[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur optischen Untersuchung einer lichtdurchlässigen, festen oder flüssigen Probe, insbesondere eines Edelsteins, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Die Offenlegungsschrift DE 2 802 669 A offenbart eine Einrichtung zur optischen Untersuchung von Proben, nämlich ein Reisemikroskop zur Untersuchung von Mineralien, insbesondere Edelsteinen. Das Reisemikroskop weist ein Gehäuse mit einer Probekammer zur Aufnahme einer Küvette auf, in die eine Immersionsflüssigkeit und ein Mineral eingebracht werden können. Das Gehäuse enthält eine elektrische Lichtquelle mit zwei wahlweise mit einem Schalter einschaltbaren Glühlampen, um Licht durch das Mineral hindurch oder auf dieses zu strahlen. Das Reisemikroskop weist zudem eine wiederaufladbare Batterie für die Stromversorgung der Glühlampen auf. Ferner kann ein Farbfilter vor der Lichtquelle eingesetzt werden, um Untersuchungen in einfarbigem Licht zu ermöglichen. Zudem können zwei Polarisationsfilter in das Gehäuse eingesetzt werden.
[0003] Dieses Reisemikroskop hat den Nachteil, dass die Glühlampen im Verhältnis zur erzeugten Lichtstärke viel Strom brauchen, so dass die Batterie nach einer relativ kurzen Betriebsdauer wieder aufgeladen werden muss und das Mikroskop dementsprechend nur während kurzer Zeit unabhängig vom Stromnetz benutzt werden kann. Bei einer Untersuchung mit einfarbigem Licht wird zudem ein grosser Teil des Lichts vom Farbfilter absorbiert, so dass nur ein geringer Teil des von einer der Glühlampen erzeugten Lichts wirklich zur zu untersuchenden Probe gelangt. Dadurch wird der Strombedarf der Glühlampe noch erhöht.
[0004] Zudem wäre es oft nützlich, noch andere optische Untersuchungen durchführen zu können. So wäre zum Beispiel für viele Untersuchungen eine Dunkelfeldbeleuchtung der Probe hilfreich, was aber mit dem bekannten Reisemikroskop nicht möglich ist. Ferner wäre es oft - zum Beispiel für Untersuchungen der Fluoreszenz - wünschenswert, Untersuchungen mit ultraviolettem Licht durchzuführen, was mit dem bekannten Reisemikroskop ebenfalls nicht möglich ist. Des Weiteren besteht auch keine Möglichkeit, ein beobachtetes Bild fotografisch festzuhalten oder eine spektrale Analyse des von der Probe kommenden Lichts durchzuführen. Nun sind an sich verschieden separate Geräte und Einrichtungen bekannt, die solche Untersuchungen ermöglichen.
So sind zum Beispiel Geräte mit Ultraviolettlampen für Untersuchungen der Fluoreszenz von Edelsteinen, spezielle Dunkelfeldmikroskope, Mikroskope mit Kameras und Spektrometer bekannt. Diese bekannten Einrichtungen und Geräte ergeben jedoch den Nachteil, dass eben zusätzlich zum bekannten Reisemikroskop eine beträchtliche Anzahl von separaten Einrichtungen und Geräten benötigt wird. Die ist insbesondere im Fall sehr nachteilig, wenn Untersuchungen der genannten Arten auf einer Reise und beispielsweise "im Feld" durchgeführt werden sollen.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet. Dabei soll insbesondere ausgehend von der Offenlegungsschrift DE 2 802 669 A eine leicht transportierbare und kompakte Einrichtung zur optischen Untersuchung einer Probe geschaffen werden, wobei die Einrichtung ermöglichen soll, mit kleinem Stromverbrauch während relativ langer Zeit unabhängig von einem Stromnetz verschiedene optische Untersuchungen mit verschiedenen Lichtarten durchzuführen.
[0006] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
[0008] Der Erfindungsgegenstand und weitere Merkmale sowie Vorteile von diesem werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
<tb>Fig. 1<sep>einen Axialschnitt durch das Grundgerät und in diese eingesetzte Zubehör-Elemente der Einrichtung zur optischen Untersuchung einer Probe,
<tb>Fig. 2<sep>eine Schrägansicht des Einschubs des Grundgeräts,
<tb>Fig. 3<sep>eine Schrägansicht des Grundgeräts mit eingesetzten Zubehör-Elementen,
<tb>Fig. 4<sep>eine Seitenansicht eines Ständers und des an diesem in ungefähr vertikaler Stellung gehaltenen, Grundgeräts,
<tb>Fig. 5<sep>eine Seitenansicht der in Fig. 4ersichtlichen Teile und einer am Grundgerät befestigten Kamera,
<tb>Fig. 6<sep>eine Schrägansicht des Grundgeräts ohne Ständer mit der am Grundgerät befestigten Kamera,
<tb>Fig. 7<sep>eine Seitenansicht des Ständers, des Grundgeräts und eines an diesem befestigten Spektrometermoduls,
<tb>Fig. 8<sep>einen schematischen Axialschnitt durch das Spektrometermodul,
<tb>Fig. 9<sep>eine Schrägansicht einer Zusatz-Vergrösserungsvorrichtung zum Aufstecken auf die Vergrösserungsvorrichtung des Grundgeräts,
<tb>Fig. 10<sep>eine Draufsicht auf einen in die Probekammer des Grundgeräts einsetzbaren Diffusor,
<tb>Fig. 11<sep>eine Draufsicht auf die in das Grundgerät eingesetzte, verstellbare Blende,
<tb>Fig. 12<sep>eine Draufsicht auf einen Probeträger mit einem Loch,
<tb>Fig. 13<sep>eine Schrägansicht eines auf die Vergrösserungsvorrichtung des Grundgeräts aufsteckbaren Polarisationselements,
<tb>Fig. 14<sep>ein Polarisationselement zum Einsetzen in den unteren Bereich der Probekammer des Grundgeräts,
<tb>Fig. 15<sep>eine Draufsicht auf einen lichtdurchlässigen, separaten Probeträger,
<tb>Fig. 16<sep>eine Seitenansicht einer in die Probekammer des Grundgeräts einsetzbaren Küvette,
<tb>Fig. 17<sep>eine Seitenansicht der in Fig. 4ersichtlichen Teile, wobei aber das Grundgerät in eine ungefähr horizontale Stellung verschwenkt ist, und
<tb>Fig. 18<sep>eine Seitenansicht einer Variante der Einrichtung, deren Ständer einen Fuss mit einem Spektrometer aufweist.
[0009] Die Einrichtung zur optischen Untersuchung einer lichtdurchlässigen, festen oder mindestens teilweise flüssigen Probe besitzt ein separat in den Fig. 1und 3 gezeichnetes Gerät 1 oder - genauer gesagt - Grundgerät 1 mit einem opaken Gehäuse 3. Das Grundgerät und sein Gehäuse sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Achse 5 sowie im Querschnitt kreisförmig und im Allgemeinen zylindrisch. Das Grundgerät 1 ist in den Fig. 1und 3in vertikaler Stellung - d.h. mit vertikaler Achse 5 -gezeichnet. Diese Stellung wird im Folgenden auch als vertikale Normalstellung bezeichnet.
[0010] Das Gehäuse 3 besitzt als Hauptbestandteil einen im Allgemeinen zylindrischen, im Querschnitt kreisförmigen, beispielsweise einstückigen, an beiden Enden offenen, metallischen Mantel 7. Dieser ist mit einer Öffnung 7a versehen, die zwei zur Achse 5 parallele Ränder sowie zwei zu diesen rechtwinklige, kreisbogenförmige Ränder hat und sich ungefähr entlang dem halben Umfang des Mantels 7 um die Achse 5 herum erstreckt. Die Innenfläche des die Öffnung 7a aufweisenden, axialen Abschnitts des Mantels 7 ist mit einer Halte-Nut 7b versehen, die entlang einem Kreisbogen um die Achse 5 herum vom einen axialen Rand der Öffnung zu deren anderem axialen Rand verläuft und im Axialschnitt beispielsweise eine ungefähr rechteckige Querschnittsform hat.
Im Übrigen befindet sich die Halte-Nut 7b ungefähr in der Mitte der axialen Ausdehnung der Öffnung 7a und also bei sich in der vertikalen Normalstellung befindendem Grundgerät ungefähr in der halben Höhe der Öffnung 7a. Die Innenfläche des Mantels 7 ist im axialen Bereich der Öffnung 7a auf der unteren sowie der oberen Seite der Halte-Nut 7b mit zusätzlichen, zwischen den axialen Rändern der Öffnung kreisbogenförmig um die Achse 5 verlaufenden Rillen 7c versehen. Diese haben eine ungefähr radiale Fläche und eine grössere, von unten nach oben ein wenig und von der Achse 5 weg nach aussen geneigte Fläche und ergeben zusammen eine Sägezahn-profilierung. Die Innenfläche des Mantels ist zudem mindestens im die Öffnung 7a enthaltenden axialen Bereich schwarz mattiert und möglichst lichtabsorbierend.
Der sich bei der Öffnung 7a befindende, axiale Bereich des Innenraums des Mantels dient als Probekammer 9 des Grundgeräts 1.
[0011] Der Mantel 7 hat aussen eine die Achse umschliessende Ausnehmung 7d in der Form einer breiten Ringnut. Ein Verschlusselement 11 ist derart verstellbar am Mantel gehalten, dass es die Öffnung 7a in einer Schliess-Stellung mindestens annähernd lichtdicht verschliesst oder in einer Freigabe-Stellung freigibt. Das Verschlusselement 11 ist durch einen aussen am Mantel angeordneten, hülsenförmigen und hohlzylindrischen Ring gebildet, der durch einen zur Achse 5 parallelen Schlitz 11a unterbrochen ist. Das Verschlusselement 11 kann in der Ausnehmung 7d manuell entlang der Achse 5 verschoben werden, wobei die Grundfläche der Ausnehmung eine Gleitfläche für das Verschlusselement bildet und die beiden Ränder der Ausnehmung als Anschläge dienen, welche die Freigabe-Stellung bzw. die Schliess-Stellung für das Verschlusselement festlegen.
Das Verschlusselement ist in den Fig. 1und 3in der Freigabe-Stellung gezeichnet und kann ausgehend von dieser manuell nach oben in die Schliess-Stellung verschoben werden, in der es die Öffnung 7a verschliesst. Das Verschlusselement ist derart federnd, dass es leicht am Mantel festgeklemmt wird und sich nicht unbeabsichtigt von selbst verschiebt.
[0012] Der sich in der vertikalen Normalstellung des Grundgeräts unter der Probekammer 9 befindende Abschnitt des Gehäuses 3 enthält einen als Ganzes mit 15 bezeichneten Einschub. Dieser ist lösbar sowie leicht herausnehmbar im Gehäuse 3 befestigt und separat, d.h. in aus dem Gehäuse heraus genommenem Zustand, in Fig. 2 dargestellt. Der Einschub 15 weist beispielsweise einen mehrteiligen, im Allgemeinen hülsenförmigen Halter 17 auf, der satt in den Innenraum des Mantels 7 hineinpasst und zum Beispiel mit einigen Schrauben 19 lösbar am Mantel fixiert ist. Der Halter 17 hält eine elektrische Lichtquelle 23, eine Stromversorgungsvorrichtung 25 für die Stromversorgung der Lichtquelle und elektrische Schaltmittel 27.
[0013] Die Lichtquelle 23 ist am oberen Ende des Halters 17 befestigt. Sie besitzt verschieden ausgebildete Leuchtdioden zur Erzeugung von mindestens zwei verschiedenen Lichtarten, die verschiedene Wellenlängen und/oder Wellenlängen-Spektren aufweisen. Die Lichtquelle 23 besitzt beispielsweise drei verschiedene Arten Leuchtdioden 31, 33, 35 zur Erzeugung von drei verschiedenen Lichtarten, wobei jede Leuchtdioden-Art mindesten eine Leuchtdiode aufweist.
[0014] Die Lichtquelle 23 weist zum Beispiel mehrere, nämlich beispielsweise 12 Leuchtdioden 31 einer ersten Art auf, die zur Erzeugung einer ersten Lichtart dienen. Diese erste Lichtart umfasst sichtbares Licht mit einem im Wesentlichen kontinuierlichen Wellenlängen-Spektrum, das sich zum Beispiel von ungefähr 400 nm bis ungefähr 700 nm erstreckt, ungefähr einer Farbtemperatur von 5500 K bis 5600 K entspricht und ungefähr tageslichtartig sowie mehr oder weniger weiss ist. Die Leuchtdioden 31 sind auf einem elektrisch isolierenden, plättchenförmigen Träger 37 angeordnet und gleichmässig auf einem Kreis um die Achse 5 herum verteilt.
[0015] Dagegen umfasst die Lichtquelle 23 zum Beispiel nur eine einzige Leuchtdiode 33 einer zweiten Art und nur eine einzige Leuchtdiode 35 einer dritten Art. Die Leuchtdiode 33 der zweiten Art dient zur Erzeugung einer zweiten Lichtart, die ebenfalls aus sichtbarem, aber mindestens annähernd monochromatischem Licht besteht. Das Licht der zweiten Lichtart besitzt zum Beispiel ein aus einem schmalen Band oder einer Linie bestehendes Wellenlängen-Spektrum, ist zum Beispiel gelblich, hat eine Wellenlänge von ungefähr 589 +- 10 nm hat und entspricht ungefähr dem von einer Natriumdampflampe erzeugten Licht. Die Leuchtdiode 35 der dritten Art dient zur Erzeugung von ultraviolettem Licht, das vorzugsweise monochromatisch ist und zum Beispiel eine Wellenlänge von ungefähr 365 +- 10 nm hat.
[0016] Die beiden Leuchtdioden 33 und 35 sind beispielsweise auf einem plättchenförmigen, elektrisch isolierenden Träger 39 gehalten, der sich oberhalb des Trägers 37 im konischen, gegen oben offenen Hohlraum eines Konuskörpers 43 befindet und an diesem befestigt ist. Der Konuskörper 43 ist seinerseits oben am Halter 17 befestigt und hat eine konische Aussenflache sowie eine konische Innenfläche. Die konische Aussenfläche und die konische Innenfläche sind beide nach oben, d.h. zur Probekammer hin, von der Achse 5 weg nach aussen geneigt, so dass sie sich zur Probekammer hin erweitern.
[0017] Der Konuskörper 43 besteht aus einem metallischen Material, beispielsweise rostfreiem, eventuell verchromtem Stahl. Die konische Aussenfläche des Konuskörpers ist poliert, so dass sie lichtreflektierend und möglichst gut spiegelnd ist. Die konische Innenfläche ist eventuell ebenfalls poliert, lichtreflektierend und spiegelnd, muss dies aber nicht unbedingt sein. Zwischen der Probekammer 9 und dem Halter 17 ist ein hülsenförmiger Reflektor 45 in das Gehäuse 3 eingesetzt. Der Reflektor 45 liegt an der Innenfläche des Mantels 7 an und hat eine im Querschnitt kreisförmige, nämlich zylindrische, lichtreflektierende und spiegelnde Innenfläche.
Der Konuskörper 43 und der Reflektor 45 bilden zusammen eine Dunkelfeld-Vorrichtung 47, die zwischen der Probekammer 9 und mindestens einer der Leuchtdioden, nämlich zwischen der Probekammer und den Leuchtdioden 31 angeordnet ist, um mit dem von den Leuchtdioden 31 erzeugten Licht in der Probekammer eine Dunkelfeld-Beleuchtung zu erzeugen. Dies wird anschliessend etwas näher erläutert.
[0018] Die Leuchtdioden 31 erzeugen bei ihrem Betrieb ungefähr parallel zur Achse 5 nach oben gegen die konischen Aussenflache des Konuskörpers 43 gerichtete Lichtbündel. Die konische Aussenfläche des Konuskörpers 43 reflektiert dann das auf sie auftreffende Licht schief zur Achse 5 nach oben und aussen zum Reflektor 45. Dessen Innenfläche reflektiert das auf sie auftreffende Licht nach oben schief gegen die Achse 5 in die Probekammer 9. Die von den Leuchtdioden 31 nach oben gestrahlten Lichtbündel bilden daher in der Probekammer zusammen eben eine Dunkelfeld-Beleuchtung mit einem ungefähr kegelmantelförmigen Lichtbündel. Dessen Kegelspitze bildet den Brennpunkt der Dunkelfeld-Vorrichtung und liegt in der Probekammer ungefähr in der Höhe der Halte-Nut 7b und/oder ein wenig oberhalb dieser.
[0019] Die zur Erzeugung von gelblichem Licht dienende Leuchtdiode 33 ist beispielsweise ungefähr auf der Achse 5 angeordnet und strahlt bei ihrem Betrieb ein ungefähr zur Achse 5 koaxiales Lichtbündel nach oben in die Probekammer 9. Die Leuchtdiode 35 befindet sich zum Beispiel ein wenig neben der Achse 5 und strahlt bei ihrem Betrieb ein Lichtbündel nach oben in die Probekammer 9, das ungefähr parallel zur Achse 5 oder derart leicht zu dieser hin geneigt ist, dass es die Achse ungefähr in der Höhe der Halte-Nut 7b und/oder ein wenig oberhalb dieser schneidet. Im Übrigen ist die zur Erzeugung von UV-Licht dienende Leuchtdiode 35 beispielsweise etwa höher als die Leuchtdiode 33. Die beiden Leuchtdioden 33, 35 sind vollständig innerhalb des konischen Hohlraums des Konuskörpers 43 angeordnet, könnten sich aber eventuell ganz oder teilweise oberhalb von diesem befinden.
[0020] Die Stromversorgungsvorrichtung 25 des Einschubs 15 weist mindestens eine wegnehmbar vom Halter 17 gehaltene Batterie 51 und zum Beispiel zwei elektrisch parallel geschaltete Batterien 51. Diese bestehen zum Beispiel aus nicht wiederaufladbare Lithiumbatterien mit einer Nennspannung im Bereich von 9 Volt bis 12 Volt, könnten aber eventuell auch durch wiederaufladbare Batterien gebildet sein. Die Stromversorgungsvorrichtung ist noch mit mindestens einem Steckanschluss 53 versehen und/oder verbunden, der beispielsweise derart unten am Halter 17 befestigt ist, dass er sich vollständig innerhalb des Mantels 7 befindet. Der Steckanschluss ermöglicht, dem Grundgerät 1 über ein Kabel Gleichstrom von einer äusseren Stromquelle, beispielsweise von einer Autobatterie oder einem Computer oder einem separaten Netzgerät, zuzuführen.
Der Stromversorgungsvorrichtung ist zudem mit einem Elektronikteil versehen und/oder verbunden, der das Grundgerät bei Stromzufuhr von aussen automatisch auf diese Stromzufuhr von aussen umschaltet und die Batterien abschaltet.
[0021] Die elektrischen Schaltmittel 27 verbinden die Leuchtdioden 31, 33, 35 derart elektrisch mit der Stromversorgungsvorrichtung, dass die verschiedenen Arten von Leuchtdioden wahlweise eingeschaltet werden können und dann verschiedene Lichtarten erzeugen. Die Schaltmittel umfassen mindestens einen Schalter und nämlich zum Beispiel zwei Schalter 55 und 57, von denen jeder von einem sich unter dem Gehäuse 3 befindenden Raumbereich her manuell betätigt werden kann. Die beiden Schalter 55, 57 befinden sich dabei beispielsweise vollständig und inklusive ihrer manuell betätigbaren Betätigungselemente in dem vom Mantel 7 des Gehäuses umschlossenen Innenraum, so dass der Mantel sie weitgehend gegen unbeabsichtigte Betätigungen und - wie auch den Steckanschluss 53 - gegen Beschädigungen schützt.
