DE10209844B4

DE10209844B4 - Inverses Mikroskopsystem

Info

Publication number: DE10209844B4
Application number: DE10209844A
Authority: DE
Inventors: Yasuteru Takahama
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: US20020131165A1; DE10209844A1; CN1375719A; JP2002267940A

Abstract

Inverses Mikroskopsystem umfassend:
einen Mikroskophauptkörper (1) mit einer Objektivlinse (4), die einer Probe (2) gegenüberliegt, einem optischen Primärabbildungssystem, das eine Zwischenabbildung (I1) der Probe (2) im Zusammenwirken mit der Objektivlinse (4) bildet, und einer Fokussierungseinrichtung zum Ändern des Abstandes zwischen der Probe (2) und der Objektivlinse (4) zum Bilden der Zwischenabbildung (I1) der Probe (2) an einer vorbestimmten Stelle,
Beleuchtungsmittel (18–20, 31–33), die lösbar an dem Mikroskophauptkörper (1) anbringbar sind, um Beleuchtungslicht für die Probe zu erzeugen, und
eine zusätzliche Einheit (24, 35, 45), die lösbar an dem Mikroskophauptkörper (1) angeordnet ist, einen Beobachtungstubus enthält, um die Zwischenabbildung der Probe zu beobachten, und
ein optisches Relaissystem (24, 35) hat, um die Zwischenabbildung der Probe zu dem Beobachtungstubus zu richten,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzliche Einheit (24, 35) außerdem ein optisches System variabler Stärke, wie ein optisches Zoomsystem, enthält, das einen Teil eines Strahls der...

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein inverses Mikroskopsystem, bei dem eine beobachtete Probe, die auf einem Objekttisch angeordnet ist, vergrößert und von einer Objektivlinse beobachtet wird, die sich direkt unter der Probe befindet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Inverse Mikroskope werden z. B. in der Forschung auf dem Gebiet der Behandlung lebender Zellen und bei industriellen Forschungen und Untersuchungen eingesetzt, beispielsweise bei der Untersuchung der Struktur und bei der Entdeckung von Einschlüssen verschiedener metallischer Materialien.
Ein inverses Mikroskop enthält ein optisches System, das eine Abbildung einer Objektivlinse in einen Mikroskophauptkörper (nachfolgend als „Hauptkörper” bezeichnet) überträgt, wobei das inverse Mikroskop einen anderen Aufbau als ein aufrechtes Mikroskop hat. Daher werden bei inversen Mikroskopen, die für verschiedene Zwecke vorgesehen sind, im allgemeinen unterschiedliche Hauptkörper verwendet.
Ein inverses Mikroskop mit einem optischen System zum Erhalten einer Probenabbildung sowohl für eine Großbildkamera (großformatige Kamera) als auch eine Kleinbildkamera (üblicherweise 35 mm-Kamera) ist in der japanischen Patent-anmeldung JP 57-37848 A von KOKOKU offenbart. Dieses inverse Mikroskop hat ein optisches System zur Beobachtung und ein optisches System zur Bilddokumentation in einem U-förmigen Gehäuse (Hauptkörper) (ein inverses Mikroskop mit einem solchen Aufbau wird bisweilen als „U-förmig” bezeichnet). Das optisches System zur Beobachtung führt eine Zwischenabbildung durch eine Objektivlinse zu einem Okular eines Beobachtungstubus. Das optische System zur Bilddokumentation führt eine Probenabbildung, die aufgenommen werden soll, zu der Großbildkamera und der Kleinbildkamera. Außerdem offenbart die obige Druckschrift den Fall, daß eine Filmkamera (TV-Kamera) zusätzlich zu einer Großbildkamera und einer Kleinbildkamera vorgesehen ist. In diesem Fall kann ein optisches Element, das erforderlich zur Anbringung einer TV-Kamera ist, nachträglich angebracht werden, indem eine Abdeckplatte, die an einer Seitenfläche des Hauptkörpers befestigt ist, gegen eine andere Abdeckplatte ausgetauscht wird.
