具有分束器组件的显微镜制造技术

本发明专利技术涉及显微镜(10)，包括一个或多个光源(30)，该光源单独或共同产生包括在多个波长范围内的光线的照明光路；具有二向色镜面(54)的二向色分束器组件(52)，二向色镜面在包括多个波长范围的光路部分(72)中布置在物镜透镜(12)和镜筒透镜(24)之间，二向色镜面通过反射在反射光路(66)方向上产生反射部分光束(32)且通过透射在透射光路(70)方向上产生透射部分光束(68)，透射部分光束的透射波长范围与反射部分光束(32)的反射波长范围不同，二向色分束器组件(52)以预定偏转角度(α)改变反射部分光束(32)相对于照明光路的传播方向。二向色镜面(54)以22.5°±7.5°角度布置在光路部分(72)中，二向色分束器组件(52)具有布置在反射光路(66)中的至少一个另外反光镜(56)，通过在二向色镜面(54)和至少一个另外发光镜(56)上的所有反射的总和，以预定偏转角度(α)改变反射部分光束(32)的传播方向。

Microscope with beam splitter assembly

The invention relates to a microscope (10), including one or more light sources (30), the light source illumination produced individually or jointly included in more than one wavelength range of light; with two dichroic mirror (54) of the two dichroic beam splitter assemblies (52, two) to the color in the mirror includes a plurality of wavelength range of the optical part (72) arranged in the objective lens (12) and a tube lens (24) between the two dichroic reflective light path through reflection in the mirror (66) reflected part of the beam direction (32) and by transmission in the transmission light path transmission part (70) the beam direction (68), beam transmission and reflection wavelength of the beam transmission part (32) of the reflection wavelength range, two dichroic beam splitter assemblies (52) at a predetermined angle (alpha) change the reflected portion of the beam (32) relative to the propagation direction of road lighting. Two color mirror (54) at 22.5 degrees - 7.5 degrees angle arranged on the optical part (72), two dichroic beam splitter assemblies (52) are arranged in a reflection optical path (66) at least one of the other mirror (56), in two through the dichroic mirror (54) and at least one other luminous mirror (56) the sum of all reflection on, at a predetermined angle (alpha) change the reflected part of the beam propagation direction (32).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的显微镜。
技术介绍