[0022] Der Schalter 55 ist zum Beispiel als Ein/Aus-Schalter, nämlich als Tastenschalter mit einer Drucktaste ausgebildet und verbindet in der Ein-Stellung die Leuchtdioden 31 leitend mit der Stromversorgungsvorrichtung. Es sei noch angemerkt, dass der Tastenschalter bistabil ist und nach einer Betätigung bis zur nächsten Betätigung in der Einstellung bleibt. Der Tastenschalter könnte jedoch eventuell durch einen monostabilen Taster ersetzt werden, der nur während der Ausübung einer Druckkraft eingeschaltet bleibt und bei Wegnahme dieser Kraft in die Aus-Stellung zurückkehrt.
[0023] Der Schalter 57 ist zum Beispiel als Wechsel-Schalter, nämlich als Kippschalter mit 3 Stellungen ausgebildet und hat ein Aus-Stellung, eine Stellung, in der er die Leuchtdioden 33 elektrisch leitend mit der Stromversorgungsvorrichtung verbindet, und eine Stellung, in der er die Leuchtdioden 35 elektrisch leitend mit der Stromversorgungsvorrichtung verbindet.
[0024] Das Grundgerät 1 weist noch eine optische Vergrösserungsvorrichtung 61 auf. Diese befindet sich auf der der Probekammer 9 abgewandten Seite der Lichtquelle 23 und nämlich in der vertikalen Normalstellung des Grundgeräts an dessen oberem Ende. Die Vergrösserungsvorrichtung besitzt eine opake, beispielsweise metallische, an beiden Enden offene Hülse 63, die in den oberen Endabschnitt des Mantels 7 hineinragt, mit einem radial nach aussen ragenden Bund 63a auf dem oberen Rand des Mantels 7 aufliegt und mit einigen Schrauben 65 am Mantel befestigt ist. Die Hülse 63 hat auf ihrer sich oben befindenden Stirnseite eine Ausnehmung 63b mit einer ebenen, ringförmigen Grundfläche und einem von dieser weg axial nach oben ragenden Kragen 63c. Im durchgehenden, axialen Loch der Hülse 63 sind zwei Linsen 67 und 69 befestigt.
Die sich näher bei der Probekammer befindende Linse 67 ist bikonvex sowie ziemlich dick und eventuell aus zwei ursprünglich getrennten, plankonvexen Linsenteilen gebildet, deren ebenen Flächen aneinander anliegen und durch einen Klebstoff miteinander verbunden sind. Die Linse 69 wird durch einen Distanzring 71 in einem kleinen Abstand von der Linse 67 gehalten und ist plankonvex, wobei die konvexe Fläche der Linse 67 zugewandt ist. Die optische Vergrösserungsvorrichtung 61 bildet eine Lupe und ergibt vorzugsweise eine 10-fache Vergrösserung. Es sei hierzu angemerkt, dass für die Untersuchung der Reinheit von Edelsteineinen häufig Lupen mit einer 10-fachen Vergrösserung verwendet werden und dass ein bei einer solchen Untersuchung rein erscheinender Edelstein als lupenrein bezeichnet wird.
[0025] Das Grundgerät 1 weist auch eine etwas vereinfacht in Fig. 1 und separat in Fig. 11 dargestellte Blende 75 mit verstellbarer Blendenöffnung, nämlich eine Irisblende auf. Die Blende 75 hat einen Ring 77, ein manuell verstellbares Stellorgan 79 und mit diesem verstellbare, schwenkbar im Ring 77 gelagerte Lamellen, die sich im gezeichneten Zustand der Blende innerhalb des Rings befinden, die grösstmögliche Blendenöffnung ergeben und nicht sichtbar sind. Die Blende 75 ist beim sich näher bei der Lichtquelle 23 befindenden Ende der Probekammer 9 in das Gehäuse 3 eingesetzt, so dass der Ring 77 teilweise in einer Erweiterung oder Ausnehmung des Innenraums des Mantels 7 sitzt. Das Stellorgan 79 hat einen radial zur Achse 5 durch die Öffnung 7a des Mantels hindurch aus der Probekammer herausragenden Arm.
Der Ring 77 sitzt einigermassen fest in der genannten Erweiterung oder Ausnehmung des Mantels 7, so dass er auch beim manuellen Betätigen des Stellorgans 79 und beim Kippen des Grundgeräts in eine horizontale Stellung in seiner Lage bleibt Die Blende 75 kann jedoch manuell um die Achse 5 gedreht werden und/oder durch die Öffnung 7a vorübergehend aus dem Gehäuse 3 herausgenommen und wieder in dieses eingesetzt werden. Der Ring 77 hat auf der sich in den Fig. 1sowie 11 oben befindenden Stirnseite eine Ausnehmung 77a mit einer ebenen Ringfläche sowie einem diese umschliessenden und von dieser weg axial nach oben ragenden Kragen.
[0026] Wenn sich das Verschlusselement 11 gemäss der Fig. 1 unterhalb der Probekammer 9 befindet und wenn die bei der Probekammer 9 vorhandene Öffnung 7a des Mantels 7 verschlossen werden soll, wird das Verschlusselement 11 nötigenfalls zuerst in eine Stellung gedreht, in der sich der Schlitz 11a des Verschlusselements in einer axialen Projektion beim Arm des Stellorgans 79 befindet. Danach kann das Verschlusselement 11 in eine Stellung verschoben werden, in der es die Öffnung 7a abschliesst, wobei das Stellorgan 79 dann durch den Schlitz 7a hindurch ragt.
[0027] Die Einrichtung weist noch Zubehör mit mindestens einem Zubehör-Element und nämlich mit verschiedenen Zubehör-Elementen auf, die lösbar und wegnehmbar mit dem Grundgerät 1 verbunden und zum Beispiel bei geöffneter Probekammer 9 manuell durch die Öffnung 7a hindurch herausnehmbar in die Probekammer 9 des Grundgeräts 1 eingesetzt oder durch manuelles Ein- und/oder Aufstecken lösbar mit der Hülse 63 der Vergrösserungsvorrichtung 61 verbunden werden können.
[0028] Einige dieser Zubehör-Elemente sind in der Fig. 1 in lösbar mit dem Grundgerät 1 verbundenen Zustand ersichtlich.
[0029] Das Zubehör umfasst ein erstes, unteres Polarisationselement 83, das in Fig. 1 in eingebautem Zustand und in Fig. 14in ausgebautem Zustand ersichtlich ist. Das Polarisationselement 83 besteht aus einem plättchenförmigen, kreisförmigen, lichtdurchlässigen Polarisationsfilter, welches das durchdringende Licht linear polarisiert. Das Polarisationselement 83 kann durch die Öffnung 7a hindurch in die Probekammer 9 eingebracht und unten in dieser mit seinem unteren Abschnitt in die Ausnehmung 77a des Rings 77 der Blende 75 eingesetzt werden, so dass es einigermassen fest, aber manuell herausnehmbar und eventuell um die Achse 5 drehbar in der Ausnehmung 77a sitzt.
[0030] Das Zubehör umfasst auch ein zweites, oberes Polarisationselement 85, das in Fig. 1in am Grundgerät befestigtem Zustand und in Fig. 13 in vom Grundgerät getrenntem Zustand ersichtlich ist. Das Polarisationselement 85 hat eine opake, beispielsweise metallische Fassung 87. Diese besteht aus einer durchgehend offenen Hülse, die im Allgemeinen hohlzylindrisch ist, aber innen einen ringförmigen, radial nach innen vorstehenden Vorsprung und aussen eine Rändelung hat. In der Fassung ist ein aus einem kreisförmigen Plättchen bestehendes, lichtdurchlässiges, auf dem nach innen ragenden Vorsprung aufliegendes Polarisationsfilter 89 befestigt, welches das durchgehende Licht linear polarisiert bzw. nur in einer definierten Richtung linear polarisiertes Licht durchlässt.
Das zweite, obere Polarisationselement 85 kann von oben her lösbar in die Vergrösserungsvorrichtung 61 des Grundgeräts eingesetzt, nämlich in die Ausnehmung 63b hinein und auf den Kragen 63c der Hülse 63 gesteckt werden. Das Polarisationselement 85 sitzt dann einigermassenfest, aber drehbar sowie wegnehmbar in der Ausnehmung 63b der Hülse 63 der Vegrösserungsvorrichtung 61.
[0031] Wenn beide Polarisationselemente 83 und 85 in das Grundgerät eingesetzt sind und dieses für die Untersuchung einer Probe verwendet wird, dient das erste, untere Polarisationselement als Polarisator zum Polarisieren des von mindestens einer der Leuchtdioden zu einer Probe gestrahlten Lichts. Das zweite, obere Polarisationselement 85 dient dann als Analysator für das vom ersten, unteren Polarisationselement 83 polarisierte und durch eine Probe hindurch gestrahlte Licht. Bei einer Untersuchung kann man das obere und/oder eventuell das untere Polarisationselement manuell drehen, so dass die Polarisationsrichtungen der beiden Polarisationselemente nach Wunsch parallel zueinander sind oder einander rechtwinklig oder unter einem andern Winkel kreuzen.
[0032] Das Zubehör umfasst mindestens einen Probeträger 91, wie er in Fig. 1 in montiertem Zustand und in Fig. 15in ausgebautem Zustand ersichtlich ist und aus einem kreisförmigen, lichtdurchlässigen, kompakten, d.h. lochfreien Plättchen besteht. Der Probeträger kann durch die Öffnung 7a hindurch in die Probekammer 9 eingesetzt werden, so dass er einigermassen fest, aber herausnehmbar in der Halte-Nut 7b des Mantels 7 sitzt. Der Probeträger 91 ist zum Beispiel aus klarem, durchsichtigem Glas gebildet. Es kann jedoch stattdessen oder zusätzlich ein lichtdurchlässiger Probeträger 91 aus mattiertem Glas vorhanden sein, der hindurchdringendes Licht streut sowie verteilt und nebst seiner Funktion als Probeträger zusätzlich als Diffusor wirkt.
