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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Tubus für ein Mikroskop. Im besonderen
betrifft die Erfindung einen Tubus für ein Mikroskop mit einem Objektiv,
das einen Objektivstrahlengang definiert, der Tubus definiert einen
Tubusstrahlengang, ein am Tubus vorgesehenes Binokular definiert
einen Okularstrahlengang, im Tubusstrahlengang ist ein Umlenkelement
vorgesehen, wobei ein Umlenkspiegel von der Position eines Benutzers
aus gesehen hinter dem Objektivstrahlengang vorgesehen ist.
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Die
europäische
Patentanmeldung EP-0 844 505 offenbart einen in der Winkelstellung
veränderbaren
Tubus. Der Tubus besteht aus einem Einblick und einem Spiegel, der
derart angeordnet ist, dass er um den halben Winkel dreht, wenn
der Okulareinblick um einen bestimmten Winkel geschwenkt wird. Der optische
Aufbau des Tubus an sich ist kompliziert, erfordert ein erhebliche
Justage und ist nicht kostengünstig.
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE
103 00 455.6 offenbart einen Tubus zur Adaption an ein
Mikroskop. Es ist eine Adaptionsschnittstelle, eine drehbar angeordnete
Bedienerschnittstelle, eine Strahlumlenkeinrichtung und eine drehbar
angeordnete Strahlumlenkeinheit vorgesehen. Mit der Strahlumlenkeinrichtung
wird ein von der Adaptionsschnittstelle kommender Lichtstahl in
Richtung der drehbar angeordneten Strahlumlenkeinheit umgelenkt.
Dabei ist eine Drehung der Bedienerschnittstelle mit einer Drehung
der drehbar angeordneten Strahlumlenkeinheit zwangsgekoppelt. Die
Strahlumlenkeinrichtung besitzt ferner eine strahlteilende Baugruppe.
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE
103 00 456.4 offenbart einen Tubus zur Adaption an ein
Mikroskop, mit einem Tubusgehäuse,
einer Adaptionsschnittstelle, einer Strahlumlenkeinheit, weiteren Strahlführungsmitteln
und einer Bedienerschnittstelle. Mit der Strahlumlenkeinheit ist
ein von der Adaptionsschnittstelle kommender Lichtstahl derart umlenkbar,
dass seine optische Achse zumindest bereichsweise im Wesentlichen
in einer vorgegebenen Ebene verläuft
und von den weiteren Strahlführungsmitteln
zu der Bedienerschnittstelle führbar
ist. Eine Relativbewegung des Tubusgehäuses samt den weiteren Strahlführungsmitteln
und der Bedienerschnittstelle zum Mikroskop ist in einer Richtung
parallel zu der vorgegebenen Ebene vorgesehen. Diese System ist
mechanisch kompliziert und teuer.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift
DE 35 08 306 A1 offenbart einen Mikroskopkubus.
Der Tubus erlaubt das Ansetzen von Zusatzgeräten. Es ist ein erster konkaver
Umlenkspiegel und ein zweiter Umlenkspiegel vorgesehen, der das
Licht aus den Beobachtungsstrahlengang in die Okulare einkoppelt. Der
zweite ist näher
zu den Okularen hin angeordnet. In anderen Worten, der zweite Umlenkspiegel
ist nach der optischen Achse des Beobachtungsstrahlenganges angeordnet.
Die Umlenkung des Strahlengangs ist relativ kompliziert und nicht
einfach zu justieren.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tubus
zu mit dem der Einblickwinkel verändert werden kann oder der
einen fixen ergonomischen Einblickwinkel besitzt. Ferner ist darauf
zu achten, dass der das Binokular am Tubus derart angeordnet ist,
dass eine ergonomische Bedienung der Betätigungselemente des Mikroskops möglich ist.
Hinzu kommt, dass die Anzahl der Reflexionen im Tubus zwei nicht überschreiten
soll.
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Das
erfindungsgemäße Mikroskop
der eingangs genannten Art löst
die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs
1.
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Es
ist besonders kostengünstig,
justagefreundlich und ergonomisch, wenn im Tubusstrahlengang ein
einzelnes Tubuslinsensystem angeordnet ist und dass bei einer Änderung
einer Neigung des Okularstrahlengangs gegenüber der Horizontalen um den
Wert α der
Umlenkspiegel in seiner Anordnung um einen Winkel α/2 anders
positioniert ist.