在现代显微镜如倒置的研究显微镜中，用于照明、操作和测量目的的附加光源被耦合接入成像光路中，优选被耦合接入位于物镜透镜和镜筒透镜之间的无限光路中，用于各种截然不同的实验。另外，在这种显微镜中通常设置有用于耦合输出来自样本的成像光线的特定光谱分量的装置。通常，激光器被用作光源，与真正的检测光线相比，其激光具有更长或更短的波长。光的耦合输入和耦合输出通常以直角布置形式实现，在直角布置中，一方面是耦合输入光或耦合输出光且另一方面是检测光所传播的光路的光轴彼此成90°角度布置。在US7071451B2中描述了相应设计的显微镜的例子。该显微镜包括具有激光光源的自聚焦模块，该激光光源发射第一光束，以下称之为反射部分光束，其波长在波长光谱的红外区域内。该反射部分光束照射在设有二向色镜面的反光镜上。所述镜面被设计成将第一反射部分光束反射到待研究的样本上。反射部分光束随着在二向色镜面上的反射以90°的偏转角度改变其传播方向。自聚焦模块基于在样本上反射的反射部分光束获得信号，基于该信号使显微镜的成像光学件聚焦。为此，来自样本的反射部分光束在二向色镜面处被再次反射以引导所述光束进入自聚焦模块。虽然该已知的显微镜所用的二向色镜面因此反射红外光，但它透过在可见光区域内的检测光。因此，除了反射部分光束外，还提供呈由样本发出的检测光形式的第二光束，第二光束透过二向色镜面。第二光束在下文中被称为透射部分光束。因此，二向色镜面合并了反射部分光束和透射部分光束所传播的两个光路。因此，这两个光路具有位于二向色镜面和样本之间的公共光路部分。在这种情况下，二向色镜面被布置成使其表面法线相对于该公共光路部分的光轴成45°角度布置。现有技术所提供的二向色镜面的这种布置是易于实现的，其在下文中可被简称为45°布置。但也随之而来一系列缺点。例如，45°布置不利地影响到二向色镜面的偏振中性，即保持入射到镜面的光线的反射部分和透射部分的偏振状态保持不变的性能。事实上，二向色镜面的表面法线相对于光线入射方向倾斜得越明显，该偏振中性就越难实现。因此，随着倾斜角度增大，偏振光学应用的不利影响增强。45°布置对这类应用有不利影响的一个例子是微分干涉差方法或简称为DIC方法，在该方法中将待观察物体的光程长度差转化为图像亮度差以由此使透明相位物体变得可见。此外，在45°布置的二向色镜面中，实现对镜面反射和镜面透射的两个光谱区域的清晰分离是困难的。因此，二向色镜面期望的反射/透射效果通常是基于规划好的光波干涉，该光波干涉例如由附接到透明的平面平行板上的相应层结构产生。所述层结构的表面法线和光入射方向之间的角度越大，使用层结构实现对光谱区域的清晰分离的难度越大。在现有技术中经常提供用于彼此相对清晰分离反射区域和透射区域的附加光学结构元件来克服这一问题。例如，US7071451B2为此提供附加的红外闭塞滤光器，该闭塞滤光器在透射检测光的光路中布置在二向色镜面下游。最后，当为了提高显微镜应用的灵活性而应将二向色镜面设计成其能根据应用场合被插入到显微镜光路中或从中移出时，常用的二向色镜面的45°布置的也表现糟糕。在这种情况下，在45°布置中，在二向色镜面布置在显微镜光路中或不布置在显微镜光路中的两个操作状态之间会出现光路的光轴的相当大的偏移，该偏移会损害光学成像质量或者必须通过另外的构件来补偿。关于现有技术，还参考DE4231267B4，其描述了称为“史密斯分光器”的反光镜组件。该反光镜组件由两个反光镜组成，其中一个反光镜由相对于光轴不是成45°布置而是成22.5°布置的分光器表面形成。然而，该分光器表面被设计作为中性分光器，该中性分光器具有波长无关的反射效果或透射效果。因此，所述表面不适于将不同的光谱部分彼此分开。本专利技术的目的是改进前言所述类型的显微镜，从而能够以较低技术成本来更精确地分离光谱部分并且同时避免上述缺点。
技术实现思路
本专利技术通过一种具有权利要求1的特征的显微镜来实现所述目的。在从属权利要求中描述了有利的改进方案。这种显微镜包括一个或多个光源，所述光源单独或共同地产生照明光路，该照明光路包括在多个波长范围内的光线；具有二向色镜面的二向色分束器组件，该二向色镜面在包括多个波长范围的光路部分中布置在物镜透镜和镜筒透镜之间，以通过反射在反射光路方向上产生反射部分光束并通过透射在透射光路方向上产生透射部分光束，该透射部分光束的透射波长范围与反射部分光束的反射波长范围不同，该二向色分束器组件以预定偏转角度改变该反射部分光束相对于照明光路的传播方向。根据本专利技术，该二向色镜面以22.5°±7.5°的角度布置在光路部分中。二向色分束器组件包括布置在反射光路中的至少一个另外反光镜。通过在所述二向色镜面和至少一个另外反光镜上的所有反射的总和，以该预定偏转角度改变该反射部分光束的传播方向。即，根据本专利技术，该显微镜包括二向色分束器组件，其二向色镜面反射沿反射光路传播的反射部分光束并透射沿透射光路传播的透射部分光束，其中该透射部分光束的波长不同于该反射部分光束的波长。此外，该显微镜包括在反射光路中布置在公共光路部分外的至少一个另外反光镜，该公共光路部分包括反射光路和透射光路。所述另外反光镜与二向色镜面一起形成反射布置，其以连续反射形式偏转反射部分光束以实现期望的偏转角度。在这里，偏转角度是指在进入分束器组件的光束的传播方向与离开分束器组件的光束的传播方向之间的角度。