[0033] Das Zubehör umfasst noch einen Probeträger 93, der separat in Fig. 12 dargestellt ist und statt des Probeträgers 91 in die Halte-Nut 7b eingesetzt werden kann. Der Probeträger 93 besteht aus einem opaken, zum Beispiel metallischen Material, ist wie der Probeträger 91 durch ein kreisförmiges Plättchen gebildet, hat jedoch im Zentrum ein durchgehendes, kreisförmiges Loch 93a, das zum Beispiel zylindrisch oder konisch oder teils zylindrisch und teils konisch ist und zum Durchlassen von Licht dient. Im Übrigen können eventuell verschiedene Probeträger 93 bereitgestellt werden, deren Löcher 93a unterschiedliche Grössen und/oder Formen aufweisen.
[0034] Eine zu untersuchende Probe 95, beispielsweise ein Edelstein, kann durch die Öffnung 7a hindurch in die Probekammer 9 eingebracht und zum Beispiel auf den Probeträger 91 gelegt werden, wie es in Fig. 1dargestellt ist. Die Probe kann selbstverständlich auch auf einen andern in das Grundgerät eingesetzten Probeträger gelegt oder - bei offener Öffnung 7a - mit einer Pinzette oder Zange oder irgend einem Halter von der Umgebung des Grundgeräts her durch die Öffnung 7a hindurch in der Probekammer gehalten werden.
[0035] Das Zubehör umfasst auch einen in Fig. 10dargestellten Diffusor 95, der ein lichtdurchlässiges, kreisförmiges Plättchen aufweist und anstelle des unteren Polarisators 83 derart in die Ausnehmung 77a des Rings 77 der Blende 77 eingesetzt werden kann, dass er einigermassen festsitzt, aber wieder herausgenommen werden kann. Das Plättchen des Diffusors 95 besteht aus mattiertem Glas, das hindurchgestrahltes Licht streut und verteilt.
[0036] Wenn der Diffusor 95 unten in der Probekammer in die Blende eingesetzt ist und/oder wenn ein zusätzlich als Diffusor wirkender Probeträger in die Halte-Nut 7b eingesetzt ist und wenn von den Leuchtdioden 31 Licht durch die Dunkelfeld-Vorrichtung 47 hindurch in die Probekammer gestrahlt wird, streut der Diffusor 95 und/oder der zusätzlich als Diffusor wirkende Probeträger dieses Licht. Dadurch wird dieses Licht wieder verteilt und die Wirkung der Dunkelfeld-Vorrichtung weitgehend aufgehoben, so dass eine Probe mit ziemlich diffusem Licht mehr oder weniger gleichmässig von unten her beleuchtet wird.
[0037] Das Zubehör umfasst auch eine in Fig. 9ersichtliche, optische Zusatz-Vergrösserungsvorrichtung 101. Diese besitzt eine Fassung 103, die ähnlich ausgebildet ist wie die Fassung 87 des zweiten, oberen Polarisationselements 85. Die Zusatz-Vergrösserungsvorrichtung 101 kann anstelle des zweiten, oberen Polarisationselements 85 lösbar in und/oder an die zum Grundgerät gehörende Vergrösserungsvorrichtung 61 gesteckt werden. In der Fassung 103 der Zusatz-Vergrösserungsvorrichtung 101 ist eine Linse 105 befestigt. Diese ergibt zum Beispiel eine 2fache Vergrösserung, so dass die Zusatz-Vergrösserungsvorrichtung 101 zusammen mit der zum Grundgerät gehörenden Vergrösserungsvorrichtung 61 insgesamt eine 20fache Vergrösserung ergibt.
Es sei angemerkt, dass auch eine Zusatz-Vergrösserungsvorrichtung mit mehr als einer Linse und/oder einer grösseren Vergrösserung vorgesehen werden könnte.
[0038] Das Zubehör weist auch einen in den Figuren 4, 5, 7 und 17 ersichtlichen, zum Aufstellen auf einer Auflagefläche bestimmten Ständer 121 auf, um das Grundgerät lösbar zu halten. Der Ständer besitzt einen Fuss 123, der zum Beispiel eine zum Aufliegen auf der Auflagefläche bestimmte Platte 125 und eine von dieser nach oben ragende Säule 127 aufweist. Der Ständer weist ferner einen Halter 129 auf, der durch eine Schwenk- und Klemmvorrichtung 131 schwenkbar mit der Säule verbunden sowie in verschiedenen Schwenkstellungen an dieser festklemmbar ist. Der untere Endabschnitt des Mantels 7 des Gehäuses 5 des Grundgeräts kann in einen Bügel des Halters 129 gesteckt und in diesem mit einer Klemmvorrichtung 133 lösbar festgeklemmt werden.
[0039] Das Grundgerät 1 kann wahlweise in am Ständer 121 befestigten Zustand oder ohne den Ständer verwendet werden. Die Verwendung des Ständers ist vor allem für stationäre Untersuchungen in einem Labor oder sonstigen Raum zweckmässig. Dagegen kann das Grundgerät zum Beispiel bei einem Feld-Einsatz, bei dem die ganze für eine Untersuchung gewünschte Einrichtung mitgetragen werden muss, ohne Ständer verwendet werden. Wenn das Grundgerät am Halter 129 des Ständers befestigt ist, kann der Halter mit dem Grundgerät wahlweise in Stellungen verschwenkt und fixiert werden, in denen sich das Grundgerät gemäss den Fig. 4, 5 und 7in seiner vertikalen Normal-Stellung oder in der in Fig. 17gezeichneter Stellung befindet, in der das Grundgerät 1 und dessen Achse 5 ungefähr horizontal sind.
Das Grundgerät kann im Ständer selbstverständlich mit vertikaler oder horizontaler Achse 5 oder auch in Zwischenstellungen fixiert werden. Im Übrigen ist das Grundgerät bei gelöster Klemmvorrichtung 133 im Halter 129 um die Achse 5 drehbar und wird für die Verwendung in einer horizontalen Stellung zweckmässigerweise um die Achse 5 herum in eine Drehstellung gedreht, in der sich die Öffnung 7a des Mantels 7 - wie in Fig. 17 - dargestellt auf der oberen Seite des Gehäuses 3 befindet.
[0040] Das Zubehör weist umfasst auch einen in den Fig. 5 und 6ersichtlichen, mehrteiligen Kamera-Halter 141, der lösbar auf das sich in der vertikalen Normalstellung des Grundgeräts 1 oben befindende Ende von diesem gesteckt werden kann. Der Kamera-Halter besitzt einen Steckkörper 143, der ein durchgehend offenes Loch hat, in das der obere Teil der Hülse 63 der Vergrösserungsvorrichtung 61 hineinpasst, so dass der Steckkörper auf die Hülse 63 gesteckt werden kann, dann auf deren Bund 63a aufsteht und mehr oder weniger fest, aber wegnehmbar auf der Hülse sitzt. Der Steckkörper hat einen auf eine Seite der Achse 5 von dieser wegragenden Fortsatz mit einer Lagerbohrung, in der ein Bolzen 145 um eine zur Achse 5 parallele Achse schwenkbar gelagert und mit einer Klemmvorrichtung 147 in verschiedenen Schwenkstellungen festklemmbar ist.
Am oberen Ende des Bolzens 145 ist ein Tragarm 149 befestigt. Eine Kamera 151 kann mit einer einen Schlitz des Tragarms 149 durchdringenden Schraube lösbar am Tragarm befestigt werden. Bei der Kamera 151 kann es sich zum Beispiel um eine im Handel erhältliche Kamera handeln, die ein an sich zum Befestigen eines Stativs bestimmtes Gewindeloch besitzt, in welches die erwähnte Schraube eingeschraubt werden kann. Die Kamera kann mit dem Kamera-Halter 141 derart wegnehmbar am Grundgerät 1 befestigt werden, dass das Objektiv koaxial zur Achse 5 des Grundgeräts ist und dass durch das Loch des Steckkörpers hindurch Bilder oder eventuell Filme der untersuchten Probe in analoger oder digitaler Form aufgenommen werden können.
[0041] Das Zubehör zum Grundgerät 1 weist noch ein wegnehmbar am Grundgerät befestigbares Spektrometermodul 161 auf, das in Fig. 7 in am Grundgerät angebrachtem Zustand und in Fig. 8in vom Grundgerät getrenntem Zustand ersichtlich ist. Das Spektrometermodul 161 hat ein mehrteiliges, hülsenförmiges Gehäuse 163. Dieses ist zylindrisch und an seinem sich in den Fig. 7und 8 unten befindenden Ende offen sowie derart bemessen, dass es auf die Hülse 63 der optischen Vergrösserungsvorrichtung 61 aufgesteckt werden kann, dann auf dem Bund 63a der Hülse 63 aufsteht und satt sowie einigermassen fest, aber wegnehmbar auf dieser sitzt. Das Gehäuse 163 enthält in der Nähe seines unteren Endes eine Messvorrichtung 165, die ein dispersives Element zur Zerlegung von aus der Probekammer kommendem Licht, nämlich ein Beugungsgitter, und einen Detektor umfasst.
Der Detektor weist einen optoelektronischen Wandler zum Umwandeln eines Bilds in elektrische Signale, zum Beispiel ein CCD-Element auf. Das Gehäuse 163 enthält ferner eine elektrisch mit dem Detektor verbundene Elektronikvorrichtung 167 zur Aufbereitung und Verarbeitung der beim Betrieb vom Detektor erzeugten elektrischen Signale. An der das Gehäuse 163 oben abschliessenden Deckwand ist ein elektrisch mit der Elektronikvorrichtung verbundener Steckanschluss 169 befestigt. Dieser ist zum Beispiel durch einen USB-Steckanschluss gebildet und ermöglicht, das Spektrometermodul über ein Kabel mit einem fest installierten oder tragbaren Computer, wie einem Laptop, oder einem andern externen Gerät für die Verarbeitung der vom Spektometermodul gelieferten Signale und für die Auswertung der mit dem Spektrometermodul erfassten Spektren zu verbinden.
