尼康顯微鏡：反射（落射）光照明

也許*關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，這適用于所有形式的光學(xué)顯微鏡觀察標(biāo)本的照明和感興趣的特點(diǎn)，揭示其有效性的方法。往往利用體視顯微鏡下檢查標(biāo)本反映（落射）和透射（透射）照明計(jì)劃，采用多種光源和配置在適當(dāng)?shù)奈恢茫@是戰(zhàn)略定位。

在很多情況下，反射和透射的光源相結(jié)合，以利用特定試樣的特性，更有效地揭示了感興趣的特征的方式。這次審查的重點(diǎn)各種各樣的技術(shù)和設(shè)備，目前在使用中，照亮了眾多的標(biāo)本觀察反射光技術(shù)。許多用體視顯微鏡標(biāo)本是三維的，并需要顯著的程度的創(chuàng)造性的顯微鏡技術(shù)的一部分，以便*有效地照亮的具體細(xì)節(jié)還。圖1給出的是一個(gè)現(xiàn)代化的立體顯微鏡（尼康SMZ1500）配備了一些常見的反射光照明，可用這些工具。在配置包括環(huán)形燈，同軸照明和分叉的光纖導(dǎo)光管，它代表的三個(gè)*有用和*多才多藝的反射光照明源的立體顯微鏡。

照明所面臨的挑戰(zhàn)，體視顯微鏡和特寫或微距攝影中遇到的那些使用傳統(tǒng)的攝像機(jī)和鏡頭組合之間存在許多相似之處。兩種類型的設(shè)備可以有效成像放大倍率較低，利用立體顯微鏡重疊再現(xiàn)率可能使用傳統(tǒng)相機(jī)鏡頭，加上擴(kuò)展設(shè)備或?qū)ｉT的微距鏡頭，許多對(duì)象。粗型照相術(shù)已被證明可用于許多的照明技術(shù)，可應(yīng)用與在體視顯微鏡，反之亦然。

立體顯微鏡常用技術(shù)有很大差異，從這些“標(biāo)準(zhǔn)”開發(fā)的復(fù)合顯微鏡在傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡。許多照明策略方面，這是特別真實(shí)。如果在圖像的對(duì)比度增強(qiáng)的方法與化合物顯微鏡利用的大多數(shù)，主要光學(xué)結(jié)構(gòu)和照明策略，根據(jù)克勒原則的，保持不變。這一基本的照明方案修改后用于各種對(duì)比度增強(qiáng)的方法，通過加入輔助過濾器和其他的光學(xué)元件，如利用Nomarski或渥拉斯頓棱鏡的微分干涉相差（DIC），偏振器和分析器（通常用一個(gè)四分之一波長(zhǎng)或全波的相位差板）偏振光技術(shù)，相位板相襯，熒光激發(fā)和發(fā)射干擾濾波器。在立體顯微鏡，具有更長(zhǎng)的工作距離，更小的數(shù)值孔徑，和較低的放大倍率，許多這些技術(shù)是不適用的。

不存在單一的*佳照明策略，這是正確的選擇，體視顯微鏡設(shè)計(jì)，以適應(yīng)各種各樣的標(biāo)本。可以通過多種不同的機(jī)制，被照射下檢查每個(gè)試樣，采用幾乎無限數(shù)量的變化或技術(shù)的組合。對(duì)于一個(gè)給定的樣本或?qū)ο螅m然可能有以下幾種可能的照明計(jì)劃產(chǎn)生可接受的結(jié)果，單一的方法可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過精心細(xì)化，產(chǎn)生特殊的效果。

照明戰(zhàn)略選擇

標(biāo)本的特點(diǎn)，應(yīng)慎重考慮選擇的照明策略，以適應(yīng)需求目視觀察，顯微攝影或數(shù)字成像。試樣的不透明度，在一般情況下，*重要的特征是，將決定的基本不同的照明器，應(yīng)采用反射（落射），傳送（透射），或在某些情況下，這兩者的組合。不透明的標(biāo)本通常來自上述照明（反射光），使用范圍從軸（平行光學(xué)顯微鏡），以高度斜一個(gè)90度的入射角從光軸的方向，需要以顯示感興趣的功能或特性。

一旦它被確定試樣的不透明度表明一個(gè)特定的照明器的總類的使用，然后是一個(gè)數(shù)字的其他因素應(yīng)考慮進(jìn)一步細(xì)化特定的基本照明場(chǎng)景的變化，可能會(huì)產(chǎn)生預(yù)期的效果。圖2示出了各種不同的潛在途徑，使用反射光的檢體的照明。所示的一個(gè)簡(jiǎn)單的鎢（或鎢 - 鹵）照明器，在試樣表面以不同的角度取向，環(huán)形燈安裝在物鏡體，提供照明的顯微鏡的光學(xué)路徑，它是獨(dú)立的。顯微鏡光學(xué)列車內(nèi)，一個(gè)同軸照明器，它的功能的照明路徑中所示儀器的切口部。

不透明標(biāo)本*常用受益于透明或半透明的物體反射照明，而有一些變化透射照明（明，極化，斜，或暗場(chǎng)）通常會(huì)產(chǎn)生*好的結(jié)果。但是，這并不總是正確的，半透明物體，可能會(huì)受益于具有至少部分直接從源放在上面照明。除了混濁，照明戰(zhàn)略規(guī)劃中應(yīng)考慮一些其他因素。這些目的地的檢體，檢查，數(shù)字或照相成像要求，以及如何利用這些信息將被從不同的所需要的信息的基本物理特性。