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Vor
dem Umlenkelement ist das einzige Tubuslinsensystem im Bereich eines
Anschlusselements zum Mikroskop angeordnet ist. Das Binokular besitzt
zwei Okulare, wobei in jedem der Okulare ein Zwischenbild entsteht.
Der Abstand von einem Linsenscheitel des einzigen Tubuslinsensystems
bis zum Zwischenbild nicht größer ist
als das 1,25-fache der Brennweite des Tubuslinsensystems.
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Besonders
vorteilhaft haben sich zwei Ausführungsformen
erwiesen. Die erste Ausführungsform
hat ein schwenkbar ausgestaltetes Binokular. Dabei ist die Schwenkbewegung
des Binokulars mit der Schwenkbewegung des Umlenkspiegels zwangsgekoppelt.
Die Zwangskopplung zwischen dem Umlenkspiegel und dem Binokular
ist derart ausgebildet, dass bei einer Schwenkung des Binokulars
um den Wert α der
Umlenkspiegel um einen Winkelwert α/2 schwenkt.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
ist der Umlenkspiegel und das Binokular fest und unveränderbar
angeordnet. Der Winkels α des
Binokulars zwischen der Horizontalen und dem Okularstrahlengang ist
vorzugsweise zwischen 7,5° und
20,0° fest
einstellbar. Diese Einstellung erfolgt werksseitig und ist nicht
mehr durch den Benutzer veränderbar.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
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In
Verbindung mit der Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. Die
Zeichnung zeigt in:
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1 eine
Seitenansicht eines Mikroskops auf das der erfindungsgemäße Tubus
aufgesetzt werden kann;
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2 eine
schematische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Tubus,
wobei hier das Ausführungsbeispiel
eines drehbaren Umlenkspiegels dargestellt ist;
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3 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Tubus
für eine
fixe Ausführung;
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4 einen
Querschnitt durch den Tubus mit einem montierten Binokular für eine fixe
Ausführung;
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5 eine
Darstellung des Halteelements; und
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6 eine
Draufsicht auf das Halteelement.
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In
den 1 bis 6 sind gleiche oder ähnliche
Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines Mikroskops 1 auf das der erfindungsgemäße Tubus 30 (hier nicht
dargestellt) aufgesetzt werden kann. Das Mikroskop 1 umfasst
ein Mikroskopstativ 2. Das Mikroskop 1 steht auf
einer Unterlage 10. Ferner ist am Mikroskopstativ 2 ein
Revolver 3 vorgesehen, der mindestens ein Objektiv 4 trägt. Das
Objektiv 4 kann durch den Revolver 3 in eine Arbeitsposition
geschwenkt werden. Das Objektiv 4 besitzt bzw. definiert
eine optische Achse 5, die in der Arbeitsposition des Objektivs 4 auf
einem Mikroskoptisch 6 senkrecht steht. Auf dem Mikroskoptisch 6 ein
zu untersuchendes Objekt 7 abgelegt ist. Auf der Oberseite
des Stativs ist ein Anschlusselement 8 für den Tubus 30 vorgesehen.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Tubus 30,
wobei hier das Ausführungsbeispiel
eines drehbaren Umlenkspiegels dargestellt ist Der Tubus 30 wird auch
als Ergonomietubus bezeichnet, da er sich auf die verschiedenen
ergonomischen Anforderungen der verschiedenen Benutzer einstellen
oder entsprechend vorgefertigt werden kann. Der Tubus 30 ist durch
das Anschlusselement 8 auf die verschiedenen aufrechten
Stative von Leica aufsetzbar. Das Licht tritt vom Objektiv 4 mit
Bildweite unendlich kommend durch das Anschlusselement 8 in
den Tubus 30 ein. Das Licht breitet sich in der optische
Achse 5 bzw. im Objektivstrahlengang aus . Im Bereich des Anschlusselement 8 sitzt
ein einteiliges, einziges und kompaktes Tubuslinsensystem 11,
die in ihrem Brennpunkt ein Zwischenbild 12 in das Okularzwischenbild
der beiden Okulare 13 abbildet. Das Tubuslinsensystem 11 definiert
einen Tubusstrahlengang 16.
