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Mikroskopbeleuchtungsanordnung
Die Erfindung betrifft einen Mikroskopkondensor für grosse Apertur- und Leuchtfeldbereiche. Beim Mikroskopieren erfordert die wechselnde Benutzung von starken und schwachen Objektiveri eine wechselnde Beleuchtung im Sinne eines Übergangs von hohen Aperturen und kleinen Leuchtfeldern zu kleinen Aperturen und grossen Leuchtfe1dern. Ein bekanntes Verfahren zur Erreichung dieses Zieles ist beispielsweise das Abschrauben oder Wegklappen der Frontlinse oder auch weiterer Linsen eines mehrlinsigen Kondensors. Dabei ist nachteilig, dass der Kondensor danach stark in der Hohe verstellt werden muss, wenn das Leuchtfeld wieder scharf'begrenzt sein soll. Das Abschrauben hat den weiteren Mangel, dass der Kondensor zu diesem Zweck herausgenommen werden muss.
Extrem grosse Leuchtfelder werden ferner auch durch Herausnahme des ganzen Kondensors erzielt, wobei dann natürlich keine Scharfabbildung der Leuchtfddblende mehr erzielt werden kann. Ein weiteres Mittel zur Herstellung verschiedener Apertur- und Leuchtfeld- bereiche ist die Anbringung mehrerer Kondensoren auf einem Koridensorrevolver. Diese Lösung hat den Nachteil, teuer zu sein. Ausserdem muss im Falle der Immersion das Reinigen und Auf- bringen von. Öl jeweils erneut geschehen. Schliesslich lässt sich eine veränderliche Beleuehtungsop- tik, wie bekannt, auch durch ein pankratisches System mit dem Vorteil des kontinuierlichen Wechsels der Leuchtfeldgrösse verwirklichen.
Bei einem pankratischen System ist jedoch eine exakte Abbildung, insbesondere zwecks Erzielung einer gleichmässigen Ausleuchtung des Leuchtfeldes, nur in einer Symmetriestellung und in den beiden
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linse benötigt wird.
Es ist ferner bekannt, die Veränderung der Apertur und des Leuchtfeldes durch Schaltlinsen zu bewirken, die lampenseitig, vor der Aperturblende bzw. zwischen Lichtquelle und Kollektor liegen. Bei dieser Anordnung konnte aber das Köhlersche Beleuchtungsprinzip bei eingeschalte- ten Linsen nicht exakt erfüllt werden. Bei Phasenkontrastmikroskopen wurden zur exakten Abbildung der Ringblende auf den Ring des Phasen- plättchens Schaltlinsen benützt, die beiderseits der Leuchtfeldblende liegen und zusammen mit dieser ausgetauscht werden. Diese Systeme bewirken gleichzeitig eine Veränderung der Apertur und des Leuchtfeldes innerhalb gewisser Grenzen unter strenger Einhaltung des Köhlerschen Prinzipes.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine
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indadurch erzielt, dass mindestens zwei ein-und ausschaltbare Linsen oder Linsenglieder beiderseits der Apertürblende in verschiedenen Kombinationen eingesetzt, entfernt oder ausgetauscht werden.
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Prinzipsen wird vorteilhaft dadurch bewirkt, dass stufenweis einzuschaltende Linsen auf wenigstens einer exzentrisch gelagerten drehbaren Scheibe angeordnet sind. Im besonderen können auch zuzuschaltende Linsensysteme in einer exzentrisch gelager- ten drehbaren Trommel untergebracht sein.
Dadurch wird erreicht, dass verschiedene Leuchtfeld- und Aperturbereiche auf optisch und mechanisch. einfache und bedienungsmässig bequeme Weise und optisch einwandfrei ausgeleuchtet werden
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optischen Teile desBauart sein, d. h. ein- oder mehrlinsig oder auch deformiert, d. h. mit asphärischen Flächen versehen sein, je nach der angestretten Abbilduna s-
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bar sein. Zum Zwischenschalten werden im einfachsten Fall zwei Linsen benötigt, da man mit einer Hilfslinse zwar das Leuchtfeld vergrössern kann, aber ohne eine Grobverstellung einer einzelnen Hilfslinse eine unscharfe Begrenzung des Leuchtfeldes erhält.