在選擇和配置照明的方式，就會(huì)發(fā)現(xiàn)所需信息的幾何輪廓，地形和形態(tài)的標(biāo)本都是重要的因素。不同于那些平整，光滑，甚至是高度拋光，極具立體（擁有高浮雕）的標(biāo)本，應(yīng)點(diǎn)亮。例如，高度角的照明可以在粗糙的表面產(chǎn)生陰影，模糊的表面細(xì)節(jié)，可能是重要的。均勻地照明高漫射光直接從上面表面粗糙的試樣的“峰”和“谷”，但如果紋理信息是必需的，平滑度，平坦度，或其他地形變量，這種類型的照明對(duì)象的特征*優(yōu)。甲大范圍的其他因素影響的照明與試樣相互作用，和許多這樣的在下面的章節(jié)中更詳細(xì)地討論。

在其他試樣特性的影響選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)恼彰鞣桨钢校摻M合物是至關(guān)重要的，并直接影響的表面和內(nèi)部的反射率。金屬，塑料，陶瓷，玻璃和天然材料，如礦物或?qū)毷?，所有不同的表現(xiàn)，在不同的光照條件下，其外觀方面。有些標(biāo)本可能有特定的環(huán)保要求，影響他們是否適合與各種源類型的照明。例如，生活水生生物可能在觀察期間，需要浸泡在水中。金屬物體經(jīng)常是*好的研究而與油或其他保護(hù)涂層覆蓋，或者可高度拋光。這些標(biāo)本可能會(huì)產(chǎn)生偽影，通過反射到顯微鏡物鏡的光源的圖像（或來源）。這些反射通常會(huì)產(chǎn)生眩光和晦澀的重要細(xì)節(jié)，或注意力從正在觀察和成像的重要元素。*困難的標(biāo)本，甚至可能需要一個(gè)特殊的照明技術(shù)，只是為了渲染可見。

是必須考慮的另一個(gè)重要的因素，在許多情況下，是與試樣的材質(zhì)是否是敏感的熱或紫外線，這兩者都是顯著一些照明光源的發(fā)光成分。光靈敏度可能需要限制試樣被照亮的時(shí)間量。當(dāng)觀察可利用的時(shí)間是有限的，可能的照明技術(shù)的選擇變得更為嚴(yán)格。如果出現(xiàn)類似的問題正在研究標(biāo)本進(jìn)行觀察或記錄短暫的，短命的，現(xiàn)象或財(cái)產(chǎn)，在這種情況下，光照強(qiáng)度，有可能成為選擇的照明策略的首要因素。

顯微鏡檢查的目的或特定種類的信息是需要從被研究的試件，往往會(huì)強(qiáng)烈影響的策略，選擇用于照明。這可能是必要的登記一個(gè)計(jì)劃，以顯示各種細(xì)節(jié)，較大的特點(diǎn)，或總特性。根據(jù)信息，必須獲得一個(gè)給定的樣本，所采用的照明技術(shù)可以極為簡(jiǎn)單，更為精細(xì)，可能需要相結(jié)合的技術(shù)。例如，如果一個(gè)標(biāo)本*重要的屬性是它的顏色，則所采用的照明可以是非常簡(jiǎn)單的身體上，并且只需要提供精確的色彩重現(xiàn)。如果兩種顏色的決心和斷裂格局分析是重要的，那么，必須更加重視照明幾何透露，以便感興趣的所有功能。

攝影或數(shù)字成像要求的是在選擇試樣照明的另一個(gè)重要因素，必須予以考慮。如果采用傳統(tǒng)的膠片相機(jī)記錄影像時(shí)，光源的顏色溫度（可能還有其他的光譜特性）必須是適合使用的薄膜，為了要精確地表示為試樣。相機(jī)/膜組合是合理的持續(xù)時(shí)間，以確保曝光，還必須有足夠的強(qiáng)度的照明。生產(chǎn)，工業(yè)，或臨床實(shí)驗(yàn)室設(shè)置中，這一點(diǎn)尤其重要。數(shù)字圖像捕獲系統(tǒng)需要許多膜系統(tǒng)相同的考慮，雖然上的攝像裝置（數(shù)碼相機(jī)）中的白平衡調(diào)整允許相當(dāng)大的自由度，相機(jī)響應(yīng)于各種光源的顏色特性的匹配。如果要進(jìn)行視頻錄制，光照強(qiáng)度可能是一個(gè)更大的問題。

有效配對(duì)的顯微鏡和標(biāo)本的照明系統(tǒng)往往取決于在很大程度上將使用該系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)者的技能和訓(xùn)練后，將在其中可以采用的設(shè)置或類型的環(huán)境。許多照明系統(tǒng)，可以靈活地適應(yīng)廣泛的應(yīng)用具有相當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)和專業(yè)知識(shí)，需要熟練的操作。在制造或工業(yè)環(huán)境，相對(duì)不熟練的操作人員可以利用顯微鏡組裝或生產(chǎn)檢驗(yàn)過程長(zhǎng)期輪班工作，簡(jiǎn)單的照明系統(tǒng)，是預(yù)設(shè)固定配置的優(yōu)選。簡(jiǎn)單介紹操作變量較少，因運(yùn)營(yíng)商和更多的一致性，換班。然而，這種策略是*可能的，在所檢查的對(duì)象或樣本的均勻性有相當(dāng)大的情況下。任何**或不尋常的照明的情況下，可能需要一個(gè)更靈活的照明系統(tǒng)和更熟練的技術(shù)人員。

設(shè)計(jì)成在任何環(huán)境下，必須有效地進(jìn)行重復(fù)的操作使用，對(duì)照明系統(tǒng)的另一種需求是符合人體工程學(xué)的特點(diǎn)的組合顯微鏡和照明系統(tǒng)。舒適性和易用性無疑是重要的，在任何應(yīng)用顯微鏡嚴(yán)重，雖然工作環(huán)境，也許是*好的驗(yàn)證這種擔(dān)憂是臨床實(shí)驗(yàn)室。在臨床實(shí)驗(yàn)室的情況下，疲勞或難以照明配置可以減少關(guān)鍵的試樣分析的準(zhǔn)確性，即使當(dāng)由熟練的顯微鏡進(jìn)行。

一般照明特性的影響因素

落射照明的顯著被引導(dǎo)的照明角度（或角度）的影響正在研究的試件的外觀。沒有一個(gè)單一的角度是“正確”的所有對(duì)象被照亮，并通過實(shí)驗(yàn)，*好的光源位置通常是憑經(jīng)驗(yàn)確定。不同的角度，在該角度的光照射試樣，相對(duì)于觀察（或光軸）的方向，會(huì)產(chǎn)生顯著的差異，特性或特征，強(qiáng)調(diào)。

正在研究的試樣的性質(zhì)將決定*揭示了所需的性能的照明角度。在照明試樣，其表面大約是質(zhì)感，稍斜軸（垂直）從一個(gè)小的調(diào)整照明角度可以產(chǎn)生表面紋理的高度重視。與此相反，幾乎是平坦的表面，具有精細(xì)的細(xì)節(jié)，如細(xì) 小的劃痕，可能不顯示顯著的效果，從照明角度的變化，直到光源是高度傾斜。移動(dòng)光離軸近90度，從而使波前只是看了一眼試樣表面，有時(shí)是有利于揭示精細(xì)表面細(xì)節(jié)或特點(diǎn)是不可見的，當(dāng)光線射到樣品從更直接的角度。如果有一個(gè)以上的光源，它們可以被定位在不同的角度，以結(jié)合斜和直接照明的效果。沒有規(guī)則，可以預(yù)測(cè)所有標(biāo)本的照明角度的影響，并控制實(shí)驗(yàn)可能是*好的方法來開發(fā)一個(gè)給定需求的照明方案。

光源的大小，在被照明的場(chǎng)區(qū)相比，強(qiáng)烈地影響整體的照明效果。在一般意義上，小的光源可以被視為更定向，有更大的一致性，并能產(chǎn)生高對(duì)比度的圖像明亮的亮點(diǎn)，暗陰影，銳利，邊緣精確定義。通常會(huì)提供一個(gè)更大的光源是不定向照明，導(dǎo)致圖像中亮區(qū)和暗區(qū)之間具有較低的對(duì)比度。此外，這些圖像將都不是很黑暗的陰影區(qū)域，邊緣較柔和的劃定不平等的亮度。

光源可以通過設(shè)計(jì)，是一個(gè)鏡面反射或漫反射的性質(zhì)，雖然這個(gè)特性是相互關(guān)聯(lián)的，從檢體的照明器的大小和它的距離。照明裝置，包括鏡頭，可以集中到更連貫，更嚴(yán)格的光束，產(chǎn)生鏡面反射（或難以）照明。其他來源（例如，環(huán)形熒光燈燈）產(chǎn)生的，甚至更彌漫，柔和的照明，部分原因是因?yàn)闊襞荼旧淼男再|(zhì)，部分原因是由于環(huán)形燈顯微鏡物鏡的位置上。圖3給出了由一個(gè)小的鏡面源（光纖光管）和一個(gè)比較大的環(huán)形熒光燈光照明產(chǎn)生的對(duì)比標(biāo)本外觀的例子。擴(kuò)散配件可用來修改鏡面光源的輸出，但他們不可能有一個(gè)小源所需的效果，除非擴(kuò)散大，相對(duì)于被照亮標(biāo)本。存在相當(dāng)程度的混亂，這些變量在光源設(shè)計(jì)和實(shí)施方面，但*重要的因素要考慮的是方向性照明標(biāo)本。方向性不僅取決于光源的設(shè)計(jì)上，也從樣本的大小和距離。

正如前面所討論的，利用多個(gè)光源各種各樣的標(biāo)本在實(shí)現(xiàn)所期望的照明效果提供了額外的靈活性。一照明布置，充分體現(xiàn)多源的策略是一個(gè)光源定位在試樣表面以低角度（高度偏斜照明），以強(qiáng)調(diào)地形和表面紋理，和其他光更接近光軸部分地照亮陰影揭示一些在這些領(lǐng)域的細(xì)節(jié)。在一般攝影的術(shù)語(yǔ)，這些照明光源，被稱為主（斜）和填充（軸）燈。平衡兩燈的相對(duì)強(qiáng)度（或照明比），因此通常需要進(jìn)行一些試驗(yàn)，以達(dá)到*佳的效果。