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Hinter
dem einzigen Tubuslinsensystem 11 sitzt in Abstand a2 ein optisches Umlenkelement 15 das
den Strahl des Tubusstrahlengangs 16 nach hinten vom einem
Beobachter 17 weg umlenkt. Der Strahl fällt so auf einen Umlenkspiegel 18,
der in dieser Ausführungsform
zusammen mit dem Okular 13 schwenkbar ausgestaltet ist.
Die Schwenkbewegung des Umlenkspiegels 18 und des Okular 13 ist zwangsgekoppelt.
Ferner ist der Umlenkspiegel 18 derart angeordnet, dass
in keiner Stellung des Umlenkspiegels 18 der Winkel zwischen
einfallendem Strahl 16a und dem ausfallenden Strahl 16b größer als
90° wird.
Der Abstand a3 zwischen dem optischen Umlenkelement 15 und
dem Umlenkspiegel 18 ist so gewählt, dass noch ein Mindesteinblickwinkel α von 7,5° von der
Horizontalen N aus gemessen realisiert werden kann, ohne das am
optischen Umlenkelement 16 eine Abschattung des ausfallenden
Strahls 16b erfolgt. Das Umlenkelement 16 ist
vorzugsweise als Prisma ausgebildet.
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Der
in diesen Ausführungsbeispiel
dargestellte schwenkbare Umlenkspiegel 18 sitzt mit seiner
Spiegelflächen
in der Mitte einer Schwenkachse D um die das gesamte Binokular 20 mit
den zwei Okularen 13 geschwenkt wird.
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Aufgrund
der Zwangskopplung wird der schwenkbare Umlenkspiegel 18 wird
mit halber Winkelgeschwindigkeit des Binokulars 20 gleichzeitig
geschwenkt.
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Die
Verstellung des Augenabstands der beiden Okulare 13 erfolgt
nach dem „Siedentopfprinzip".
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Der
Abstand vom letzten Linsenscheitel des kompakten Tubuslinsensystmes 11 bis
zum Zwischenbild 12 muss aus optischen Gründen (zur
Vermeidung von Vignettierungen) so kurz wie möglich gehalten werden. Der
Abstand sollte nicht größer sein
als das 1,25-fache der Brennweite des Tubuslinsensystems 11.
Im Tubusstrahlengang 16 ist das einzige Tubuslinsensystem 11 angeordnet.
Unabhängig von
der Schwenkbarkeit des Binokulars 20 ist die Beziehung
der Anordnung des Umlenkspiegels 18 und des Binokulars 20 derart,
dass bei einer Änderung
einer Neigung des Okularstrahlengangs 21 gegenüber der
Horizontalen N um den Wert α der
Umlenkspiegel in seiner Anordnung um einen Winkel α/2 anders
positioniert ist.
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3 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Tubus 30.
In dieser Ausführungsform
sind der Umlenkspiegel 18 und das Binokular 20 fest
und unveränderbar
angeordnet. Der Winkels α des
Binokulars 20 zwischen der Horizontalen H (siehe 3)
und dem Okularstrahlengang 21 kann werksseitig je nach
Kundenwunsch vorzugsweise zwischen 7,5° und 20,0° fest eingestellt werden. Es
ist ein Haltelement 22 vorgesehen ist, an dem das Umlenkmittel 15 und
der Umlenkspiegel 18 montiert sind. Das Haltelement 22 ist von
einem Gehäuse
umgeben, das aus einem unteren Gehäuseteil 23 und einem
oberen Gehäuseteil 24 besteht.
Das obere Gehäuseteil 24 weist
einen Durchbruch 25 auf in den ein Montageteil 26 für das Binokular 20 einsetzbar
ist. Am Halteelement 22 ist eine Adapterplatte 27 befestigt,
an der wiederum das Binokular 20 befestigt ist. An der
Unterseite des Halteelements 22 ist ein Schwalbenschwanz 28 vorgesehen,
der mit dem Anschlusselement 8 am Mikroskop 1 zusammenwirkt.
Durch das Zusammenspiel aus Schwalbenschwanz 28 und Anschlusselement 8 wird
der Tubus 30 auf dem Mikroskop 1 befestigt. Das
unteren Gehäuseteil 23 hat
eine Öffnung 29 ausgebildet,
durch die der Schwalbenschwanz 28 hindurchgreift.
