DD280401A1 - METHOD FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF THE MICROSCOPE LIGHTING - Google Patents

METHOD FOR AUTOMATIC ADJUSTMENT OF THE MICROSCOPE LIGHTING Download PDF

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DD280401A1
DD280401A1 DD32635189A DD32635189A DD280401A1 DD 280401 A1 DD280401 A1 DD 280401A1 DD 32635189 A DD32635189 A DD 32635189A DD 32635189 A DD32635189 A DD 32635189A DD 280401 A1 DD280401 A1 DD 280401A1
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DD
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diaphragm
aperture
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illumination
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DD32635189A
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German (de)
Inventor
Guenter Schoeppe
Karl-Heinz Geier
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Zeiss Jena Veb Carl
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers
    • G02B21/086—Condensers for transillumination only

Abstract

Verfahren zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung, sowie eine Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens, welches vorzugsweise fuer Durchlichtmikroskope mit einer Leuchtfeldblende und/oder einer Aperturblende und/oder einem Kondensor, sowie fuer Durchlichtmikroskope mit einer Phasenkontrasteinrichtung Anwendung findet. Die Aufgabe, eine automatische Justierung fuer die Mikroskopbeleuchtung zu schaffen, bei der fuer alle erforderlichen Justierschritte ein mit einer Sensoreinheit gewinnbares Kriterium ausgewertet wird und die Elemente des Beleuchtungssystemes solange beeinflusst werden, bis alle Kriterien des Koehlerschen Beleuchtungsprinzipes erfuellt sind, wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die Auswertekriterien durch den besagten Sensor in Verbindung mit, in einem aus einem Abbildungsstrahlengang abgezweigten Messstrahlengang, wahlweise angeordneten optischen Elemente gewonnen werden, dass eine statische und/oder dynamische Messung der Lage, vorzugsweise des Schwerpunktes des Abbildungsstrahles in bezug auf die optische Achse und dass die im Messstrahlengang befindlichen optischen Elemente in einem in den Abbildungsstrahlengang einfuegbaren Einschub angeordnet sind. Figur 1Method for automatic adjustment of the microscope illumination, and an arrangement for carrying out the method, which is preferably used for transmitted-light microscopes with a field diaphragm and / or an aperture diaphragm and / or a condenser, as well as for transmitted light microscopes with a phase contrast device application. The object to provide an automatic adjustment for the microscope illumination, in which for all necessary adjustment steps a recoverable with a sensor unit criterion is evaluated and the elements of the lighting system are influenced until all the criteria of Koehler illumination principle are met, is achieved in accordance with the invention that the evaluation criteria are obtained by said sensor in conjunction with, in a measuring beam path branched from an imaging beam path, optionally arranged optical elements, that a static and / or dynamic measurement of the position, preferably the center of gravity of the imaging beam with respect to the optical axis and arranged in the measuring beam path optical elements are arranged in an insertable into the imaging beam path slot. FIG. 1

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Die Einstellung der Beleuchtung von Mikroskopen ist ausschlaggebend für die Ausnutzung seiner Leistungsfähigkeit. Mittel zurThe adjustment of the illumination of microscopes is crucial for the utilization of its efficiency. Means to

ordnungsgemäßen Justierung mit der Hand sind an allen besseren Mikroskopen vorhanden. Dib Einstellung erfordert jedochproper adjustment by hand are available on all better microscopes. Dib setting, however, requires

Sachkenntnis, ist zeitaufwendig und muß bei vielen Untersuchungsverfahren nach jedem Präparatwechsel neu durchgeführtExpertise, is time consuming and must be re-performed in many examination procedures after each change of specimen

werden. In der Praxis findet man daher überwiegend schlecht eingestellte, die Leistung ihres Beleuchtungssystems nichtausnutzende Geräte.become. In practice, therefore, you will find mostly bad set, the performance of their lighting system not exploiting devices.

Diese Tatsache hat zu vielfältigen Bemühungen geführt, dem Benutzer einen Teii der Einstellungen zu erleichtern bzw.This fact has led to a variety of efforts to facilitate the user a Teii of settings or

abzunehmen.to decrease.

In einer bekannten Lösung (DE-OS 3122538) ist eine Beleuchtungsoptik-Wählvorrichtung beschrieben, bei der ein imIn a known solution (DE-OS 3122538), an illumination optical selection device is described in which a in Randbereich der Zwischenbildebene angeordneter Lichtdetektor über eine Steuerschaltung und eine Antriebseinrichtung oineThe edge region of the intermediate image plane arranged light detector via a control circuit and a drive device oine Beleuchtungsoptik aus mehreren Beleuchtungsopiiken für das jeweils eingeschaltete Objektiv auswählt. Es sind also mehrereIllumination optics selected from multiple illumination optics for each lens. So there are several Beleuchtungsoptiken erforderlich, deren Eignung für das eingeschaltete Objektiv erst getestet werden muß. MehrereIllumination optics required, the suitability of the lens must first be tested. Several Beleuchtungsoptiken zu verwenden, verteuert das Gerät und vergrößert Masse und Volumen. In der Mikroskopie setzt manUsing lighting optics makes the device more expensive and increases mass and volume. In microscopy one sets

üblicherweise nur eine Beleuchtungsoptik aus Kondensor und Kollektor ein, die nach dem Köhlerschen Beleuchtungsverfahrenan das Objektiv angepaßt werden.Usually only a lighting optic of condenser and collector, which are adapted to the lens according to the Köhler illumination method.

Aus einer weiteren bekannten Lösung (DE-OS 2644341) ist ein Verfahren zur automatischen Verwirklichung des KöhlerschenFrom another known solution (DE-OS 2644341) is a method for the automatic realization of Köhler's Beleuchtungsprinzips bei Mikroskopen mit variabler Vergrößerung und einem Beleuchtungssystem sowie Anordnungen zurLighting principle in variable magnification microscopes and a lighting system and arrangements for Durchführung dieses Verfahrens bekannt, bei dem, ausgehend von einer Messung der Bildhelligkeit, in der Leuchtfeldbianden-Performing this method, in which, starting from a measurement of the image brightness, in the Leuchtfeldbianden-

oder einer dazu konjugierten Ebene in einem Wandler Steuersignale gewonnen werden, und mittels dieser Steuersignale überor a conjugate to plane in a converter control signals are obtained, and by means of these control signals via

Stelleinrichtungen jedoch nur die Öffnung der Leuchtfeldblende und/oder der Aperturblende beziehungsweise dieHowever, adjusting devices only the opening of the field diaphragm and / or the aperture diaphragm or the Verschiebung der Pankratik pines pankratischen Kondensors zwecks Bronnweitenvariation beeinflußt wird.Displacement of Pankratik pines pancratic condenser for the purpose of Bronnweitenvariation is affected. Darüber hinaus ist allen gpiiannten Lösungen gemeinsam, daß nur ein Teil der erforderlichen Einstellungen fü' line optimaleIn addition, all the common solutions have in common that only part of the required settings are optimal for the line Boleuchtungseinstelluny durchgeführt wird.Boleuchtungseinstelluny is performed. Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung sowie der dazu erforderlichen Anordnung, die die genannten Nachteile der bisher bekannten Lösungen nicht aufweist.The object of the invention is to provide a method for automatic adjustment of the microscope illumination and the necessary arrangement, which does not have the disadvantages of the previously known solutions.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liogt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung sowie der dazu erforderlichen Anordnung zu schaffen, bei dem für alle erforderlichen Justierschritte ein mit einer Sensoreinheit gewinnbares Kriterium ausgewertet wird und eine Beeinflussung der Elemente des Beleuchtunyssystemes solange erfolgt, bis eine in einer Auswerteeinheit einstellbare Sollgröße deo Justierzustandos des Beleuchtungssystemes erreicht ist, und damit alle Kriterien des Köhlerschen Beleuchtungsprinzips erfüllt sind. Die Aufgabe löst ein Verfahren zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung bei Mikroskopen mit je einer im Beleuchtungssystem angeordneten verstellbaren Leuchtfeld- und Aperturblende zur Beleuchtungsbegrenzung, einem verstellbaren Kondensoi, einem in einer zur Leuchtfeldblendenebene konjugierten Ebene angeordneten Sensor, einer die Signale des Sensors bewertenden und auf den Justieriustand des Beleuchtungssystems abgestimmte Steuersignale bildende Aus«, /erteeinheit und mindestens einer auf mindestens eines der Elemente, Leuchtfeldblende, Aperturblende, Kondensor wirkende, entsprechend den Steuersignalen reagierende Steuereinheit erfindungsgemäß dadurch, daß mittels einer durch einen Sensor in Verbindung mit in einem aus einem Abbildungsstrahlongang abgezweigten Meßstrahlengang, wahlweise angeordneten optischen Elementen vorzunehmenden statischen und/oder dynamischen Messung der Lage, vorzugsweise dos Schwerpunktes des Abbildurigsstrahles in bezug auf die optische Achso in einer Zwischenbüd- und/oder Pupillenbildebene oder zu diesen konjugierten Ebenen Signale abgeleitet werden und daß diese Signale in einer an sich bekannten, auf die Einhaltung aller Kriterien des Köhler-Beleuchtungsprinzips und einen optimalen Justierzustand mindestens eines der Elemente des Beleuchtungssystems abgestimmten Auswerteeinheit in Steuersignal gewandelt werden und mittels dieser Steuersignale die Position mindestens eines der Elemente des Beleuchtungssyster.is zur optischen Achse durch eine Steuereinheit, bis zur optischen Achso durch sine Steuereinheit, bis zurThe invention is based on the object to provide a method for automatic adjustment of the microscope illumination and the necessary arrangement in which for all necessary adjustment steps a recoverable with a sensor unit criterion is evaluated and influencing the elements of the Beleuchtunyssystemes takes place until one in a Evaluation unit adjustable setpoint deo Justierzustandos the lighting system is reached, and thus all the criteria of Köhler illumination principle are met. The object is achieved by a method for automatic adjustment of the microscope illumination in microscopes, each with a arranged in the illumination system adjustable Leuchtfeld- and aperture for limiting the illumination, an adjustable Kondensoi, arranged in a conjugate to the field diaphragm plane sensor, one of the signals of the sensor and evaluating the Justieriustand According to the invention, the control system is provided with control signals which act according to the control signals and are controlled by at least one of the elements, field diaphragm, aperture diaphragm, condenser, and control unit by means of a measuring beam path branched off from an imaging beam path by a sensor , optionally arranged optical elements static and / or dynamic measurement of the position, preferably the centroid of the Bildbildigsstrahles with respect to the optical axis In a Zwischenbüd- and / or Pupillenbildebene or to these conjugate levels signals are derived and that these signals in a known, adapted to the observance of all criteria of the Köhler illumination principle and an optimal adjustment state of at least one of the elements of the illumination system evaluation unit converted into control signal be and by means of these control signals, the position of at least one of the elements of the Beleuchtssyster.is to the optical axis by a control unit, to the optical Achso by sine control unit, to the