另一個(gè)重要的考慮因素，當(dāng)開發(fā)立體顯微鏡的反射照明的策略，是顯微鏡物鏡，它可以嚴(yán)重制約了定位的靈活性，反射照明器的工作距離。在物鏡和試樣之間的測(cè)量距離，并包括幾個(gè)厘米的范圍內(nèi)（較低的光圈和倍率物鏡）*高的數(shù)值孔徑物鏡只有幾毫米。在熟悉的工作室設(shè)置在一般攝影，攝影師有一個(gè)顯著量的緯度，在將燈放置在幾乎任何安排，是必要的，以實(shí)現(xiàn)所需的照明效果。相比之下，“工作室”在立體顯微鏡下目標(biāo)的大小可能測(cè)量只有幾個(gè)厘米或毫米，并在照明方案的選擇上施加嚴(yán)格的限制。

一個(gè)小的工作空間限制，可用于不同的照明器，而且從光的角度范圍內(nèi)可以達(dá)到“檢體字段。物鏡前透鏡和標(biāo)本之間強(qiáng)制安置照明更遠(yuǎn)離軸比預(yù)期的面積有限，并且經(jīng)常妨礙消除陰影表面粗糙的標(biāo)本。圖4示出的情況下，短物鏡的工作距離限制照明的一個(gè)高度傾斜角，并防止被實(shí)現(xiàn)均勻的照明。提供更有效的照明，在此情況下，一個(gè)有效的方法是將試樣的光源相對(duì)的一側(cè)上的小反射鏡或其他反射面。

型，如圖4所示的簡(jiǎn)單的照明器能夠提供足夠的照明的比圖中所示的較長(zhǎng)的工作距離。然而，在更短的工作距離，顯微鏡物鏡物理妨礙當(dāng)光源的位置在一個(gè)較小的角度，接近顯微鏡光軸檢體的全照度。根據(jù)不同的工作距離與儀器配置，可以采用多個(gè)燈和反射器，它們的相對(duì)距離和角度位置的變化，以達(dá)到所需的直接和間接照明（反射）的比例。

在軸的照明是必要的情況下，環(huán)型燈或同軸照明可能是一個(gè)可能的解決方案，但這些來源，也有*佳的工作距離和角度。在顯微鏡的工作距離極長(zhǎng)，有可能成為環(huán)式照明過于分散，無法提供足夠的強(qiáng)度。與此相反，在很短的工作距離，試樣在于在黑暗的中央?yún)^(qū)域的光錐，并將被照明不均。的環(huán)光照明器的*佳工作范圍內(nèi)，如圖5所示。需要注意的是，這種類型的照明源光錐被很好地定義。

在立體顯微鏡，用于兩個(gè)眼睛的角度略有不同，每一個(gè)在5至7度的角度相對(duì)于顯微鏡光軸取向。兩個(gè)眼睛的視角的差異的主要因素，使大腦創(chuàng)建一個(gè)三維圖像感知。從試樣表面由于光的反射角等于入射角照明光，反射用一只眼睛觀察到的可能會(huì)出現(xiàn)不同的另一只眼睛。此外，重要的是要記住，在圖像記錄時(shí)，傳遞給攝像系統(tǒng)的光行進(jìn)在顯微鏡只能通過一個(gè)單一的通道，產(chǎn)生稍微離軸視圖試樣。這個(gè)因素，可能會(huì)影響照明效果，并相對(duì)于通過目鏡觀察試件的外觀，必須進(jìn)行評(píng)估和比較。

另一個(gè)因素是可調(diào)控照明燈的位置，從而影響的戰(zhàn)略選擇，以滿足照明要求，是在許多顯微鏡照明器提供的鎢或鎢-鹵燈產(chǎn)生了相當(dāng)數(shù)量的紅外輻射。這種無形的輻射可能會(huì)導(dǎo)致在相當(dāng)大的熱量在樣品飛機(jī)，可能無法容忍的生物體，可能變形，甚至融化，有些材料的增益。當(dāng)熱敏感標(biāo)本正在研究中，定位燈遠(yuǎn)一點(diǎn)是一種策略，以減少熱量輸入。如果重新定位燈是不是適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，或者是不是一種選擇，設(shè)計(jì)可*小化，應(yīng)考慮的紅外輻射的照明組件的利用率。

試樣加熱減少一些照明器的設(shè)計(jì)，例如光纖設(shè)備的性質(zhì)，由于燈本身的物理位置的光輸出在該點(diǎn)有一定距離的。然而大量的熱量可能仍然可以交付夜光纖維端。作為進(jìn)一步的措施，以減少問題，許多照明有紅外截止濾光片（也稱為熱過濾器或熱鏡）紅外線傳輸衰減。另外，光源可有二色性反射鏡（稱為冷鏡）反射可見光照明的投射型燈具，同時(shí)允許紅外線通過反射鏡和相差的光路。