通过设置另外反光镜，可以如此校准二向色镜面的取向，即其表面法线相对于公共光路部分的光轴以22.5°±7.5°角度倾斜。即，本专利技术允许不同于常规45°布置地使二向色镜面相对于公共光路部分的光轴以小于45°的角度取向。该角度越小，就越容易借助通常被用于实现二向色镜面的层结构获得对光谱区域的期望的清晰分离。特别是，根据本专利技术的布置允许清晰分离光谱区域而无需为此设置附加光学元件如红外闭塞滤光器。这种清晰分离尤其对于采用高敏照相机的活细胞荧光应用来说是必需的。来自其它光谱区域的剩余光线在此将被视为高度干扰的背景结构。由于本专利技术规定二向色镜面的表面法线相对于公共光路部分的光轴以比通常更小的角度取向，故还可确保二向色镜面的期望的偏振中性。本专利技术的显微镜因此可以很有利地被用在所有偏振光学应用如DIC方法中。另外，二向色镜面的根据本专利技术的取向造成该镜面沿光路光轴的延伸小于其在常规45°布置时的情况。因此，与45°布置相比，该二向色镜面沿光轴需要更小的安装空间。这有利于特别紧凑的显微镜结构，这尤其在确定在物镜透镜和通常其中设有二向色分束器布置的镜筒透镜之间的距离敏感区域的尺寸时是特别有利的。如果二向色镜面应被设计成可将其插入光路中并从中移出以提高应用灵活性，则本专利技术的镜面取向因此减小在将镜面布置在光路中和从光路中移出的两个操作状态之间出现的光路光轴偏移。此外，沿光轴的更小安装空间在此也是有利的。在根据本专利技术的设计结构中，与常用的45°布置相比，二向色镜面的表面法线相对于公共光路部分的光轴仅以一半的程度倾斜。这种按照22.5°的布置尤其就期望的光谱区域清晰分离和期望的偏振中性而言已被证明是有利的。不言而喻，根据本专利技术的技术方案并不恰好局限于上述22.5°布置。据此，二向色镜面相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微镜(10)，包括：‑一个光源或多个光源(30)，所述一个光源或多个光源单独地或共同地产生照明光路，所述照明光路包括在多个波长范围内的光线；‑具有二向色镜面(54)的二向色分束器组件(52)，所述二向色镜面在包括多个波长范围的光路部分(72)中布置在物镜透镜(12)和镜筒透镜(24)之间；‑所述镜面通过反射在反射光路(66)的方向上产生反射部分光束(32)；‑并且所述镜面通过透射在透射光路(70)的方向上产生透射部分光束(68)，所述透射部分光束的透射波长范围与所述反射部分光束(32)的反射波长范围不同，‑所述二向色分束器组件(52)以预定偏转角度(α)改变该反射部分光束(32)相对于所述照明光路的传播方向，其特征在于，‑所述二向色镜面(54)以22.5°±7.5°的角度布置在所述光路部分(72)中，‑所述二向色分束器组件(52)包括布置在所述反射光路(66)中的至少一个另外反光镜(56)，‑通过在所述二向色镜面(54)和所述至少一个另外反光镜(56)上的所有反射的总和，以该预定偏转角度(α)改变该反射部分光束(32)的传播方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 DE 102014110606.71.一种显微镜(10)，包括：-一个光源或多个光源(30)，所述一个光源或多个光源单独地或共同地产生照明光路，所述照明光路包括在多个波长范围内的光线；-具有二向色镜面(54)的二向色分束器组件(52)，所述二向色镜面在包括多个波长范围的光路部分(72)中布置在物镜透镜(12)和镜筒透镜(24)之间；-所述镜面通过反射在反射光路(66)的方向上产生反射部分光束(32)；-并且所述镜面通过透射在透射光路(70)的方向上产生透射部分光束(68)，所述透射部分光束的透射波长范围与所述反射部分光束(32)的反射波长范围不同，-所述二向色分束器组件(52)以预定偏转角度(α)改变该反射部分光束(32)相对于所述照明光路的传播方向，其特征在于，-所述二向色镜面(54)以22.5°±7.5°的角度布置在所述光路部分(72)中，-所述二向色分束器组件(52)包括布置在所述反射光路(66)中的至少一个另外反光镜(56)，-通过在所述二向色镜面(54)和所述至少一个另外反光镜(56)上的所有反射的总和，以该预定偏转角度(α)改变该反射部分光束(32)的传播方向。2.根据权利要求1所述的显微镜(10)，其特征在于，所述偏转角度(α)是90°。3.根据权利要求1或2所述的显微镜(10)，其特征在于，所述显微镜恰好有一个另外反光镜(56)。4.根据前述权利要求中任一项所述的显微镜(10)，其特征在于，所述二向色镜面(54)由安装到平面平行的透明托板(58)的层结构形成。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·豪特恩尔，R·卡鲁格，
申请(专利权)人：徕卡显微系统复合显微镜有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE