环形LED暗视野照明单元的物镜。所述物镜可以与一个明视野显微镜一起使用。 

WO2008/073728A1披露了一种包括LED照明装置的显微镜，该LED照明装置构成科勒照明。 

DE102006016358A1描述了一种具有高效LED照明的便携式移测显微镜。 

由于科勒照明的照明光束路径中的光学组件的多样性，因此尽管使用了LED，但是照明的效率（尤其在明视野照明的情况下）还是通常不尽人意。这在数字显微镜技术中是非常关键的，具体地说，因为此处必须几乎实时地对来自传感器的图像进行处理和显示且高光强会提高图像速率。 

发明内容

因此，本发明解决了以下问题（在数字显微镜的情况下）：能够在同轴反射光明视野和反射光暗视野两者中观测到的物体的均匀和高效照明，其目标是维持从物体中探寻到的多个照明参数直到图像捕获传感器，以及能够实现达到每秒30个图像的高图像速率。此外，已预期用于对比变化的有利先决条件是配备有物体的照明。 

该问题是借助于根据权利要求1所述的一种用于照明数字光学显微镜中的物体的方法、借助于包括权利要求4的特征的一种数字光学显微镜，以及借助于包括权利要求5的特征的一种明视野反射光照明装置来解决的。 

具体而言，本发明的优点可以在以下事实中看到：在一个数字光学显微镜中，以一种高效的、有成本效益的且节省空间的方式用于不同应用的最佳照明（明视野、暗视野及其组合）是可能的。 

在根据本发明的一种用于照明数字显微镜中的物体的方法中，物体的明视野反射光照明和暗视野反射光照明是可能的并且以一种极其高效的方式彼此组合。在这种情况下，发光二极管用于这两种类型的照明。在许多不同的实施例和设计中，半导体发光二极管具体是可用的并且因此用于本发明的优选实施例中。