Das Spektrometermodul kann zudem vom genannten Computer oder sonstigen externen Gerät über das erwähnte Kabel und den Steckanschluss 169 und oder über einen zusätzlichen Steckanschluss mit dem für seinen Betrieb benötigten elektrischen Strom versorgt werden.
[0042] Das mit der Kamera oder dem Spektrometermodul verbundene Grundgerät ist in den Fig. 5bzw. 7 in am Ständer 121 befestigtem Zustand dargestellt. Die Kamera oder das Spektrometermodul können aber selbstverständlich auch am Grundgerät befestigt werden, wenn dieses nicht am Ständer befestigt ist.
[0043] Das Zubehör weist auch eine in Fig. 16ersichtliche Küvette 175 auf. Diese hat einen Boden sowie vier Wände und eine im Allgemeinen, d.h. abgesehen von allfälligen Verrundungen, viereckige Grundrissform. Die Küvette 175 besteht aus farblosem, durchsichtigem Glas. Zum Einsetzen der Küvette in das Grundgerät 1 wird dieses zuerst ungefähr in die in Fig. 17 ersichtliche Stellung gebracht, in der das Grundgerät und desssen Achse 5 ungefähr horizontal sind und die Öffnung 7a sich mindestens zum grössten Teil auf der oberen Seite der Achse 5 befindet. Die Küvette ist derart bemessen dass sie in dieser Stellung des Grundgeräts mit dem Küvettenboden nach unten in die Probekammer 9 eingesetzt werden kann und dass der Küvettenboden dann unterhalb der Achse 5 auf der Innenfläche des Mantels 7 des Grundgeräts aufliegt.
Das Grundgerät wird zum Einsetzen der Küvette zwar vorzugsweise am Ständer 121 befestigt, kann aber selbstverständlich auch ohne Ständer ungefähr in der in Fig. 17 ersichtlichen Lage angeordnet werden.
[0044] Man zum Beispiel einen Edelstein und eine Immersionsflüssigkeit in die Küvette 175 einbringen, um durch eine optische Untersuchung mit Hilfe des Grundgeräts 1 den Brechungsindex des Edelsteins zu bestimmen. Das Grundgerät kann jedoch zusammen mit der Küvette auch verwendet werden, um andere mindestens zum Teil flüssige Proben, beispielsweise Erdöl oder irgendwelche biologische Flüssigkeiten optisch zu untersuchen.
[0045] Das Grundgerät und dessen Zubehör ergeben viele Vorteile. Zunächst ermöglichen die Leuchtdioden 31, 33, 35, mit geringem Stromverbrauch wahlweise verschiedene Lichtarten zu erzeugen. Der geringe Stromverbrauch ist insbesondere bei Untersuchungen auf Reisen und im Feld sehr vorteilhaft und ermöglicht dann mit den im Grundgerät eingesetzten Batterien einen relativ lang dauernden von einem Stromnetz unabhängigen, autonomen Betrieb. Das Grundgerät 1 und die meisten Zubehör-Elemente sind zudem ziemlich klein sowie leicht und handlich, was ebenfalls vorteilhaft für die Verwendung auf Reisen und im Feld ist. Das Grundgerät 1 hat einen vorzugsweise höchstens 80 mm und zum Beispiel ungefähr 50 mm bis 70 mm betragenden Durchmesser sowie eine vorzugsweise höchstens 250 mm und zum Beispiel ungefähr 120 mm bis 200 mm betragende Länge bzw. axiale Abmessung.
Das Spektometermodul hat vorzugsweise ungefähr den gleichen Durchmesser wie das Grundgerät und eine beispielsweise etwa 100 mm bis 150 mm betragende Länge bzw. axiale Abmessung. Auch wenn das Spektrometermodul oder der Kamera-Halter mit einer Kamera am Grundgerät angesteckt sind, ist das derart erweiterte Gerät immer noch leicht und handlich.
[0046] Das Grundgerät und das Zubehör erlauben eine Vielzahl von unterschiedlichen optischen Untersuchungen einer Probe. Zunächst kann man wahlweise Untersuchungen mit offener oder geschlossener Öffnung 7a durchführen. Bei offener Öffnung 7a kann eine sich in der Probekammer befindende Probe mit Licht von aussen beleuchtet werden. Wie beschrieben, können ferner wahlweise drei verschiedenen Lichtarten mit den Leuchtdioden erzeugt werden, was verschiedenartige optische Untersuchungen ermöglicht.
Die tageslichtartiges Licht erzeugenden Leuchtdioden 31 ermöglichen zum Beispiel, festzustellen, ob ein Edelstein bei Betrachtung mit der fest im Grundgerät eingebauten, eine 10fache Vergrösserung ergebenden Vergrösserungsvorrichtung 61 lupenrein ist Dabei kann mit Hilfe der ebenfalls im Grundgerät eingebauten, verstellbaren Blende 75 ein günstiger Kontrast eingestellt werden. Die Untersuchung eines Edelsteins mit dem von der Leuchtdiode 33 erzeugten, monochromatischen, gelblichen Licht ist beispielsweise gut geeignet, um im Edelstein vorhandene Spannungen zu erkennen. Wenn die beiden Polarisationselemente 83 und 85 in das Grundgerät eingesetzt sind, können mit dem tageslichtartigen oder gelblichen Licht verschiedene Untersuchungen mit polarisiertem Licht durchgeführt werden.
Das mit der Leuchtdiode 35 erzeugte Ultraviolett-Licht ermöglicht, die Fluoreszenz oder Phosphoreszenz eines Edelsteins oder einer andern Probe zu untersuchen. Wenn eine Kamera 151 oder das Spektrometermodul 161 am Grundgerät angebracht werden, können zudem Bilder oder Filme aufgenommen bzw. Spektren ermittelt werden.
[0047] Die in Fig. 18 dargestellte Variante der Einrichtung weist ein Grundgerät auf, das gleich oder ähnlich wie das vorher anhand von Figuren beschriebene Grundgerät ausgebildet und wie dieses mit 1 bezeichnet ist. Die in Fig. 18dargestellte Einrichtung weist ferner einen Ständer 201 zum Halten des Grundgeräts auf. Der Ständer 201 hat einen Fuss 203. Dieser unterscheidet sich vom Fuss 123 des vorher beschriebenen Ständers 121 dadurch, dass er anstelle der Platte 125 ein Gehäuse 205 eines Spektrometers 211 aufweist. Dieses hat eine im Gehäuse angeordnete elektrische Lichtquelle 213, die zum Beispiel eine Entladungslampe, etwa eine Deuterium-Entladungslampe, und/oder Leuchtdioden zur Erzeugung verschiedener Lichtarten und/oder einen Laser aufweist. Auf der oberen Seite des Gehäuses 205 befindet sich eine Probekammer 215.
Eine Lichtzuleitvorrichtung 217 verbindet die Lichtquelle mit dem Innenraum der Probekammer und weist zum Beispiel mindestens einen Lichtleiter und/oder mindestens eine Linse und/oder mindesten eine Reflektor auf. Am oberen Ende der Lichtzuleitvorrichtung ist ein Probeträger 219 zum Tragen einer Probe 221, beispielsweise eines Edelsteins, angeordnet. Die Probekammer kann mit einem abnehmbaren Deckel 223 verschlossen werden. Dieser enthält einen Lichtaufnehmer 225, der durch einen flexiblen Lichtleiter 227 mit einer im Gehäuse 205 angeordneten Messvorrichtung 229 verbunden ist, die ein dispersives Element zur spektralen Zerlegung des Lichts, nämlich ein Beugungsgitter, und einen Detektor mit einem CCD-Element oder dergleichen aufweist. Die Messvorrichtung ist mit einer ebenfalls im Gehäuse eingebauten Elektronikvorrichtung 231 verbunden.
Diese ist ihrerseits mit mindestens einem am Gehäuse befestigten Steckanschluss 233 verbunden, der über ein Kabel mit einem Computer oder dergleichen verbunden werden kann. Das Gehäuse 205 kann eventuell auch noch einen Netzteil enthalten, der mit einem zusätzlichen, am Gehäuse befestigten Steckanschluss verbunden ist, so dass das Spektrometer 211 mit Strom aus einem öffentlichen Wechselstromnetz betrieben werden kann.
[0048] Der Ständer 201 weist noch eine Säule 237 und einen schwenkbar mit dieser verbundenen Halter 239 zum Halten des Gehäuses des Grundgeräts 1 auf. Die Säule 237 und der Halter 239 können ähnlich ausgebildet sein wie beim Ständer 121.
[0049] Das Spektrometer 211 kann anstelle des Spektrometer-moduls 161 oder zusätzlich zu diesem vorhanden sein. Das Spektrometer 211 ist grösser als das Spektrometermodul 161, kann jedoch eventuell einen grösseren Spektralberich erfassen und ergibt vor allem eine grössere Auflösung als das Spektometermodul 161. Falls die Lichtquelle einen Laser aufweist, können zudem auch Raman-Spektren der Probe 221 erzeugt und analysiert werden.
The invention relates to a device for the optical examination of a translucent, solid or liquid sample, in particular a gemstone, according to the preamble of claim 1.
The published patent application DE 2 802 669 A discloses a device for the optical examination of samples, namely a travel microscope for the examination of minerals, in particular gemstones. The travel microscope has a housing with a sample chamber for receiving a cuvette into which an immersion liquid and a mineral can be introduced. The housing includes an electrical light source with two incandescent bulbs, optionally switchable with a switch, to radiate light through or onto the mineral. The travel microscope also has a rechargeable battery for the power supply of the bulbs. Furthermore, a color filter can be used in front of the light source to allow monochromatic light examinations. In addition, two polarizing filters can be inserted into the housing.