Die Anzahl der Abstufungen des Leuchtfeldbereichs ergibt sich einmal aus den konstruktiv bedingten Unterbringungsmöglichkeiten, und ist zum andern von der Grösse des Gesamtbereichs des Leuchtfeldes und der Apertur abhängig. Für eine Maximalapertur von ca. 0, 7 und ein maximales Leuchtfeld von ca. 8 mm Durchmesser wird man mit einem einschaltbaren Linsensystem auskommen, im Falle einer höheren Maximalapertur und gleichem maximalem Feld nimmt man besser zwei einschaltbare Systeme.
Für die Ausbildung der einzuschaltenden Systeme ist massgebend, welchen Leuchtfeld- und Aperturbereich die feststehenden optischen Teile des Kondensors besitzen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
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nachfolgenden Beschreibung, aus der auch weitere Einzelheiten der Erfindung hervorgehen, mit Zahlenbeispielen belegt, und zwar zeigen :
Fig. la einen eigentlichen Kondensor mit nur feststehenden Linsen, Fig. lb den Kondensor nach Fig. la mit zusätzlich eingeschalteten Linsen, Fig. 1c den Kondensor nach Fig. 1b mit ausgewechselten, eingeschalteten Linsen, Fig. 2b den eigentlichen Kondensor nach Fig. la mit zusätzlich eingeschalteten Sammelgliedern in der Art eines Femrohres mit Innenbild, Fig. 2c den Kon densor nach der Fig. 2b mit ausgewechselten, ein-
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nach Fig. la mit zusätzlich eingeschalteten Linsen, Fig. 4b und 4c den Kondensor der Fig. 4a mit ausgewechselten, eingeschalteten Linsen, Fig.
5a eine geänderte Ausführungsform des eigentlichen Kondensors nach Fig. la mit einer zusätzlichen, eingeschalteten Linse, Fig. 5b und 5c den Kondensor der Fig. 5a mit ausgewechselten, eingeschalteten Linsen.
In Fig. la wird das von einer Lampenwendel W ausgestrahlte Licht über einen Kollektor K mit den Linsen 1 und 2 einer Leuchtfeldblende L, einer Aperturblende A, einen Kondensor Ko mit den Linsen 3,4 und 5 auf einen Objektträger 0 geworfen. Der Objekträger 0 ist in allen Beispielen als planparallele Platte von der Dicke
I mm und der Brechungszahl 1, 525 angenommen. Die Lampenwendel W weist einheitlich 2 mm und die Leuchtfeldblende 16 mm Durchmesser auf.
Die Krümmungsradien der i-ten Linse sind von links nach rechts mit ril und ri, bezeichnet,
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handelt und der Krümmungsradius der KittHäche zu bestimmen ist. Die Dicke der i-ten Linse ist mit di bezeichnet, der Abstand der i-ten und k-ten Linse voneinander mit lik. Die Unterteilung des Abstandes l ik in zwei oder mehr Summanden bedeutet, dass der erste Summand den Abstand von der einen Linse bis zu einer zwischengeschalteten Blende bestimmt und der zweite Summand den Abstand von dieser Blende bis zur nächsten Linse oder Blende und ein dritter Summand von dieser Blende bis zur nächsten Linse. 10 gibt den Abstand der Lampenwendel W von der ersten Kollektorlinse an, ni ist die Brechungszahl der i-ten Linse, n'die Brechungszahl einer Immersionsflüssigkeit.
Legt man der Fig. la folgende Werte zugrunde, wobei die Entfernungen und Dicken jeweils in mm ausgedrückt worden sind :
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so erhält man eine Apertur von 0, 32 und ein Leuchtfeld von 4, 2mm Durchmesser. Ersetzt man durch Weiterschalten die Linse 7 durch eine Linse 8 mit den Werten
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so wird dadurch das Leuchtteld aut 8,8 mm Durchmesser vergrössert und der Aperturwert fällt auf 0, 15.
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steht darin, eine Zwischenabbildung der Leuchtfeldblende vorzunehmen, wobei die zwischenzuschaltende Optik aus mehreren Sammelgliedern in der Art eines Fernrohres mit Innenbild besteht.
Schaltet man in den Strahlengang nach Fig. la die Linsen 9, 10 und 11 (Fig. 2b) mit folgenden Werten :
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so vergrössert sich das Leuchtfeld auf 4, 0 mm Durchmesser und die Apertur wird 0, 32. Ersetzt man die Linsen 10 und 11 durch die Linsen 12 und 13 wie in Fig. 2c dargestellt mit folgenden Werten :
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so wird die Leuchtfeldblende auf 10 mm Durchmesser vergrössert und die Apertur wird 0, 13.