Erreichung einer in der Auswerteeinheit eingestellten Sollgröße des Justierzustandes des Bsleuchtungssystems, verändert wird.Achievement of a set in the evaluation unit target size of the Justierzustandes the Bsleuchtungssystems, is changed.

Zur Durchführung des Verfahrene ist eine Anordnung zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung bei Mikroskopen mit je einer im Beleuchtungsystem angeordneten verstellbaren Leuchtfeld- und Aperturblende zur Beleuchtungsbegrenzung, einem verstellbaren Kondensor, einem in einer zur Leuchtfeldblendenebene konjugierten Ebene angeordneten Sensor bewertenden und auf den Justierzustand des Beleuehtungssystemes abgestimmten Steuersignale bildende Auswerteeinheit und mindestens einer auf mindestens eines der Elemente, Leuchtfeldblende, Aperturblende, Kondensor wirkende, entsprechend den Steuersignalen reagierende Steuereinheit vorgesehen, die erfindungsgemäßTo carry out the method, an arrangement for automatic adjustment of the microscope illumination in microscopes with one arranged in the lighting system adjustable Leuchtfeld- and aperture diaphragm for lighting limitation, an adjustable condenser, one arranged in a conjugate to the field diaphragm plane sensor and evaluating the adjustment of the Beleuehtungssystemes tuned control signals forming evaluating unit and at least one acting on at least one of the elements, field diaphragm, aperture diaphragm, condenser, corresponding to the control signals responsive control unit provided according to the invention

• einen, mittels einem zwischen einem Objektiv (7) und einem Okular (9) angeordneten Strahlenteiler (8), aus einem Abbildungsstrahlengang (A) abgezweigten Meßstrahlengang (M);• one, by means of a between a lens (7) and an eyepiece (9) arranged beam splitter (8), from an imaging beam path (A) branched measuring beam path (M);

• einem vorzugsweise in einer Zwischenbildebene (6) angeordneten Sensor (10);A sensor (10), which is preferably arranged in an intermediate image plane (6);

• zwischen dem Strahlenteiler (8) und dem Sensor (10) angeordnete und wahlweise in den Meßstrahlengang (M) einbringbare optische Elemente (11,12,13,14,15) und• between the beam splitter (8) and the sensor (10) arranged and optionally in the Meßstrahlengang (M) einbringbare optical elements (11,12,13,14,15) and

• mindestens einer mit einer Auswerteeinheit (E) in Verbindung stehenden Steuereinheit (S), die mindestens mit einem der Elemente (3,4,5) des Beleuchtungssystems in Wirkverbindung steht, aufweist.At least one control unit (S) which is in communication with an evaluation unit (E) and which is in operative connection with at least one of the elements (3, 4, 5) of the lighting system.

Die wahlweise in den Meßstrahiengang einbringbaren Bilder der Objektebene und/oder der Pupillenbildebene auf den Sensor abbildenden optischen Elemente sind derart vorgesehen,The optionally be introduced into the Meßstrahiengang images of the object plane and / or the pupil image plane on the sensor imaging optical elements are provided such

• daß zwischen dem Strahlenteiler und dem Sensor eine Bertrandlinse verschiebbar gehaltert derart angeordnet ist, daß durch sie das Bild einer Aperturblende auf den Sensor abgebildet wird,That a Bertrand lens is slidably supported between the beam splitter and the sensor in such a way that it images the image of an aperture diaphragm onto the sensor,

• daß eine dia Apertur nuf vorzugsweise 20% der vollen Apertur begrenzende Blende senkrecht zur optischen Achse des Meßstrahlenganges in einer zur Pupillenbildebene konjugierten Ebene zuwischen dem Strahlenteiler und der Blende eine die Objektivpupille auf die Blende abbildende Linse und zwischen der Blende und dem Sensor in einer zur Ebene des Objektes konjugierten Ebene eine das Bild der Objekiebene auf den Sensor abbildende Linse vorgesehen sind, und daß die Elemente einzeln oder zusammengefaßt in einer Einheit verschiebbar gehaltert sind und• that a dia aperture nuf preferably 20% of the full aperture delimiting aperture perpendicular to the optical axis of the Meßstrahlenganges in a plane conjugate to the pupil image plane wiped the beam splitter and the aperture a lens pupil on the aperture imaging lens and between the diaphragm and the sensor in a for Level of the object conjugate level a the image of the objecvee on the sensor imaging lens are provided, and that the elements are individually or summarized in a unit slidably supported and

• daß unmittelbar vor dom Sensor vorzugsweise mit einem maximalen Abstand von 5mm eine verschiebbar gehalterte, spaltförmige Blende vorgesehen ist.• that a slidably supported, gap-shaped aperture is provided immediately before dom sensor preferably with a maximum distance of 5mm.

Vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsvarianten der Erfindung bestehen darin, daß der Sensor ein positionsempfindlicher Vollflächensensor ist, und darin, daß die Elemente des Meßstrahlenganges in einem Einschub angeordnet sind und der derart gestaltet ist, daß bei Anbringung des Einschubes an das Mikroskop der im Einschub befindliche Strahlenteiler im Abbildungsstrahlengang positioniert ist.Advantageous embodiments of the invention are that the sensor is a position sensitive full-surface sensor, and in that the elements of the Meßstrahlenganges are arranged in a slot and which is designed such that when attaching the drawer to the microscope located in the slot beam splitter in the imaging beam path is positioned.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht auf einfache Weise die automatische Justierung von Beleuchtungssystemen, insbesondere zur Verwirklichung des Köhlerschon Beleuchtungssystems, bei Mikroskopen in vollkommener Unabhängigkeit von einer Bedienungsperson. Fokussieren und Zentrieren der Leuchtfeldblende sowie Zentrieren der Aperturblende und einer Ringblende und außerdem die Einstellung der Größe der Leuchtfeld- und Aperturblende werden automatisch durchgeführt, so daß eine Vielzahl von Fehlerquellen ausgeschaltet wird. Darüber hinaus ergibt sich neben der nicht unwesentlichen Zeitersparnis die absolute Reproduzierbarkeit einer einmal erfolgten Einstellung der Beleuchtung. Damit wird der Anwender in die Lage versetzt, sich ganz auf die Beobachtung des Objektes zu konzentrieren, wobei die optimale Leistung der Mikroskope ausgenutzt wird.The solution according to the invention enables the automatic adjustment of lighting systems, in particular for the realization of the Köhler's lighting system, in a simple manner in the case of microscopes in complete independence of an operator. Focusing and centering of the field stop and centering of the aperture stop and a diaphragm and also the adjustment of the size of the field and aperture diaphragm are performed automatically, so that a large number of error sources is turned off. In addition, in addition to the not insignificant time saving results in the absolute reproducibility of a once made adjustment of the lighting. This enables the user to concentrate fully on the observation of the object, taking advantage of the optimal performance of the microscopes.

AusführungsbeispleleAusführungsbeisplele Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispiclen näher erläutert.The invention is explained below with reference to Ausführungsbeispiclen. In den Figuren ist jeweils schematisch die Anordnung im Zustand für einen Justierschritt zur Einstellung desIn the figures, the arrangement is in each case schematically in the state for an adjusting step for setting the Beleuchtungssystems dargestellt, es zeigenIllumination system shown, show it Fig. 1 - die Anordnung im Zustand zur LeuchtfeldblendenzentrierungFig. 1 - the arrangement in the state for Leuchtfeldblendenzentrierung Fig. 2 - die Anordnung im Zustand zur Zentrierung der AperturblendeFig. 2 - the arrangement in the state for centering the aperture diaphragm Fig. 3 - die Anordnung im Zustand zur Kondensürfokussierung undFig. 3 - the arrangement in the state for Kondensürfokussierung and Fig. 4 - die Anordnung im Zustand zur Einstellung der Leuchtfeldblendengröße.Fig. 4 - the arrangement in the state for setting the field diaphragm size.

In allen Figuren sind die Elemente 1-5 Teile der Beleuchtung. Die Lichtquelle 1 wird in üblicher Weise vom Kollektor 2 in die Aperturblende 4, die eine Iris- oder Ringblende sein kann, die dem Kollektor folgende Leuchtfeldblende 3 vom Kondensor 5 in die Ebene des Objektes β abgebildet.In all figures, the elements are 1-5 parts of the lighting. The light source 1 is in the usual way from the collector 2 in the aperture 4, which may be an iris or annular aperture, the following field of view of the field phosphor 3 from the condenser 5 imaged in the plane of the object β.