Das obige U-förmige inverse Mikroskop ist hauptsächlich für industrielle Zwecke bestimmt. Ein inverses Mikroskop, das hauptsächlich für biologische und medizinische Zwecke bestimmt ist, ist beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung JP 07-035986 A von KOKAI und der japanischen Patentanmeldung JP 08-43741 A von KOKAI offenbart und hat den folgenden Aufbau. Ein Teil eines Strahls, der die Objektivlinse und eine Tubuslinse passiert hat, wird von einem ersten optischen Element in eine horizontale, vorwärts gerichtete optische Bahn zur Bilddokumentation geführt. Der Strahl, der von dem ersten optischen Element nach unten verläuft, wird von einem zweiten optischen Element in eine schräg nach vorne gerichtete optische Bahn zur Beobachtung geführt (ein inverses Mikroskop mit einem solchen Aufbau wird bisweilen als „V-förmig” bezeichnet).
Seit einiger Zeit besteht zur Durchführung verschiedener Forschungen und Analysen ein Bedürfnis danach, verschiedene Arten von Vorrichtungen wie eine gekühlte CCD-Kamera, eine Fotodiodenfeld- und Digitalkamera etc. mit einem optischen Mikroskop zu kombinieren. Um dies zu bewerkstelligen, ist es erforderlich, die Anzahl der optischen Bahnen für die Bilddokumentation zu erhöhen und ein genaues optisches System vorzusehen, das für die jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtungen geeignet ist.
Bei der biologischen und medizinischen Verwendung ist ein Mikroskop erforderlich, das ein mikroskopisch schwaches Licht erfaßt, wie bei einer schwachen Fluoreszenzbeobachtung und einer schwachen Fotometrie, die vom menschlichen Auge nicht erfaßt werden kann. Deshalb ist ein helles optisches System mit weniger Verschlechterung der Abbildung durch Verstärkung (Relais) etc. wünschenswert. Bei der industriellen Verwendung besteht ein Bedürfnis hinsichtlich der Verschlechterung des Bildes und der Helligkeit, wobei zusätzlich ein optisches System mit dem folgenden Merkmal wünschenswert ist.
Beispielsweise wird zum Messen von Dimensionen und der Fläche eines bestimmten Teils einer Probe eine Zwischenabbildung gebildet, und eine Skala wird eingedruckt bzw. eingegeben. Außerdem wird das Bild mit Vergrößerung vermittelt, die variiert, um es auf eine genaue Größe zu bringen.
Ein wichtiges Problem für die Hersteller von Mikroskopen besteht darin, diese verschiedenen Anforderungen zu erfüllen. Es ist nicht wünschenswert, im Hinblick auf die Herstellungskosten gemäß der jeweiligen Verwendung verschiedene Arten von Hauptkörpern von inversen Mikroskopen herzustellen, wie dies bisher der Fall ist.
Es sei angenommen, daß das obige U-förmige inverse Mikroskop für biologische und medizinische verwendet wird. Es gibt Fälle, bei denen eine Großbildkamera und eine Kleinbildkamera an der Vorderseite des Hauptkörpers unnötig werden, in dem mehrere Öffnungen ausgebildet werden, die eine Primärabbildung einer Probe aufnehmen, die in der Nähe eines semitransparenten Spiegels direkt unter der Objektivlinse gebildet ist. Selbst wenn das Mikroskop für seinen ursprünglichen Verwendungszweck, d. h. industrielle Verwendung, benutzt wird, werden nicht immer die Großbildkamera und die Kleinbildkamera verwendet. Es gibt beispielsweise Fälle, in denen nur eine TV-Kamera verwendet wird, und es kann Fälle geben, in denen kein optisches System benötigt wird, um eine Probenabbildung auf die Großbildkamera und die Kleinbildkamera zur projizieren. Deshalb ist ein herkömmliches U-förmiges inverses Mikroskop im Hinblick auf die Kosten nicht vorteilhaft.