This travel microscope has the disadvantage that the incandescent lamps in relation to the light intensity generated need a lot of power, so that the battery after a relatively short period of operation must be recharged and the microscope can be used accordingly only for a short time independent of the mains. In a study with monochromatic light also a large part of the light is absorbed by the color filter, so that only a small part of the light generated by one of the light bulbs really reaches the sample to be examined. As a result, the power consumption of the light bulb is increased.
In addition, it would often be useful to be able to perform other optical investigations. For example, darkfield illumination of the sample would be helpful for many examinations, but this is not possible with the known travel microscope. Furthermore, it would often be desirable - for example, for studies of fluorescence - to perform studies with ultraviolet light, which is also not possible with the known travel microscope. Furthermore, there is no possibility to photographically capture an observed image or to perform a spectral analysis of the light coming from the sample. Now, various separate devices and devices are known per se, which allow such investigations.
For example, devices with ultraviolet lamps are known for fluorescence studies of gemstones, special darkfield microscopes, microscopes with cameras, and spectrometers. However, these known devices and devices have the disadvantage that just in addition to the known travel microscope, a considerable number of separate facilities and equipment is needed. This is particularly disadvantageous in the case where investigations of the named species are to be carried out on a journey and, for example, "in the field".
The invention is therefore an object of the invention to provide a device which avoids the disadvantages of the known devices. In particular, starting from Offenlegungsschrift DE 2 802 669 A, an easily transportable and compact device for the optical examination of a sample is to be provided, wherein the device should make it possible to carry out different optical tests with different types of light for a relatively long time independently of a power network with a low power consumption ,
This object is achieved according to the invention by a device having the features of claim 1.
Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
The subject invention and other features and advantages thereof will be explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings show
<Tb> FIG. 1 <sep> an axial section through the base unit and in this used accessory elements of the device for optical examination of a sample,
<Tb> FIG. 2 <sep> an oblique view of the insert of the basic device,
<Tb> FIG. 3 <sep> an oblique view of the basic device with inserted accessory elements,
<Tb> FIG. 4 <sep> is a side view of a stand and the base unit held thereon in approximately vertical position,
<Tb> FIG. 5 <sep> is a side view of the parts in FIG. 4 and a camera attached to the basic device,
<Tb> FIG. 6 <sep> an oblique view of the basic device without a stand with the camera attached to the basic device,
<Tb> FIG. 7 <sep> is a side view of the stator, the base unit and a spectrometer module attached thereto,
<Tb> FIG. 8th <sep> is a schematic axial section through the spectrometer module,
<Tb> FIG. 9 <sep> is an oblique view of an additional magnification device for attachment to the magnification device of the basic device,
<Tb> FIG. 10 <sep> a plan view of a usable in the sample chamber of the basic unit diffuser,
<Tb> FIG. 11 <sep> a plan view of the inserted into the basic unit, adjustable aperture,
<Tb> FIG. 12 <sep> is a plan view of a sample carrier with a hole,
<Tb> FIG. 13 <sep> is an oblique view of a polarization element that can be attached to the magnification device of the basic device,
<Tb> FIG. 14 <sep> a polarization element for insertion in the lower region of the sample chamber of the basic device,
<Tb> FIG. 15 <sep> is a plan view of a translucent, separate sample carrier,
<Tb> FIG. 16 <sep> a side view of a cuvette which can be inserted into the sample chamber of the basic device,
<Tb> FIG. 17 <sep> is a side view of the parts seen in Fig. 4, but with the base unit pivoted to an approximately horizontal position, and
<Tb> FIG. 18 <sep> is a side view of a variant of the device whose stand has a foot with a spectrometer.
The device for the optical examination of a translucent, solid or at least partially liquid sample has a separately shown in FIGS. 1 and 3 drawn device 1 or - more specifically - basic device 1 with an opaque housing. 3 The basic device and its housing are substantially rotationally symmetrical to an axis 5 and circular in cross-section and generally cylindrical. The basic unit 1 is shown in FIGS. 1 and 3 in vertical position - d. H. with vertical axis 5 - drawn. This position is also referred to below as the vertical normal position.
The housing 3 has as a main component a generally cylindrical, circular in cross-section, for example in one piece, open at both ends, metallic shell. 7 This is provided with an opening 7a having two parallel to the axis 5 edges and two to these rectangular, circular arc-shaped edges and extends approximately along half the circumference of the shell 7 around the axis 5 around. The inner surface of the axial portion of the shell 7 having the opening 7a is provided with a retaining groove 7b which extends along an arc around the axis 5 from one axial edge of the opening to the other axial edge and in axial section, for example, an approximately rectangular Has cross-sectional shape.
Incidentally, the retaining groove 7b is located approximately in the middle of the axial extent of the opening 7a and thus in the vertical normal position befindendem base unit approximately half the height of the opening 7a. The inner surface of the shell 7 is provided in the axial region of the opening 7a on the lower and the upper side of the retaining groove 7b with additional, between the axial edges of the opening in a circular arc extending around the axis 5 grooves 7c. These have an approximately radial surface and a larger, from bottom to top a little and away from the axis 5 outwardly inclined surface and together form a sawtooth profiling. The inner surface of the jacket is also matted black at least in the axial region containing the opening 7a and as light-absorbing as possible.
The axial region of the interior of the jacket which is located at the opening 7a serves as a sample chamber 9 of the basic device 1.
The jacket 7 has outside a recess enclosing the axis 7d in the form of a wide annular groove. A closure element 11 is adjustably held on the jacket, that it closes the opening 7a in a closed position at least approximately light-tight or releases in a release position. The closure element 11 is arranged by an outside on the jacket, sleeve-shaped and hollow cylindrical ring formed which is interrupted by a parallel to the axis 5 slot 11a. The closure element 11 can be moved manually in the recess 7 d along the axis 5, wherein the base of the recess forms a sliding surface for the closure element and the two edges of the recess serve as stops which the release position or Set the closing position for the closure element.
The closure element is shown in FIGS. 1und 3 drawn in the release position and can be moved from this manually upwards in the closed position in which it closes the opening 7a. The closure element is so resilient that it is easily clamped to the jacket and does not move unintentionally by itself.
The located in the vertical normal position of the base unit under the sample chamber 9 located portion of the housing 3 includes a designated as a whole with 15 slot. This is detachable and easily removable mounted in the housing 3 and separately, d. H. in taken out of the housing state, in Fig. 2 shown. The insert 15 has, for example, a multi-part, generally sleeve-shaped holder 17, which fits snugly into the interior of the jacket 7 and, for example, with some screws 19 is detachably fixed to the jacket. The holder 17 holds an electric light source 23, a power supply device 25 for powering the light source, and electric switching means 27.
The light source 23 is attached to the upper end of the holder 17. It has differently formed light emitting diodes for generating at least two different types of light having different wavelengths and / or wavelength spectra. The light source 23 has, for example, three different types of light-emitting diodes 31, 33, 35 for producing three different types of light, each light-emitting diode type having at least one light-emitting diode.
The light source 23 has, for example, a plurality of, for example, 12 light emitting diodes 31 of a first type, which serve to produce a first type of light. This first type of light comprises visible light having a substantially continuous wavelength spectrum, for example, extending from about 400 nm to about 700 nm, approximately corresponding to a color temperature of 5500 K to 5600 K, and about daylight-like and more or less white. The light-emitting diodes 31 are arranged on an electrically insulating, platelet-shaped carrier 37 and evenly distributed on a circle about the axis 5 around.
In contrast, the light source 23, for example, comprises only a single light emitting diode 33 of a second type and only a single light emitting diode 35 of a third type. The light emitting diode 33 of the second type is used to generate a second type of light, which also consists of visible, but at least approximately monochromatic light. For example, the second type of light has a narrow band or line wavelength spectrum, for example, is yellowish, has a wavelength of approximately 589 + - 10 nm, and is approximately equivalent to the light generated by a sodium vapor lamp. The light emitting diode 35 of the third type serves to generate ultraviolet light, which is preferably monochromatic and has, for example, a wavelength of about 365 + - 10 nm.
The two light-emitting diodes 33 and 35 are held, for example, on a platelet-shaped, electrically insulating support 39 which is located above the support 37 in the conical, upwardly open cavity of a cone body 43 and secured thereto. The cone body 43 is in turn attached to the top of the holder 17 and has a conical outer surface and a conical inner surface. The conical outer surface and the conical inner surface are both upwards, d. H. towards the sample chamber, tilted outwards away from the axis 5, so that they expand towards the sample chamber.
The cone body 43 consists of a metallic material, for example stainless, possibly chromium-plated steel. The conical outer surface of the cone body is polished so that it is light-reflecting and mirroring as well as possible. The conical inner surface may also be polished, reflecting light and reflecting, but this need not necessarily be. Between the sample chamber 9 and the holder 17, a sleeve-shaped reflector 45 is inserted into the housing 3. The reflector 45 abuts against the inner surface of the jacket 7 and has a circular cross-section, namely cylindrical, light-reflecting and reflecting inner surface.
The cone body 43 and the reflector 45 together form a dark field device 47, which is arranged between the sample chamber 9 and at least one of the light-emitting diodes, namely between the sample chamber and the light emitting diodes 31, with the light generated by the light emitting diodes 31 in the sample chamber a Create dark field illumination. This will be explained in more detail later.
The LEDs 31 generate in their operation approximately parallel to the axis 5 upwards against the conical outer surface of the cone body 43 directed light beam. The conical outer surface of the cone body 43 then reflects the incident light obliquely to the axis 5 upwards and outwards to the reflector 45th Its inner surface reflects the light impinging on it upwards obliquely against the axis 5 in the sample chamber. 9 The light beams 31 radiated upward from the light-emitting diodes 31 therefore together in the sample chamber form a dark-field illumination with an approximately cone-shaped light bundle. Its conical tip forms the focal point of the dark field device and lies in the sample chamber approximately at the level of the retaining groove 7b and / or slightly above it.