Die an sich bekannten Zentrierelemer.te der Leuchtfeldblende 3, der Aperturblendu 4 und des Kondensators 5 sind nicht dargestellt, sie stehen mit mindestens einer Steuereinheit S (Motoren, Zugmagne'.e, Piezosteller oder Nachbildungen von Muskeln) in Wirkverbindung. Durch das Objektiv 7 wird das Objekt 6 in die im Okular 9 liegende Zwischenbildobene 6' abgebildet. Ein kloiner Teil des Abbildungtstrehles wird durch den Strahlteiler 8 seitlich in einen Meßstrahlengang M abgezweigt. Konjugiert zur Zwischenbildebene 6' ist in der im Meßstrahlengang M befindlichen Zwischenbildebene 6" ein Sensor 10 angeordnet (siehe Fig. 1). Hat der Mikroskopiker das Objekt 6 aufgelegt, das erforderliche Objekt 7 ausgewählt und auf das Objekt 6 fokussiert, so können alle Einstellungen der Beleuchtung automatisch abgerufen werden.The known Zentrierelemer.te the field diaphragm 3, the Aperturblendu 4 and the capacitor 5 are not shown, they are at least one control unit S (motors, Zugmagne'.e, piezoelectric actuator or replicas of muscles) in operative connection. Through the objective 7, the object 6 is imaged into the intermediate image upper 6 'lying in the eyepiece 9. A kloiner part of the Bildtstrehles is diverted laterally by the beam splitter 8 in a Meßstrahlengang M. Conjugated to the intermediate image plane 6 ', a sensor 10 is arranged in the intermediate image plane 6 "located in the measurement beam path M. If the microscopist has placed the object 6, selected the required object 7 and focused on the object 6, all the adjustments can be made the lighting can be retrieved automatically.

Wird der Sensor 10 von einer Lichtsti ahlung getroffen, so fließen in den 4 Anschlüssen Ströme. Dabei teilen sich die Ströme an gegenüberliegenden Anschlüssen, unabhängig von der Größe der bestrahlten Fläche und der Intensität, nach der Lage des Schwerpunktes der Strahlung in der jeweiligen Koordinate auf. Diese Eigenschaft des Sensors wird zur Gewinnung der Fehlersignale für alle Justieraramoter ausgenutzt.If the sensor 10 is hit by a light stiction, currents flow in the 4 terminals. In this case, the currents at opposite terminals, regardless of the size of the irradiated area and the intensity, split according to the position of the center of gravity of the radiation in the respective coordinate. This characteristic of the sensor is used to obtain the error signals for all Justieraramoter.

Ist das Bild der Leuchtfeldblende 3 gegenüber dem Sensor 10 dezentriert, so sind die Ströme in jeweils gegenüberliegenden Anschlüssen unterschiedlich. Diese Stromdifferenz wird in bekannter Weise in der Auswerteeinheit E bewertet und die abgeleiteten Steuersignale der Steuereinheit S zugeführt, die dann auf das Element 3 einwirkt, bis die Dezentrierung beseitigt ist. Prinzipiell kann die Beseitigung dor Dazentrierung des Leuchtfeldblendenbildes je nach Erfordernissen auch durch Nachz*ntrieren des Kondensors 5 oder Objektives 7 in der beschriebenen Weise erfolgen.If the image of the field diaphragm 3 is decentered relative to the sensor 10, then the currents are different in respectively opposite terminals. This current difference is evaluated in a known manner in the evaluation unit E and the derived control signals supplied to the control unit S, which then acts on the element 3 until the decentering is eliminated. In principle, the removal of the dazification of the field diaphragm image can also take place, as required, by aftertreatment of the condenser 5 or objective 7 in the manner described.

Um die Zentrierung der Ape turblende einzuleiten, ist lediglich die Einschaltung einer Bertrandlinse 11 erforderlich (Fig. 2), dieTo initiate the centering of the ape turblende, only the involvement of a Bertrand lens 11 is required (Fig. 2), the

die Aperturblende auf den Sensor abbildet. Dabei auftretende Stromdifferenzen werden analog ausgewertet und genutzt. Dieserthe aperture diaphragm is imaged onto the sensor. Occurring current differences are evaluated and used analogously. This

Justiervorgang hat besondere Bedeutung bei der Durchführung des Phasenkontrastverfahren, weil bei diesem Verfahren beiJustiervorgang has special importance in the implementation of the phase contrast method, because in this method at

jedem Objektiv- und Objektwechsel eine Nachzentrierung einer Ringblende zum Phasenring erforderlich ist.each lens and object change a Nachzentrierung a ring diaphragm to the phase ring is required.

Zur Kontrolle der Fokussierung der Leuchtfeldblende 3 ins Objekt 6 ist eine Zwischenabbildung der Pupille vor dem Sensor mitTo control the focus of the field diaphragm 3 in the object 6 is an intermediate image of the pupil in front of the sensor with

der Linse 12 und die Abbildung dor Objektebene auf dem Sensor 10 mit der Linse 13 erforderlich (Fig. 3). Führt man in derthe lens 12 and the image of the object plane on the sensor 10 with the lens 13 is required (FIG. 3). If you lead in the