In einem V-förmigen inversen Mikroskop wird eine 35 mm-Kamera in einer optischen Bahn zur Bilddokumentation angeordnet, wobei ein Strahl von dem ersten optischen Element reflektiert wird. Wenn eine Großbildkamera oder eine TV-Kamera an der optischen Bahn für die Bilddokumentation angebracht werden soll, ist es nötig, das optisches System gegen ein optimales optisches System zur Bilddokumentation mit verschiedenen Vergrößerungen etc. auszutauschen. Da die Form des Mikroskophauptkörpers aber festgelegt ist, kann nicht immer ein optimales optisches System verwendet werden. Außerdem gibt es Fälle, bei denen eine optische Bahn zur Bilddokumentation für eine 35 mm-Kamera unnötig ist. In einem solchen Fall ist ein Aufbau des Mikroskophauptkörpers zur Ausbildung einer Bildaufnahmeöffnung zur Befestigung einer 35 mm-Kamera an dem Mikroskophauptkörper unnötig. Wenn die optische Bahn für die Bilddokumentation an der Vorderseite des Mikroskophauptkörpers unnötig ist, kann natürlich ein Platzbedarf (Tischbereich) an der Vorderseite des inversen Mikroskophauptkörpers verringert werden. Da die Form des Mikroskophauptkörpers aber ursprünglich festgelegt wurde, um eine optische Bildaufnahmebahn zu haben, kann der Platzbedarf nicht reduziert werden.
Ein Hauptkörper eines herkömmlichen inversen Mikroskops ist, wie oben beschrieben, integral ausgebildet, um für seinen Verwendungszweck, sei es eine industrielle Verwendung oder eine biologische und medizinische Verwendung, geeignet zu sein. Deshalb ist es schwierig, einen Aufbau anzugeben, der für alle Verwendungszwecke geeignet ist.
Aus Druckschrift DE 26 40 974 A1 ist ein Lichtmikroskop inverser Bauart bekannt, welches ein Mikroskopgehäuse mit Schenkeln und einen Objektträger umfasst, der zu einer mit einer Lichtquelle durchleuchteten Probe benachbart angeordnet ist. Zur Fokussierung der Probe umfasst das Lichtmikroskop einen Knopf, worüber der Objektivträger auf- und abbewegt werden kann. Zur Beobachtung der Probe wird der Strahl in einen Beobachtungstubus sowie über einen Reflexionsspiegel in ein für eine Anbringung einer Kleinbildkamera vorgesehenes Ansatzrohr geleitet.
In Druckschrift US 4,685,776 ist ebenfalls ein optisches Mikroskop inverser Bauart offenbart, das ein als Prisma oder Spiegel ausgebildetes optisches Mittel aufweist. Das optische Mittel kann mittels einer Arbeitsvorrichtung von außerhalb des Mikroskops in einen Lichtpfad verschoben bzw. gedreht werden, so dass ein Lichtpfad zur Inspizierung einer am Mikroskop vorgesehenen Probe zu einer am Lichtmikroskop angeschlossenen Kamera, zu einem Beobachtungstubus bzw. zu einer am Lichtmikroskop angeschlossenen 35 mm-Filmkamera geleitet wird.