The serving for the production of yellowish light LED 33 is arranged for example approximately on the axis 5 and radiates in its operation approximately to the axis 5 coaxial light bundle up into the sample chamber. 9 The light-emitting diode 35 is located, for example, slightly next to the axis 5 and in operation emits a bundle of light upwards into the sample chamber 9, which is approximately parallel to the axis 5 or slightly inclined towards it so that it is approximately at height the retaining groove 7b and / or a little above this cuts. Incidentally, the light-emitting diode 35 serving to generate UV light, for example, is approximately higher than the light-emitting diode 33. The two light-emitting diodes 33, 35 are arranged completely within the conical cavity of the cone body 43, but could possibly be wholly or partly above it.
The power supply device 25 of the drawer 15 has at least one removably held by the holder 17 battery 51 and, for example, two electrically connected in parallel batteries 51st These consist, for example, of non-rechargeable lithium batteries with a rated voltage in the range of 9 volts to 12 volts, but could eventually be formed by rechargeable batteries. The power supply device is still provided with at least one plug-in connection 53 and / or connected, for example, the bottom of the holder 17 is fixed so that it is completely within the shell 7. The plug-in connection makes it possible to supply the base unit 1 via a cable with direct current from an external power source, for example from a car battery or a computer or a separate power supply unit.
The power supply device is also provided with and / or connected to an electronic part, which automatically switches the base unit when power from the outside to this power supply from the outside and the batteries off.
The electrical switching means 27 electrically connect the light emitting diodes 31, 33, 35 to the power supply device such that the various types of light emitting diodes can be selectively turned on and then generate different types of light. The switching means comprise at least one switch, namely, for example, two switches 55 and 57, each of which can be manually operated from a space area located below the housing 3. The two switches 55, 57 are, for example, completely and including their manually operable actuators in the enclosed by the jacket 7 of the housing interior, so that the jacket largely protects against unintentional operations and - as well as the connector 53 - against damage.
The switch 55 is formed, for example, as an on / off switch, namely as a key switch with a push button and connects in the on position, the LEDs 31 conductively connected to the power supply device. It should be noted that the key switch is bistable and remains in the setting after an operation until the next operation. However, the key switch could possibly be replaced by a monostable push-button which remains on only during the exertion of a compressive force and returns to the off position upon removal of this force.
The switch 57 is formed, for example, as a changeover switch, namely as a toggle switch with 3 positions and has an off position, a position in which it connects the light-emitting diodes 33 in an electrically conductive manner with the power supply device, and a position in which he connects the LEDs 35 electrically connected to the power supply device.
The base unit 1 still has an optical magnification device 61. This is located on the sample chamber 9 side facing away from the light source 23 and namely in the vertical normal position of the base unit at the upper end. The enlarging device has an opaque, for example, metal, open at both ends sleeve 63 which projects into the upper end portion of the shell 7, rests with a radially outwardly projecting collar 63a on the upper edge of the shell 7 and secured with some screws 65 on the jacket is. The sleeve 63 has on its upwardly located end face a recess 63b with a flat, annular base and a collar of this axially upward projecting collar 63c. In the through, axial hole of the sleeve 63, two lenses 67 and 69 are attached.
The closer to the sample chamber lens 67 is biconvex and quite thick and possibly formed from two originally separate, plano-convex lens parts whose flat surfaces abut each other and are connected by an adhesive. The lens 69 is held by a spacer 71 at a small distance from the lens 67 and is plano-convex with the convex surface facing the lens 67. The optical magnification device 61 forms a magnifying glass and preferably gives a 10-fold magnification. It should be noted that for the investigation of the purity of gemstones often loupes are used with a 10-fold magnification and that a purely appearing in such an investigation gem is called flawless.
The basic unit 1 also has a somewhat simplified in FIG. 1 and separately in FIG. 11 illustrated aperture 75 with adjustable aperture, namely an iris diaphragm. The aperture 75 has a ring 77, a manually adjustable actuator 79 and adjustable with this, pivotally mounted in the ring 77 fins, which are in the drawn state of the aperture within the ring, the largest possible aperture and not visible. The aperture 75 is inserted into the housing 3 when the end of the sample chamber 9 is closer to the light source 23 so that the ring 77 is partially seated in an extension or recess of the interior of the jacket 7. The actuator 79 has a radially to the axis 5 through the opening 7 a of the shell through outstanding from the sample chamber arm.
The ring 77 sits reasonably firmly in said extension or recess of the shell 7, so that it remains in a horizontal position in its position even when manually operating the actuator 79 and tilting the base unit in a position. However, the aperture 75 can be manually rotated about the axis 5 be and / or temporarily removed from the housing 3 through the opening 7a and used again in this. The ring 77 has on in Figs. 1 and 11 upper end face a recess 77a with a flat annular surface and this enclosing and away from this axially upwardly projecting collar.
When the closure element 11 according to FIG. 1 is located below the sample chamber 9 and when the present at the sample chamber 9 opening 7a of the shell 7 is to be closed, the closure element 11 is rotated, if necessary, first into a position in which the slot 11a of the closure element in an axial projection at the arm of the actuator 79 is located. Thereafter, the closure member 11 can be moved to a position in which it closes the opening 7a, wherein the actuator 79 then projects through the slot 7a.
The device still has accessories with at least one accessory element and namely with various accessories elements that are releasably and removably connected to the base unit 1 and, for example, with open sample chamber 9 manually through the opening 7a through removable into the sample chamber. 9 can be used of the base unit 1 or detachably connected by manual insertion and / or plugging with the sleeve 63 of the enlarging device 61.
Some of these accessory elements are shown in FIG. 1 in detachably connected to the base unit 1 state visible.
The accessory comprises a first, lower polarization element 83, which in FIG. 1 in the installed state and in Fig. 14in dismantled state is apparent. The polarizing element 83 consists of a platelet-shaped, circular, translucent polarizing filter, which linearly polarizes the penetrating light. The polarizing element 83 can be introduced through the opening 7a into the sample chamber 9 and inserted at the bottom in this with its lower portion in the recess 77a of the ring 77 of the aperture 75, so that it is reasonably firm, but manually removable and possibly about the axis of the fifth rotatably seated in the recess 77a.
The accessory also includes a second, upper polarizing element 85, which is shown in FIG. 1in the basic unit attached state and in Fig. 13 can be seen in the state separated from the basic device. The polarizing element 85 has an opaque, for example, metallic frame 87. This consists of a continuously open sleeve, which is generally hollow cylindrical, but inside an annular, radially inwardly projecting projection and the outside has a knurling. In the version of a consisting of a circular plate, translucent, resting on the inwardly projecting projection polarizing filter 89 is attached, which linearly polarized the transmitted light or lets through linearly polarized light only in a defined direction.
The second, upper polarizing element 85 can be detachably inserted from above into the enlarging device 61 of the basic device, namely into the recess 63b and onto the collar 63c of the sleeve 63. The polarization element 85 then sits reasonably firmly but rotatably and removably in the recess 63b of the sleeve 63 of the enlarging device 61.
When both polarizing elements 83 and 85 are inserted into the basic apparatus and this is used for the examination of a sample, the first, lower polarization element serves as a polarizer for polarizing the radiated from at least one of the light emitting diodes to a sample light. The second, upper polarization element 85 then serves as an analyzer for the light polarized by the first, lower polarization element 83 and radiated through a sample. In one study, one can manually rotate the upper and / or possibly the lower polarization element so that the polarization directions of the two polarization elements are parallel to each other as desired or intersect each other at right angles or at a different angle.
The accessory comprises at least one sample carrier 91, as shown in FIG. 1 in the assembled state and in FIG. 15in dismantled state is apparent and from a circular, translucent, compact, d. H. hole-free platelets exists. The sample carrier can be inserted through the opening 7a into the sample chamber 9, so that it sits reasonably firmly but removably in the retaining groove 7b of the shell 7. The sample carrier 91 is formed of, for example, clear transparent glass. However, instead of or in addition, a translucent sample carrier 91 of frosted glass may be present which scatters and distributes penetrating light and, in addition to its function as a sample carrier, additionally acts as a diffuser.
The accessory also comprises a sample carrier 93, which is shown separately in FIG. 12 and can be used instead of the sample carrier 91 in the retaining groove 7b. The sample carrier 93 is made of an opaque, for example, metallic material, like the sample carrier 91 is formed by a circular plate, but has in the center a continuous, circular hole 93 a, which is for example cylindrical or conical or partly cylindrical and partly conical and Let light pass through. Incidentally, various sample carriers 93 may possibly be provided whose holes 93a have different sizes and / or shapes.
A sample 95 to be examined, for example a gemstone, can be introduced through the opening 7a into the sample chamber 9 and placed, for example, on the sample carrier 91, as shown in FIG. 1 is shown. Of course, the sample may also be placed on another sample carrier inserted into the base unit or, with the opening 7a open, held in the sample chamber with tweezers or forceps or any holder from the environment of the basic unit through the opening 7a.
The accessory also includes a device shown in FIG. 10 diffuser 95, which has a translucent, circular plate and can be used instead of the lower polarizer 83 in such a way in the recess 77a of the ring 77 of the aperture 77, that it is somewhat stuck, but can be taken out again. The plate of the diffuser 95 is made of frosted glass which scatters and distributes light transmitted therethrough.
When the diffuser 95 is inserted into the lower part of the sample chamber in the diaphragm and / or if an additionally acting as a diffuser sample carrier is inserted into the retaining groove 7b and from the light emitting diodes 31 through the dark field device 47 through in the Sample chamber is blasted diffuses the diffuser 95 and / or additionally acting as a diffuser sample carrier this light. As a result, this light is redistributed and the effect of the dark field device is largely eliminated, so that a sample with fairly diffuse light is illuminated more or less uniformly from below.