立體顯微鏡的照明組件

當(dāng)采用非常低的放大倍數(shù)（1 - 3倍），在體視顯微鏡觀察，在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境光條件下可能是足夠的，并且可以被認(rèn)為是*基本的照明系統(tǒng)。使用顯微鏡照明室內(nèi)照明的主要缺點(diǎn)是缺乏掌控的光的強(qiáng)度，位置和色溫，它可能是不現(xiàn)實(shí)的，任何嚴(yán)重的應(yīng)用程序依賴于這種光源。

大部分體視顯微鏡制造商提供至少一個(gè)基本照明白熾燈（鎢或鹵鎢燈），可直接安裝在聚焦立場(chǎng)，或者說是一個(gè)靈活的臂方便附件的立場(chǎng)的抵押。這些簡(jiǎn)單的照明裝置的幾個(gè)品種的圖6中所示。通常情況下，小的白熾燈照明裝置采用10或20瓦的鎢絲燈或石英鹵素?zé)魺粲^看各種各樣的標(biāo)本，提供了一個(gè)足夠的光量。更*的體視顯微鏡臺(tái)燈都配備了一個(gè)內(nèi)置的反射光的源，它提供了類似的照明，提高了便利性的殼體。

通常是便宜的白熾燈照明，只需要很少的空間，并且很容易配置。它們的主要缺點(diǎn)是有限的光量，可以從低功率的燈，這往往是不足以適當(dāng)?shù)卣樟猎摌?biāo)本的所有必要的區(qū)域，尤其是當(dāng)需要顯微攝影，數(shù)字或視頻成像。一個(gè)次要的問題是高度定向的，有些鏡面的性質(zhì)，這些發(fā)光體產(chǎn)生的光，這可能導(dǎo)致不希望的陰影。白熾燈的發(fā)光體結(jié)合反射鏡或擴(kuò)散器可用于修改的光束擴(kuò)展特性在一定程度上，雖然強(qiáng)度的限制和覆蓋面積小，不能完全克服。當(dāng)這種類型的光源被放置在靠近試樣的熱能量傳遞的照明面積太大，某些熱敏感的材料。然而，在一般情況下，簡(jiǎn)單的白熾燈光源耐用，實(shí)用性強(qiáng)，是理想的學(xué)生顯微鏡，運(yùn)輸和在野外使用，或簡(jiǎn)單的工業(yè)檢驗(yàn)或組裝。

所有的照明光源可用于立體顯微鏡，光纖照明可能是*通用和流行。許多不同的光源設(shè)計(jì)，光纖類型和配置，并提供配套附件。可配置的光纖照明系統(tǒng)，滿足幾乎任何應(yīng)用的嚴(yán)格要求。一般采用高強(qiáng)度鎢鹵燈，光纖照明是相對(duì)明亮的來源，并利用適當(dāng)?shù)倪^濾器，可以是色彩平衡的視頻或靜止圖像記錄。配置為冷光源（通過添加紅外濾光片），光纖的系統(tǒng)更適用于對(duì)熱敏感的試樣的調(diào)查比基本白熾燈照明。

光纖環(huán)形燈是*廣泛使用的產(chǎn)生的基于光纖的照明裝置的配置之一。附件的固定裝置，周圍的顯微鏡物鏡，消除了調(diào)整中的任何變量，并確保的照明的質(zhì)量穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，從試樣試樣。由于照明路徑幾乎是在顯微鏡的光軸重合，視區(qū)是均勻的照明系統(tǒng)和近無影。這些特性可以是有益的，但不適合質(zhì)地的調(diào)查，有利于更多的定向照明。然而，環(huán)型燈是非常普遍的電子裝配和質(zhì)量控制應(yīng)用，包括焊點(diǎn)檢測(cè)在印刷電路板的附加 組件，它可以投射陰影其他類型的照明。漫射照明提供的環(huán)型燈，近軸，消除陰影，同時(shí)仍然提供足夠的對(duì)比度視力檢查。

環(huán)形光源的其他常見的應(yīng)用包括動(dòng)物手術(shù)和解剖標(biāo)本的研究。環(huán)形燈提供的照明是*不透明的物體足夠，但觀察許多標(biāo)本，尤其是圖像記錄的目的是沒有的*技術(shù)。的纖維束環(huán)單元有不同的尺寸，并與各種附件附加裝置，例如擴(kuò)散器，偏振器，透鏡和復(fù)曲面透鏡，其中用于修改的光分布。在圖7中示出一種光纖環(huán)形光（露出部分的裝配構(gòu)造細(xì)節(jié)的局部剖），安裝在一個(gè)共同的主要目標(biāo)（CMO）立體顯微鏡的物鏡。

如果一個(gè)特定的試樣在不同的角度和方向的照明，或更多的圖像對(duì)比，不是一個(gè)固定的環(huán)形燈提供的控制需要更大的靈活性，一個(gè)可能的解決方案是使用加上鎢鹵素?zé)艄庠吹娜嵝怨鈱?dǎo)。這些指南可作為一個(gè)單一的光管或兩倍或三倍的單位，如分叉光管（光輸入到兩個(gè)輸出圖8）。各種各樣的導(dǎo)光體和選裝如圖8所示，包括一個(gè)光纖環(huán)形燈。幾種光管設(shè)計(jì)提供了顯著的靈活性，提高他們的實(shí)用程序，用于照明難以到達(dá)的地方，如那些發(fā)生在一些機(jī)器安裝。這些光導(dǎo)管必須夾緊或松散地連接到留在原地，但是，他們不再那么受歡迎了顯微鏡使用半剛性設(shè)計(jì)。