Im Falle einer dreifachen Stufung des Gesamtbereichs ist es besonders vorteilhaft, wenn man es so einrichtet, dass der feststehende Kondensor Ko allein ein mittleres Leuchtfeld nebst mittlerer Apertur liefert und dann durch Hinzuschalten eines Systems nach Art eines Galileifernrohres in
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der Negativlinse kondensorseitig das maximale Leuchtfeld und in umgekehrter Stellung die Maximalapertur erreicht werden. Dieser Fall ist in den Fig. 3a-3c dargestellt. Es ist dabei zweckmässig, die Leuchtfeldblende in den Brennpunkt einer Hilfslinse 14 zu stellen und dadurch den Strahlengang so zu lenken, dass am Kondensor Ko zu grosse Inzidenzwinkel vermieden werden. Der Kollektor K ist der gleiche wie nach den Fig. 1 und 2. Der Abstand der Lampenwendel W von der Linse 1 ist 10 = -9, 4.
IDem System nach der Fig. 3a mit den feststehenden Kondensorlinsen 15, 16 und 17 und den dazwischengeschalteten Linsen 18 und 19 nach Art eines Galileifernrohres mit der Sammellinse kondensorseitig liegen folgende Werte zugrunde :
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d. h, es ergibt sich mit zwischengeschalteten Linsen ein kleineres Leuchtfeld nämlich von 1, 4mm Durchmesser und eine grössere Apertur nämlich von 0, 9, als wenn die Linsen 18 und 19 aus dem System herausgedreht sind. In diesem Fall erhält man eine mittlere Apertur von 0, 34 und ein mittleres Leuchtfeld von 3, 7 mm Durchmesser (Fig. 3b).
Wird das System 18, 19 umgekehrt in den Strahlengang zwischen Hilfslinse 14 und Kondensor Ko mit den Abständen
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gemäss der Fig. 3c eingesetzt, so ergibt sich eine Apertur von 0,14 und ein Leuchtfeld von 9, 0mm Durchmesser.
Man kann schliesslich auch mit dem feststehenden Kondensor Ko die Erzeugung des maximalen
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Leuchtfeldes herbeiführen und durch Hinzunahme eines Galileifernrohres mit dem zerstreuen-
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ko ! ! ektorseitig undapertur. Dieser dritte Fall kommt besonders bei kurzer Gesamtbaulänge in Frage, damit dann die Durchmesser am Kondensor in der Schaltstellung mit der Maximalapertur nicht zu gross werden. E ; n Ausführungsoeispiel zeigen die Fig. 4a bis 4c. Die Lampendwendel W hat von der Kollektorlinse 1 den Abstand-9, 5. Die Anordnung und Ausführung der Kollektorlinsen 1 und 2 sind die gleichen, wie bei den vorher beschriebenen Beispielen. Zwischen den Kondensorlinsen 20 und 21 und dem Kollektor K ist eine Hilfslinse 22 angeordnet.
Schaltet man zwischen diese Hilfs- linse 22 und den Kondensor Ko ein System (Fig. 4a) mit den Linsen 23,24 und 25, so er-
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man, wenn folgende Werte zugrunde gelegtFig. 4c dargestellt, alle Zusatzlinsen 23 bzw. 26,
24 und 25 aus dem Strahlengang heraus, so gibt das System das Maximalleuchtfeld von 8 mm
Durchmesser mit der Apertur von 0, 16.
In den Fig. 5a#5c ist der Fall dargestellt, dass die Maximalapertur durch den feststehenden Kondensor, der aus einer Linse 27 besteht, in Verbindung mit einer eingeschalteten Hilfslinse 28 in Kondensornähe erreicht wird, und man gelangt zu grösseren Leuchtfeldern durch Ausschalten dieser Hilfslinse 28 und Einschalten einer andern Sammellinse 29 geeigneter Brechkraft und an geeignetem Ort. Die weitere Hinzunahme einer Ne-
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Es ergibt sich eine Apertur von 0,7 und ein Leuchtfeld von 1, 9 mm Durchmesser. Durch Ausschalten der Linse 28 und Zwischenschalten der Linse 29 mit den Daten
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ergibt sich die Apertur zu 0,22 und das vergrösserte Leuchtfeld zu 6 mm Durchmesser.
Weiteres Ein-
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eine nochmalige Vergrösserungvon 0, 15.
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