The accessory also includes a device shown in FIG. 9 obvious, additional optical magnification device 101. This has a socket 103 which is formed similar to the socket 87 of the second, upper polarizing element 85th The additional magnification device 101 can be inserted in place of the second, upper polarization element 85 releasably in and / or on the magnification device 61 belonging to the basic device. In the socket 103 of the auxiliary magnification device 101, a lens 105 is attached. This results in, for example, a 2-fold increase, so that the additional magnification device 101 together with the magnification device 61 belonging to the basic device results in a total of 20 times magnification.
It should be noted that an additional magnification device with more than one lens and / or a larger magnification could also be provided.
The accessory also has a in Figures 4, 5, 7 and 17 apparent to set up on a support surface stand 121 to hold the base unit detachably. The stand has a foot 123 which, for example, has a plate 125 intended to rest on the support surface and a pillar 127 projecting upwards therefrom. The stand further has a holder 129, which is connected by a pivoting and clamping device 131 pivotally connected to the column and can be clamped in different pivot positions on this. The lower end portion of the shell 7 of the housing 5 of the base unit can be inserted into a bracket of the holder 129 and clamped releasably in this with a clamping device 133.
The base unit 1 can be used optionally in the state attached to the stand 121 or without the stand. The use of the stand is particularly useful for in-patient examinations in a laboratory or other room. In contrast, the base unit can be used without a stand, for example, in a field use, in which the whole required for an investigation facility must be carried. When the base unit is attached to the holder 129 of the stand, the holder can be optionally pivoted and fixed with the basic unit in positions in which the basic unit according to FIGS. 4, 5 and 7 in its vertical normal position or in FIG. 17gezeichneter position in which the base unit 1 and its axis 5 are approximately horizontal.
The basic unit can of course be fixed in the stand with vertical or horizontal axis 5 or in intermediate positions. Incidentally, the base unit with loosened clamping device 133 in the holder 129 is rotatable about the axis 5 and is suitably rotated for use in a horizontal position about the axis 5 in a rotational position in which the opening 7a of the shell 7 - as shown in FIG , 17 - shown on the upper side of the housing 3 is located.
The accessory also includes a in Figs. 5 and 6ssichtlichen, multi-part camera holder 141, which can be detachably connected to the in the vertical normal position of the base unit 1 located at the top end of this. The camera holder has a plug body 143, which has a through hole, in which the upper part of the sleeve 63 of the enlargement device 61 fits, so that the plug body can be put on the sleeve 63, then stands on the collar 63a and more or less firmly but removably sitting on the sleeve. The plug-in body has an extension projecting away from the shaft 5 on one side thereof with a bearing bore in which a bolt 145 is pivotally mounted about an axis parallel to the axis 5 and can be clamped in a different clamping position by a clamping device 147.
At the upper end of the bolt 145, a support arm 149 is attached. A camera 151 can be releasably secured to the support arm with a screw penetrating a slot of the support arm 149. The camera 151 may be, for example, a commercially available camera which has a threaded hole intended to fasten a tripod, in which the aforementioned screw can be screwed. The camera can be fastened to the base unit 1 with the camera holder 141 in such a way that the objective is coaxial with the axis 5 of the base unit and that images or possibly films of the examined sample can be recorded in analogue or digital form through the hole of the plug body ,
The accessory to the base unit 1 still has a wegnehmbar attachable to the base unit spectrometer module 161, which in FIG. 7 in the basic unit attached state and in Fig. 8in separated from the basic unit state is visible. The spectrometer module 161 has a multi-part, sleeve-shaped housing 163. This is cylindrical and at its in Figs. 7und 8 bottom open end as well as dimensioned so that it can be plugged onto the sleeve 63 of the optical magnification device 61, then stands on the collar 63a of the sleeve 63 and full and reasonably firm, but removably sitting on this. Housing 163 includes near its lower end a measuring device 165 comprising a dispersive element for separating light coming from the sample chamber, namely a diffraction grating, and a detector.
The detector comprises an opto-electronic converter for converting an image into electrical signals, for example a CCD element. The housing 163 further includes an electronic device 167 electrically connected to the detector for conditioning and processing the electrical signals generated by the detector during operation. At the top wall of the housing 163, a plug connection 169, which is electrically connected to the electronic device, is fastened. This is for example formed by a USB connector and allows the spectrometer module via a cable with a fixed or portable computer, such as a laptop, or other external device for processing the signals supplied by the Spektometermodul and for the evaluation of the Spectrometer module to connect detected spectra.
The spectrometer module can also be supplied by the said computer or other external device via the mentioned cable and the plug-in connection 169 and / or an additional plug connection with the electrical current required for its operation.
The basic device connected to the camera or the spectrometer module is shown in FIGS. 5bzw. 7 is shown attached to the stand 121 attached state. Of course, the camera or the spectrometer module can also be attached to the base unit if it is not attached to the stand.
The accessory also has a in Fig. 16 cuvette 175 on. This one has a floor as well as four walls and one in general, d. H. apart from any rounding, square plan shape. The cuvette 175 is made of colorless, transparent glass. To insert the cuvette in the base unit 1, this is first approximately in the in Fig. 17 apparent position in which the basic unit and its axis 5 are approximately horizontal and the opening 7 a is at least for the most part on the upper side of the axis 5. The cuvette is dimensioned such that it can be used in this position of the base unit with the cuvette bottom down into the sample chamber 9 and that the cuvette bottom then rests below the axis 5 on the inner surface of the shell 7 of the base unit.
Although the base unit is preferably fastened to the stand 121 for inserting the cuvette, it can of course also be used without a stand approximately in the position shown in FIG. 17 apparent location can be arranged.
For example, introduce a gemstone and an immersion liquid into the cuvette 175 to determine the refractive index of the gemstone by an optical inspection using the basic apparatus 1. However, the base unit may also be used with the cuvette to visually inspect other at least partially liquid samples, such as petroleum or any biological fluids.
The basic device and its accessories provide many advantages. First, the light-emitting diodes 31, 33, 35, with low power consumption optionally produce different types of light. The low power consumption is particularly advantageous for examinations when traveling and in the field and then allows a relatively long-lasting autonomous operation independent of a power supply with the batteries used in the basic unit. The basic unit 1 and most accessory elements are also quite small and light and handy, which is also advantageous for travel and field use. The base unit 1 has a diameter which is preferably at most 80 mm and, for example, approximately 50 mm to 70 mm, and a length which is preferably at most 250 mm and, for example, approximately 120 mm to 200 mm. axial dimension.
The spectometer module preferably has approximately the same diameter as the basic unit and a length, for example, approximately 100 mm to 150 mm. axial dimension. Even if the spectrometer module or the camera holder is connected to a camera on the base unit, the device thus expanded is still light and handy.
The basic device and the accessories allow a variety of different optical examinations of a sample. First, one can optionally perform investigations with open or closed opening 7a. When the opening 7a is open, a sample located in the sample chamber can be illuminated with light from the outside. As described above, alternatively, three different types of light can be generated with the light-emitting diodes, which allows various optical examinations.
The daylight-type light-emitting diodes 31 make it possible, for example, to determine whether a gemstone is flawless when viewed with the magnification device 61 fixedly installed in the base unit, resulting in a 10-fold magnification. In this case, a favorable contrast can be set with the aid of the adjustable aperture 75 which is likewise installed in the base unit , Examination of a gemstone with the monochromatic, yellowish light generated by the light-emitting diode 33 is, for example, well suited for detecting stresses present in the gemstone. When the two polarizing elements 83 and 85 are inserted into the basic unit, various daylight-type or yellowish-light inspections can be performed with polarized light.
The ultraviolet light generated by the light emitting diode 35 makes it possible to examine the fluorescence or phosphorescence of a gemstone or other sample. If a camera 151 or the spectrometer module 161 are attached to the base unit, images or films can also be recorded or Spectra are determined.
The in Fig. Illustrated variant of the device has a base unit which is the same or similar to the base unit described previously with reference to figures and as this is designated 1. The in Fig. 18 illustrated device further comprises a stand 201 for holding the base unit. The stand 201 has a foot 203. This differs from the foot 123 of the previously described stator 121 in that, instead of the plate 125, it has a housing 205 of a spectrometer 211. This has an electric light source 213 arranged in the housing, which has, for example, a discharge lamp, for example a deuterium discharge lamp, and / or light-emitting diodes for producing different types of light and / or a laser. On the upper side of the housing 205 is a sample chamber 215th
A light delivery device 217 connects the light source to the interior of the sample chamber and has, for example, at least one light guide and / or at least one lens and / or at least one reflector. At the upper end of the light delivery device, a sample carrier 219 for carrying a sample 221, for example a gemstone, is arranged. The sample chamber can be closed with a removable cover 223. This includes a light receiver 225, which is connected by a flexible light guide 227 with a measuring device arranged in the housing 205 229, which has a dispersive element for spectral decomposition of the light, namely a diffraction grating, and a detector with a CCD element or the like. The measuring device is connected to an electronics device 231 which is likewise installed in the housing.
This is in turn connected to at least one plug-in connection 233 fastened to the housing, which can be connected to a computer or the like via a cable. The housing 205 may possibly also contain a power supply connected to an additional plug-in connection attached to the housing, so that the spectrometer 211 can be operated with power from a public AC network.
The stand 201 still has a column 237 and a pivotally connected thereto holder 239 for holding the housing of the base unit 1. The pillar 237 and the holder 239 may be formed similarly to the pillar 121.
The spectrometer 211 may be present instead of or in addition to the spectrometer module 161. The spectrometer 211 is larger than the spectrometer module 161, but may possibly detect a larger spectral region and, above all, gives a greater resolution than the spectometer module 161. In addition, if the light source has a laser, Raman spectra of the sample 221 may also be generated and analyzed.