一種半剛性的光導(dǎo)保持其形狀和定位夾緊，并作為一個(gè)獨(dú)立的單元，可以采用配合光源基地。在一般情況下，導(dǎo)光管的照明提供簡(jiǎn)單的控制，因?yàn)樗鼈兒苋菀锥ㄎ?，并且可以被添加到過濾器的光源，用于色彩平衡，發(fā)熱量減小，極化，及其他用途。光管的聚焦透鏡集中到一個(gè)較小的光束，增加照明強(qiáng)度，從而在較短的曝光時(shí)間內(nèi)記錄圖像，錄像或更少的噪音。

光纖導(dǎo)光管的來源是鏡面（尤其是聚焦透鏡）和方向，并可能產(chǎn)生不均勻的照明，這就要求他們小心放置在照明領(lǐng)域，以避免不良的陰影效果。通過添加一個(gè)或多個(gè)附加的導(dǎo)光管，例如具有雙（分叉）管道系統(tǒng)，兩個(gè)光纖源可以作為主燈和填充消除陰影，并且通常提供更均勻的照明。另外，光管可以獨(dú)立定向，強(qiáng)調(diào)所需的功能為目的，不同的區(qū)域有選擇地照亮。使用多個(gè)導(dǎo)光管提供了一種技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)更均勻的照明，同時(shí)保留了鏡面的，對(duì)比度更高的外觀，有時(shí)是可取的，并不能得到與源多漫。光管的許多立體顯微鏡應(yīng)用是非常受歡迎的照明光源，包括集成電路和其他電子部件的檢查行動(dòng)，在生物學(xué)的清掃任務(wù)，珠寶組裝和維修，材料失效分析。

為了提供照明彌漫陰影，熒光環(huán)形燈可能是不相等的。類似的光纖環(huán)燈在許多特性，這些來源包括一個(gè)環(huán)形熒光管作為一個(gè)大的，漫反射，近軸光源產(chǎn)生相對(duì)較低的對(duì)比度的圖像。環(huán)形熒光燈燈的主要應(yīng)用是電子裝配和工業(yè)檢驗(yàn)任務(wù)，易于使用，低熱量輸出，甚至照明，色溫一致的理想。熒光燈管的壽命很長(zhǎng)，并可能延長(zhǎng)年才需要更換。這些燈具有幾個(gè)缺點(diǎn)，但是，使熒光照明裝置更適合于比用于圖像記錄的目視檢查。有些機(jī)型表現(xiàn)出高頻率閃爍，而不易察覺的眼睛，可以通過視頻圖像中產(chǎn)生偽影，強(qiáng)度迅速波動(dòng)。此外，熒光燈所產(chǎn)生的光的發(fā)射光譜在綠色波長(zhǎng)區(qū)域具有尖銳的峰，而在某些情況下，它們顯示出光譜的不連續(xù)性，復(fù)雜化的因素，這些光源的彩片的響應(yīng)相匹配。

設(shè)計(jì)為放置在盡可能靠近于光軸入射的光路，但不是對(duì)軸的，被分類為接近垂直的發(fā)光體的光源。，反射鏡在格里諾設(shè)計(jì)立體顯微鏡位于兩眼之間的直接路徑在顯微鏡主體的基礎(chǔ)上，并且向下引導(dǎo)從光源，在試樣表面，幾乎垂直。

在共同的主要目標(biāo)（CMO）的設(shè)計(jì)中，一個(gè)反射鏡之間放置的目標(biāo)和變焦機(jī)構(gòu)（同樣的距離偏離中心作為兩眼路徑），使三個(gè)光路的試樣上面的平面重合。在本設(shè)計(jì)中，目標(biāo)輔助聚光的光中，除了它的圖像形成功能。圖9顯示了兩個(gè)（格里諾和CMO）體視顯微鏡設(shè)計(jì)的照明和成像光學(xué)途徑。

垂直照明器提供真正的離軸照明，通過加入一個(gè)半反射面，它被放置在一個(gè)45度角的光軸下方的顯微鏡物鏡。的反射光，從照明器的光軸成直角放置，向下朝向試樣，同時(shí)允許從檢體反射的光通過顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)傳回。在體視顯微鏡，半反射鏡通常采用執(zhí)行的分束功能。格里諾顯微鏡照明器必須被設(shè)計(jì)，以適應(yīng)每個(gè)眼睛路徑（在特定的相互垂直的），并且可結(jié)合成角度的光學(xué)元件，以滿足這一要求。為一個(gè)單一的光路中，如粗型照相術(shù)中使用的，所述反射器可以是簡(jiǎn)單的一塊薄玻璃。