Ebene 7" des Zwischenbildes der Pupille eine Blende 14 ein, die etwa 20% der Objektivapertur freigibt, und bewegt dieseLevel 7 "of the intermediate image of the pupil, a diaphragm 14, which releases about 20% of the objective aperture, and moves them Blende 14 alternierend zur optischen Achse, so wandert der Schwerpunkt der Strahlung auf dem Sensor 10, wenn dieAperture 14 alternating with the optical axis, the focus of the radiation travels on the sensor 10 when the Leuchtfeldblende 3 dort unscharf abgebildet ist. Aus der Richtung der Verschiebung, d. h. der Änderung der Ströme relativ zurField diaphragm 3 is shown there out of focus. From the direction of the shift, d. H. the change of the currents relative to Bewegung der Blende 14, kann die Richtung der Defokussierung durch Phasenvergleich der die Blende 14 antreibenden mit denMovement of the aperture 14, the direction of the defocusing by phase comparison of the aperture 14 driving with the

vom Sensor 10 abgegebenen Signalen erkannt und die Fokussierung über die Steuereinheit S bis zum Verschwinden desrecognized by the sensor 10 signals and the focus on the control unit S until the disappearance of the

Wechselsignales vom Sensor 10 durchgeführt werden.Alternating signals from the sensor 10 are performed. Soll eine bestimmte Blendengröße, z. B. der Leuchtfeldblende 3, eingestellt werden, so wird entsprechend Fig.4 unmittelbar vorIf a certain aperture size, z. B. the field diaphragm 3, are set, then, according to Fig.4 immediately before

dem Sensor eine spaltförmige Blende 15 eingeführt.the sensor, a slit-shaped aperture 15 introduced.

Mit dem öffnen der Leuchtfeldblende 3 verschiebt sich dabei der Schwerpunkt der bestrahlten Fläche aus dem Sensor um denWith the opening of the field diaphragm 3 shifts while the focus of the irradiated area from the sensor to the

halben Radius des Blendenbildes. Durch Bildung des Quotienten aus der Differenz und der Summe der Ströme der inhalf the radius of the aperture image. By forming the quotient of the difference and the sum of the currents of

Spaltrichtung liegenden Anschlüsse des Sensors 10 kann unabhängig von der eingestrahlten Intensität ein Signal gewonnenCleavage lying terminals of the sensor 10, regardless of the irradiated intensity obtained a signal

werden, daß eindeutig die Größe des auf den Sensor 10 abgebildeten Blendenbilcies charakterisiert. Dieses kann dann durch inbekannterWeise durchgeführten Soll-Ist-Wertvergleich in der Auswerteeinheit E und mittels der Steuereinheit S auf dieare clearly characterized the size of the imaged on the sensor 10 Blendenbilcies. This can then be carried out by way of well-known desired-actual value comparison in the evaluation unit E and by means of the control unit S on the

programmierte Größe eingestellt werden. Diese Funktion läßt sich auch in den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausgestaltungen derprogrammed size. This function can also be in the embodiments shown in FIGS. 2 and 3

Anordnung durchführen.Perform arrangement. Bei Einstellung der Leuchtfeldblende 3 wird ohne Bertrandlinse 11, bei Einstellung der Aperturblende 4 mit eingeschalteterWhen setting the field diaphragm 3 is without Bertrand lens 11, with adjustment of the aperture 4 with turned on Brandlinse 11 gearbeitet.Brand lens 11 worked. Wie bei der visuellen Einstellung der Beleuchtung wird eine entsprechende Reihenfolge der Justierschritte durchgeführt. Fs istAs with the visual adjustment of the illumination, a corresponding sequence of the adjustment steps is carried out. Fs is

daher für die Durchführung der Gesamtjustierung eine Ablaufsteuerung vorgesehen, in der zu Beginn eine Grundjustierung undanschließend ein Kontrollgang mit Feinjustierung durchgeführt wird.Therefore, a sequence control is provided for carrying out the overall adjustment, in which a basic adjustment and then a fine adjustment inspection sequence are initially performed.

Ablaufsteuerung:Flow control:

1. Schließen der Leuchtfeldblende,1. closing the field diaphragm,

2. Zentrierung der Leuchtfeldblende (Abb. 1) grob,2. Centering the field diaphragm (Fig. 1) roughly,

3. Zentrierung der Aperturblende (Abb. 2) fertig,3. Centering of the aperture diaphragm (Fig. 2) finished,

4. Einstellen der Größe der Aperturblende (= Abb.4) fertig,4. Adjust the size of the aperture stop (= Fig. 4),

5. Fokussieren des Kondensors fertig (Abb. 3),5. Focus the condenser (fig. 3),

6. Zentrieren der Leuchtfeldblende fertig (Abb.1),6. Centering the field diaphragm finished (Fig.1),

7. Einteilen der Größe der Leuchtfeldblende fertig (Abb.4).7. Finishing the size of the field diaphragm is finished (Fig.4).

Bei der Einstellung des Phasenkontrastverfahren ändern sich die Programmschritte 3 und 4 wie folgt:When setting the phase contrast method, program steps 3 and 4 change as follows:

3. Auswahl der zum Objektiv gehörenden Ringblende (= Abb. 4),3. Selection of the ring diaphragm belonging to the lens (= Fig. 4),

4. Zentrieren der Ringblende zum Phasenring (= Abb. 2).4. Center the ring diaphragm to the phase ring (= Fig. 2).

Ist einmal eine Einstellung des Objektives 6 von Hand erforderlich oder gewünscht, können die Piuorammschritte wahlweise über die Auswerteeinhoit E einzeln abgerufen werden.Once a position of the lens 6 manually required or desired, the Piuo r ammschritte can optionally be accessed individually using the Auswerteeinhoit E.