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4 offenbart
einen Querschnitt durch den Tubus 30 mit einem montierten
Binokular 20. Das untere Gehäuseteil 23, das obere
Gehäuseteil 24 und das
Montageteil 26 umschließen das Haltelement 22, an
dem der Umlenkspiegel 18 und das Umlenkelement 15 befestigt
sind. Der Umlenkspiegel 18 ist auf eine Montagefläche 32 des
Haltelements 22 angebracht. Das Umlenkelement 15 ist
an mindestens zwei Montageflächen 34 und 36 des
Haltelements 22 montiert. Das Umlenkelement 15 ist
in das Haltelement 22 geklebt. Bei dem Ausführungsbeispiel
eines Tubus 30 mit einem nicht in seiner Winkellage veränderlichen
Binokular 20 ist der Umlenkspiegel 18 an die Montagefläche 32 geklebt.
Das einzige Tubuslinsensystem 11 ist ebenfalls im Halteelement 22 unterhalb
des Umlenkelements 15 befestigt. Hinter dem einzigen Tubuslinsensystem 11 sitzt
im Abstand a2 zu einer obersten Linse 38 das
optische Umlenkelement 15. Die oberste Linse 38 definiert
einen Linsenscheitel 39, der in 4 als eine
gestrichelte Linie dargestellt ist.
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5 ist
eine Darstellung des Halteelements 22. Im Halteelement 22 ist
das Tubuslinsensystem 11 befestigt. Das Tubuslinsensystem 11 definiert
den Tubusstrahlengang 16. Das Halteelement 22 hat
die Montageflächen 34 und 36 ausgebildet
an denen das Umlenkelement 15 anliegt. Für die Anlage
des Umlenkspiegels 18 ist am Halteelement 22 die
Montagefläche 32 ausgebildet.
Die Lage der Montagefläche 32 ist
in 5 durch die durchgezogene Linie 42 dargestellt.
Die Position des Mikroskops 1 bezüglich des Tubus 30 ist
durch die gepunktete Linie 44 wiedergegeben. Das Halteelement 22 ist
z.B. aus einem Metall gegossen und die Montageflächen 32, 34 und 36 sind in
einem extra Arbeitsgang behandelt, um eine genaue Montage der einzelnen
Elemente zu erzielen.
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6 zeigt
eine Draufsicht auf das Halteelement 22. Das Halteelement 22 besitzt
mehrere Bohrungen 46, die zur Befestigung des unteren Gehäuseteils
dienen. In eine Freissparung 48 des Halteelements 22 wird
das Tubuslinsensystem 11 eingesetzt. Um Freissparung 48 ist
die Montagefläche 36 ausgebildet.
Ebenso ist am Halteelement 22 die Montagefläche 34 für das ausgebildet
Umlenkelement 15 ausgebildet. An der Montagefläche 32 wird
der Umlenkspiegel 18 montiert.
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Abschließend sei
ganz besonders darauf hingewiesen, dass die voranstehend erörterten
Ausführungsbeispiele
lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dienen, diese
jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele
einschränken.
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- 1
- Mikroskop
- 2
- Mikroskopstativ
- 3
- Revolver
- 4
- Objektiv
- 5
- optische
Achse
- 6
- Mikroskoptisch
- 7
- Objekt
- 8
- Anschlusselement
- 10
- Unterlage
- 11
- Tubuslinsensystem
- 12
- Zwischenbild
- 13
- Okulare
- 15
- Umlenkelement
- 16
- Tubusstrahlengang
- 17
- Beobachter
- 18
- Umlenkspiegel
- 20
- Binokular
- 21
- Okularstrahlengang
- 22
- Haltelement
- 23
- unteres
Gehäuseteil
- 24
- oberes
Gehäuseteil
- 25
- Durchbruch
- 26
- Montageteil
- 27
- Adapterplatte
- 28
- Schwalbenschwanz
- 29
- Öffnung
- 30
- Tubus
- 32
- Montagefläche
- 34
- Montagefläche
- 36
- Montagefläche
- 38
- oberste
Linse
- 39
- Linsenscheitel
- 42
- durchgezogene
Linie
- 44
- gepunktete
Linie
- 46
- Bohrungen
- 48
- Freissparung
- D
- Schwenkachse
- H
- Horizontale