垂直照明裝置包括光源和半反射鏡之間的任一聚光透鏡或擴(kuò)散板。在冷凝器系統(tǒng)中，來自所述光源的光線被聚焦在一個(gè)類似的方式反射光科勒照明。的照明光線收斂，從分束鏡被反射后，在出射光瞳（后孔徑）的物鏡。這種類型的系統(tǒng)*大化的有效數(shù)值孔徑的照明路徑中，產(chǎn)生的圖像具有相對(duì)較高的對(duì)比度，杰出的分辨率和良好的再現(xiàn)分鐘表面細(xì)節(jié)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的垂直照度擴(kuò)散元素（而不是一個(gè)冷凝器）在光路中的鏡子前，一般具有較低的照明數(shù)值孔徑。這些設(shè)計(jì)更容易對(duì)齊，但是，并產(chǎn)生較低的對(duì)比度的圖像，用更少的陰影。小的表面細(xì)節(jié)沒有得到很好的解決與冷凝器系統(tǒng)，雖然這種類型的彌漫性軸向照明的許多任務(wù)，需要進(jìn)行評(píng)估鏡面是理想的。在這些應(yīng)用程序中的檢查CD-ROM的表面和硅片，字符閱讀小零件，和在印刷電路板上的焊料焊墊成像元件檢查，除了生物和醫(yī)學(xué)研究的標(biāo)本。垂直照明燈可以進(jìn)行配置，使簡(jiǎn)單的照明或光纖系統(tǒng)可以作為光源。自定義照明往往是耦合到光纖導(dǎo)游的具體尺寸，多分支光纖作為附件提供一個(gè)特定的照明設(shè)計(jì)指南。

同軸照明是相似的（概念）上軸垂直照明，標(biāo)本照明特性和可比較的結(jié)果。然而，一個(gè)主要的不同是同軸照明的照明路徑顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，而不是顯微鏡和標(biāo)本之間的范圍內(nèi)。這項(xiàng)技術(shù)可以被描述為通過透鏡照明，作為主圖像的體視顯微鏡成像光學(xué)列車作為它自己的冷凝器，經(jīng)典金相顯微鏡的功能類似的方式。這種技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是，在照明系統(tǒng)的數(shù)值孔徑的人士的目標(biāo)改變。作為體的體視顯微鏡在放大倍率增大，數(shù)值孔徑也增大，對(duì)于圖像形成和照明通路。這體現(xiàn)偏移中的損耗增加放大倍率的圖像強(qiáng)度，是其他的照明技術(shù)，如簡(jiǎn)單的垂直照明的特點(diǎn)。因此，通過目鏡的視場(chǎng)是整個(gè)變焦光學(xué)系統(tǒng)的放大倍率范圍同樣明亮。

變焦體視顯微鏡，同軸照明器的位置（如在圖1中示出），和下面的雙目鏡筒及輔助攝影器材適配器采用分束器。圖10給出的剖面圖中的一個(gè)典型的同軸照明顯微鏡放大體與其它成分為清楚起見移走。光被引導(dǎo)通過兩個(gè)獨(dú)立的途徑和透鏡系統(tǒng)（右眼和左眼）變焦體中，由半反射鏡的位置。偏光元件是用來消除內(nèi)部反射光學(xué)元件，以及其他來源的眩光，這將降低圖像的對(duì)比度。被放置在光源和反射鏡之間的主偏振器，偏振入射的光放大體。分析儀（或二次偏光）上方的半反射鏡消除不良反射，才到達(dá)目鏡。為了允許從檢體的圖像形成的反射光通過上偏振片的目鏡或相機(jī)附件，四分之一波長(zhǎng)的相位差板，它的功能作為一個(gè)去偏振器，被安裝的前端透鏡元件的共同主要目標(biāo)。在使用中，相位差板可以是旋轉(zhuǎn)的角度位置，以確保正在研究的試樣進(jìn)行了優(yōu)化的圖像的亮度和對(duì)比度。

垂直照明同行顯微鏡配備同軸照明器的目標(biāo)應(yīng)用程序是相同的，并包括集成電路和半導(dǎo)體晶片，金屬和材料分析，檢查和任何的任務(wù)，需要拋光的表面的均勻的照明。的光軸上的光的光軸成直角的位置不粗糙的表面或表面是不理想的。照明軸線成直角定向的表面會(huì)出現(xiàn)在圖像中的明亮的，而其它方位出現(xiàn)暗的，因?yàn)楣獗环瓷湎嗖畹某上衤窂健?/span>同軸照明技術(shù)的這種特性使有益的應(yīng)用投奔拋光或磨練表面的分析。

同軸照明器是一個(gè)*低的顯微鏡的放大倍率，可以采用限制阿顯著的限制。對(duì)于放大倍率視野的大小接近的有效直徑的物鏡孔徑，反射的光從該字段的邊緣可能無法進(jìn)入變焦身體。作為一個(gè)結(jié)果，將顯著地降低照明強(qiáng)度（“脫落”）時(shí)，圖像的邊緣。此外，有關(guān)此限制的其他圖像的問題可能會(huì)導(dǎo)致，根據(jù)顯微鏡的特性，身體的放大倍率低于約2倍至3倍，可能無法。利用同軸照明器的另一個(gè)考慮因素是，所述照射器模塊本身可能會(huì)增加倍率（也許1.5倍），乘以總的基本顯微鏡的放大倍率，從而進(jìn)一步限制了*大可用視場(chǎng)直徑。