Eine vorteilhafte, nicht dargestellte, erfindungsgemäße Ausführungsvariante besteht darin, daß die Elemente (8,10,11, '2,13, 14,15) des Meßstrahlenganges (M) in einem Einschub angeordnet sind und der derart gestaltet ist, daß bei Anbringung des Einschubes an das Mikroskop der im Einschub befindliche Strahlenteiler (8) im Abbildungsstrahlengang (A) positioniert ist.An advantageous embodiment of the invention, not shown, is that the elements (8,10,11, '2,13, 14,15) of the Meßstrahlenganges (M) are arranged in a slot and which is designed such that when mounting the Insertion of the microscope in the slot located beam splitter (8) in the imaging beam path (A) is positioned.

Claims (7)

1. Verfahren zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung bei Mikroskopen mit je einer im Beleuchtungssystem angeordneten verstellbaren Leuchtfeld- und Aperturblende zur Beleuchtungsbegrenzung, einem verstellbaren Kondensor, einem in einer zur Leuchtfeldblendenebene konjugierten Ebene a.igec.dneten Sensor, einer die Signale des Sensors bewertenden und auf den Justierzustand des B9leuchtungssystems abgestimmte Steuersignale bildenden Auswerteeinheit und mindestens einer auf mindestens eines der Elemente, Leuchtfeldblende, Aperturblende, Kondensor wirkende, entsprechend den Steuersignalen reagierende Steuereinheit, gekennzeichnet dadurch, daß mittels einer durch einen Sensor (10) in Verbindung mit in einem aus einem Abbildungsstrahlengang (A) abgezweigten Meßstrahlengang (M;, wahlweise angeordneten optischen Elementen (11,12,13, 14,15) vorzunehmenden statischen und/oder dynamischen Messung der Lage, vorzugsweise des Schwerpunktes des Abbildungsstrahles in bezug auf die optische Achse (0) in einer Zwischenbild- und/oder Pupillenbildebene oder zu diesen konjugierten Ebenen (6', 6", T1 7") Signale abgeleitet werden und daß diese Signale in einer an dich bekannten, auf die Einhaltung aller Kriterien des Köhler-Beleuchtungsprinzips und einen optimalen Justierzustand mindestens eines der Elemente (3,4, 5) des Beleuchtungssystems abgestimmten Auswerteeinheit (E) in Steuersignale gewandelt werden und mittels dieser Steuersignale die Position mindestens eines der Elemente (3, 4,5) des Beleuchtungssystems zur optischen Achse (0) durch eine Steuereinheit (S), bis zur Erreichung einer in dar Auswerteeinheit (E) eingestellten Sollgröße des Justierzustandes des Beleuchtungssystems, verändert wird.1. A method for automatic adjustment of the microscope illumination in microscopes, each with a arranged in the illumination system adjustable Leuchtfeld- and aperture stop for illumination limitation, an adjustable condenser, a conjugate to the field diaphragm plane a.igec.dneten sensor, one of the signals of the sensor evaluating and on the adjustment of the B9leuchtungssystems tuned control signals forming evaluation unit and at least one acting on at least one of the elements, field diaphragm, aperture diaphragm, condenser, corresponding to the control signals responsive control unit, characterized in that by means of a sensor (10) in conjunction with in one of an imaging beam path (A) branched measuring beam path (M ;, optionally arranged optical elements (11,12,13, 14,15) to be made static and / or dynamic measurement of the position, preferably the center of gravity of the imaging beam with respect to the optical e axis (0) in an intermediate image and / or Pilbenbildebene or to these conjugate levels (6 ', 6 ", T 1 7") signals are derived and that these signals in a known to you, on the observance of all criteria of Köhler Lighting principle and an optimal adjustment state of at least one of the elements (3,4, 5) of the illumination system tuned evaluation unit (E) are converted into control signals and by means of these control signals the position of at least one of the elements (3, 4.5) of the illumination system to the optical axis (0) is changed by a control unit (S) until reaching a set in the evaluation unit (E) setpoint of the Justierzustandes the lighting system. 2. Anordnung zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung bei Mikroskopen mit je einer im Beleuchtungssystem angeordneten verstellbaren Leuchtfelo- und Aperturblende zur Beleuchtungsbegrenzung, einem verstellbaren Kondensor, einem in einer zur Leuchtfeldblendenebene konjugierten Ebene angeordneten Sensor, einer die Signale des Sensors bewertender- und auf den Justierzustand des Beleuchtungssystems abgestimmten Steuersignale bildende Auswerteeinheit und mindestens einer auf mindestens eines der Elemente, LeuchtfeMblende, Aperturblende, Kondensor wirkende, entsprechend den Steuersignalen reagierende Steuereinheit, gekennzeichnet durch2. Arrangement for the automatic adjustment of the microscope illumination in microscopes, each with an arranged in the illumination system adjustable Leuchtfelo- and aperture stop for illumination limitation, an adjustable condenser, arranged in a conjugate to the field diaphragm plane sensor, one of the signals of the sensor evaluating and on the Justierzustand Lighting system coordinated control signals forming evaluation