照明装置的制造方法
【专利说明】照明装置
[0001]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。
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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，并且相应曰虫印贝ο
[0009]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。
[0010]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W00005606中披露了这样一种结构的径向均匀化滤光片。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]本发明提出一种用于颜色控制和/或对照明光线进行亮度控制的节能和费用低廉的方案。特别是由于可变颜色的滤光片制备昂贵，加之由于其吸收特性不太节能，因而放弃了对可变颜色的滤光片的应用。根据本发明可以将照明光线精确地调整到“所希望的”色视觉印象或“所希望的”频谱上。而且还可以以简单的方式实现照明场的均匀化。
[0017]本发明的有益的设计是从属权利要求的主题。
[0018]特别优选的是设计一作为自发光层的第二照明光源。
[0019]根据第一优选实施方式设计至少一设置在照明光路上的作为电致发光层的透明或半透明的层。例如作为这种电致发光层可以是所提及的发光二极管和电致发光薄膜。
[0020]特别有益的是自发光层是OLED或TOLED结构。对由有机半导体材料制成的发光薄膜元件称作OLED或有机发光二极管。它们在实际应用中与无机的发光二极管(LED)的区别在于，其电流密度和光密度较小。另外不需要单晶材料。OLED由一有机的层序列构成，其总厚度大约为200nm。该层序列设置在阳极和阴极之间。通常采用玻璃作为基片，在该基片上附着一作为阴极的透明的导电层，例如锡化铟氧化物(ITO)。在其上面接着是有机层序列，和再接着例如是金属阴极。在阴极或所采用的激励电极为透明结构时，则将其称作透明的OLED或简称TOLED。可以通过在300°至400°情况下的喷敷或以液体形式实现有机材料的涂布。OLED-或TOLED-层可以以简单的方式叠加或前后顺序地设置，从而例如在采用具有不同频谱的OLED或TOLED的情况下根据某个OLED的频谱将色彩组分以所需要的方式与习用光源的照明光线混合。例如可以采用三个叠加设置的OLED或T0LED，所述OLED或TOLED共同展开或参数化成一适用的色彩空间，例如一 RGB(红绿蓝)-色彩空间。
[0021]另外优选在照明光路孔径平面上或在孔径平面附近或在中间成像平面上或在中间图像平面附近形成至少一第二光源或自发光层。采取该措施可以以有效的方式实现在整个视场上的均匀的色修正。
[0022]另外由于该装置是透明的(或半透明的)，因而保证了第一光源或主光源的照明光线的完全或很大程度上的传播。由于显微镜照明系统在中间成像平面上的景深很小，因此通过对色彩不同的发射体，特别是对相应的OLED-或TOLED-层的叠加设置很容易实现自发光层。
[0023]特别优选的是在柯勒照明光路的中间成像平面上或在该中间成像平面附近形成至少一自发光层。
[0024]通过在中间成像平面上对至少一自发光层的设置实现了在物体面上或在样品面上的自发光面的照明结构的成像。
[0025]但要指出的是，至少一第二光源或自发光层也可以设置在照明光路的其它位置或平面上。
[0026]根据另一优选的设计，至少一自发光层作为平的或弯曲的表面，其中所述层特别可以附着在位于光路上的光学器件的表面，例如附着在一个透镜或一个弯曲的反射镜上。
[0027]通过根据本发明采用两个照明光源对物体平面或物体的照明，其中第二照明