發(fā)光二極管照明燈

在顯微鏡照明，特別是應(yīng)用立體顯微鏡，*新的技術(shù)之一是基于白光發(fā)光二極管（LED）。一個(gè)相對(duì)較新的技術(shù)的發(fā)展，發(fā)出白光二極管光源在機(jī)器視覺應(yīng)用所接受，并且正在越來越多地應(yīng)用在顯微鏡。現(xiàn)在市場(chǎng)有幾家公司將白光LED環(huán)形燈不同的變化，包括現(xiàn)貨重點(diǎn)，彌漫性，短于或長(zhǎng)于正常工作距離進(jìn)行了優(yōu)化版本。其他的基于LED的照明器的配置是可用的，包括射燈，背光板，線性陣列，彌漫性軸向發(fā)光體。圖11說明了將一個(gè)發(fā)光二極管陣列的環(huán)形照明器的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。

發(fā)光二極管是一種冷光源，具備的優(yōu)勢(shì)和大多數(shù)設(shè)計(jì)有一個(gè)恒定的輸出光譜對(duì)他們極長(zhǎng)的壽命。照明率的LED 40,000小時(shí)或以上，有可能*過10萬小時(shí)的壽命（比鹵素?zé)舻牡湫蛪勖s1000小時(shí)）的供應(yīng)商。由于這些來源所表現(xiàn)出長(zhǎng)壽命，他們基本上沒有需要更換，而制造商可以選擇密封在光源和相關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件。這可以是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，在許多應(yīng)用中，由于在拆卸更換燈泡照明節(jié)省時(shí)間，并在經(jīng)常繁瑣的調(diào)整顯微鏡組件維護(hù)。

與目前的白色發(fā)光二極管甲顯著的問題是其強(qiáng)度比較低，這可能會(huì)限制它們的應(yīng)用在體視顯微鏡的放大倍數(shù)降低，如果直接的視覺檢查是必要的。照相膠片或數(shù)字捕獲的文檔中，低強(qiáng)度可以被補(bǔ)償，在一定程度上，通過曝光時(shí)間的增加。的另一個(gè)缺點(diǎn)是目前可用的白色二極管光源的輸出顏色溫度不能很容易地過濾修改的光譜特性。這種情況的原因很多LED不產(chǎn)生真正的紅，綠，藍(lán)輸出，可以在一個(gè)簡(jiǎn)單的過濾方式塑造。

發(fā)光二極管設(shè)備固有的單色，與被確定的所述半導(dǎo)體材料的帶隙在其構(gòu)造使用的顏色。繼早期的紅色發(fā)射器件，材料開發(fā)，使橙色，黃色，和綠色LED的生產(chǎn)。然而，直到*近開發(fā)的半導(dǎo)體材料，生產(chǎn)高亮度藍(lán)光和紫外線的波長(zhǎng)，它成為技術(shù)上是可行的，以生產(chǎn)固態(tài)白光。大多數(shù)白光LED的制備氮化鎵藍(lán)色發(fā)光半導(dǎo)體死亡所包圍，它會(huì)發(fā)出藍(lán)色光激發(fā)一系列的可見光波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)磷光材料。磷的排放主要是由黃色的光，通過添加劑混合產(chǎn)生白色的外觀與互補(bǔ)的藍(lán)色結(jié)合。其他技術(shù)產(chǎn)生明顯的白色輸出包括兩個(gè)大幅單色補(bǔ)充來源（雙色LED）的，或三個(gè)單色光源（三基色發(fā)光二極管）在適當(dāng)?shù)谋壤齺韺?shí)現(xiàn)白色感的顏色混合。的波長(zhǎng)的組合，可以產(chǎn)生“白”光具有相對(duì)較高的色溫，這是在合適的范圍內(nèi)光學(xué)顯微鏡應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)白色發(fā)光，這是熒光燈管的機(jī)制相似，采用另一種方法，在寬范圍內(nèi)的可見光的波長(zhǎng)的寬的光譜輸出的白色光發(fā)射的熒光體。通常依賴于這種類型的LED的半導(dǎo)體材料，其發(fā)射的紫外線來激發(fā)熒光體，和從器件的輸出在整個(gè)可見光的磷光體發(fā)射的二次的結(jié)果。LED照明裝置可報(bào)告表現(xiàn)出日光的色溫（大約5500 K），但它們的光譜特性的幾個(gè)可能不容易的響應(yīng)相匹配的照相膠片。其結(jié)果是，這些LED用于數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)可能更合適。雙色，三基色的器件，即產(chǎn)生似乎是白色的光，這是特別真實(shí)的，但現(xiàn)在是不適合的所有應(yīng)用程序的光譜特性。

在固態(tài)照明光源的諸多優(yōu)勢(shì)是相對(duì)較低的功耗需求，使這些設(shè)備進(jìn)行操作的合理期間電池電量。這樣做的好處，大大提高LED供電顯微鏡在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的效用。通常情況下，LED照明器的操作，為1?3伏的電源，在10?100毫安。環(huán)形燈照明，利用LED的一般行為表現(xiàn)出相同的光纖和其他環(huán)形燈，他們的許多優(yōu)點(diǎn)，似乎給他們?cè)陲@微鏡應(yīng)用的巨大潛力，尤其是當(dāng)他們隨著時(shí)間的推移得到改善。利用LED燈的替代照明配置，隨著它們的發(fā)展在發(fā)展中，都應(yīng)該有其靈活性與體視顯微鏡使用的幾乎無限的潛力。