and at least one acting on at least one of the elements, LeuchtfeMblende, aperture diaphragm, condenser, in accordance with the control signals responsive control unit, characterized by • einen, mittels einem zwischen einrm Objektiv (7) und einem Okular (9) angeordneten Strahlenteiler (8), aus einem Abbildungsstrahlengang (A) abgezweigten Meßstrahlengang (M);A measuring beam path (M) branched off from an imaging beam path (A) by means of a beam splitter (8) arranged between an objective lens (7) and an eyepiece (9); • einem vorzugsweise in einer Zwischenbildebene (6) angeordneten Sensor (10);A sensor (10), which is preferably arranged in an intermediate image plane (6); • zwischen dem Strahlenteiler (8) und dem Sensor (10) angeordnete und wahlweise in den Meßstrahlengang (M) einbringbare optische Elemente (11,12,13,14,15) und• between the beam splitter (8) and the sensor (10) arranged and optionally in the Meßstrahlengang (M) einbringbare optical elements (11,12,13,14,15) and • mindestens einer mit einer Auswerteeinheit (E) in Verbindung stehenden Steuereinheit (S), die mindestens mit einem der Elemonte (3,4, 5) dos Beleuchtungssystemes in Wirkverbindung steht.• at least one control unit (S) which is in communication with an evaluation unit (E) and which is in operative connection with at least one of the ele- ments (3, 4, 5) of the lighting system. 3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Sensor (10) ein positionsempfindlicher Vollflächensensor ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the sensor (10) is a position-sensitive full-surface sensor. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Strahlenteiler (S) und dem Sensor (10) eine 3ertrandlinse (11) verschiebbar gehaltert derart angeordnet ist, daß durch sie das Bild einer Aperturblende (4) auf den Sensor (10) abgebildet wird.4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that between the beam splitter (S) and the sensor (10) a 3ertrandlinse (11) slidably supported is arranged such that through them the image of an aperture diaphragm (4) on the sensor ( 10) is displayed. 5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß eine die Apertur auf vorzugsweise 20% der vollen Apertur begrenzonde Blende (14) senkrecht zur optischen Achse des Meßstrahlenganges (M) in einer zur Pupillenbildebene (7') konjugierten Ebene (7") zwischen dem Strahlenteiler (8) und der Blende (14) eine die Objektivpupille auf die Blende (14) abbildende Linse (12) und zwischen der Blende (14) und dem Sensor (10) in einer zur Ebene des Objektes (6) konjugierten Ebene eine das Bild der Objektebene auf den Sensor (10) abbildende Jnse (13) vorgesehen s;. d, und daß die Elemente (12,13,14) einzeln oder zusammengefaßt in einer Einheit verschiebbar gehaltert sind.5. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the Aperture on preferably 20% of the full aperture delimiting aperture (14) perpendicular to the optical axis of the Meßstrahlenganges (M) in a plane of the pupil (7 ') conjugate plane (7 "). ) between the beam splitter (8) and the diaphragm (14) a lens (12) projecting the objective pupil onto the diaphragm (14) and between the diaphragm (14) and the sensor (10) in a plane which is conjugate to the plane of the object (6) Level an image of the object plane on the sensor (10) depicting Jnse (13) provided s; d, and that the elements (12,13,14) individually or summarized in a unit are slidably supported. 6. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß unmittelbar vor dem Sensor (10), vorzugsweise mit einem maximalen Abstand von 5mm, eine verschiebbar gehalterte, spaltförmige Blende (15) vorgesehen ist.6. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that immediately before the sensor (10), preferably with a maximum distance of 5mm, a slidably supported, slit-shaped aperture (15) is provided. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Elemente (8,10, 11,12,13,14,15) des Meßstrahlenganges (M) in einem Einschub angeordnet sind und der derart gestaltet ist, daß bei Anbringung des Einschubes an das Mikroskop der im Einschub befindliche Strahlenteiler (8) im Abbildungsstrahlengang (A) positioniert ist.7. Arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that the elements (8,10, 11,12,13,14,15) of the measuring beam path (M) are arranged in a slot and which is designed such that at Attachment of the insert to the microscope, the beam splitter (8) located in the insert is positioned in the imaging beam path (A). Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen Justierung der Mikroskopbeleuchtung ist vorzugsweise für Durchlichtmikroskops mit einer Leuchtfeldblende und/oder einer Aperturblende und/oder einem Kondensor sowie für Durchlichtmikroskope mit einer Phasenkontrasteinrichtung anwendbar.The inventive method for automatic adjustment of the microscope illumination is preferably applicable to transmitted light microscopes with a field diaphragm and / or an aperture diaphragm and / or a condenser and for transmitted light microscopes with a phase contrast device.
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