Aus Druckschrift US 5,777,783 ist ebenfalls ein Lichtmikroskop mit einer Beleuchtungseinrichtung offenbart, welche Licht auf eine Probe wirft. Der Lichtpfad führt durch eine Objektivlinse eines Objektivträgers und durch eine Abbildungslinse und wird an einem Prisma in zwei Lichtpfade geteilt, wovon ein Lichtpfad zu einem Beobachungstubus und der andere Lichtpfad zu einem Ansatzrohr führt, so dass die Probe über den Beobachtungstubus und über eine an dem Ansatzrohr anschließbare Kamera beobachtbar ist. Der über einen Spiegel in den Beobachtungstubus geleitete Lichtpfad bildet an einer Stelle ein Zwischenbild aus und wird danach durch ein Relaislinsensystem geleitet. An das Relaislinsensystem schließt der Beobachtungstubus mit einer Abbildungslinse und einem Beobachtungsaugenadapter an.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtmikroskop mit einem optischen System zur Verfügung zu stellen, womit die Feineinstellung der Vergrößerung der Probenabbildung bequemer vorzunehmen ist als beim Austausch der Vergrößerungen der Objektivlinse am Objektivträger.
Ein inverses Mikroskop gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: einen Mikroskophauptkörper mit einer Objektivlinse gegenüber einer Probe, ein optisches Primärabbildungssystem, das eine Zwischenabbildung der Probe im Zusammenwirken mit der Objektivlinse bildet, und eine Fokussierungseinrichtung zum Ändern eines Abstandes zwischen der Probe und der Objektivlinse und zum Ausbilden einer Zwischenabbildung der Probe an einer vorbestimmten Stelle, ferner Beleuchtungsmittel, die lösbar an dem Mikroskophauptkörper vorgesehen sind, um Beleuchtungslicht für die Probe zu erzeugen, und eine zusätzliche Einheit, die lösbar an dem Mikroskophauptkörper vorgesehen ist, einen Tubus enthält, um die Zwischenabbildung der Probe zu beobachten, und ein optisches Relaissystem hat, um die Zwischenabbildung der Probe zu dem Beobachtungstubus zu richten, wobei die zusätzliche Einheit außerdem ein optisches System variabler Stärke enthält, das einen Teil eines Strahls der Zwischenabbildung der Probe, die von dem optischen Relaissystem erhalten wird, herausnimmt, sowie eine Öffnung enthält, woran eine Bildaufnahmeeinrichtung befestigt ist, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung eine Probenabbildung aufnimmt, die von dem optischen Element entnommen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
1 einen schematischen Aufbau eines inversen Mikroskops für biologische und medizinische Zwecke gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 einen schematischen Aufbau eines inversen Mikroskops für industrielle Zwecke gemäß der ersten Ausführungsform;
3 einen schematischen Aufbau eines inversen Mikroskops für industrielle Zwecke gemäß der ersten Ausführungsform;
4 einen anderen Aufbau eines Reflektionsspiegels, der in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
5 einen schematischen Aufbau eines inversen Mikroskops gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der eine Auswahleinheit hinzugefügt ist;
6 eine schematische Darstellung eines inversen Mikroskops gemäß der zweiten Ausführungsform, bei der die Auswahleinheit hinzugefügt ist;
7 eine schematische Darstellung eines inversen Mikroskops gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine fotografische Einrichtung hinzugefügt ist und
8 eine schematische Darstellung eines inversen Mikroskops gemäß der dritten Ausführungsform, bei der die fotografische Einrichtung hinzugefügt ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Die 1 bis 3 zeigen einen schematischen Aufbau eines inversen Mikroskopsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das inverse bzw. umgekehrte Mikroskop gemäß der ersten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß es einen gemeinsamen Mikroskophauptkörper enthält (nachfolgend als „Hauptkörper” bezeichnet). In den 1 bis 3 wird eine Einheit, die an dem Hauptkörper angebracht ist, gemäß ihrer Verwendung gewechselt. Im einzelnen ist eine anbringbare/abnehmbare zusätzliche Einheit an dem Hauptkörper angebracht, um ein Mikroskop zu bilden, das an individuelle Verwendungszwecke angepaßt ist. 1 zeigt ein inverses Mikroskop für biologische und medizinische Zwecke. Die 2 und 3 zeigen jeweils ein inverses Mikroskop, das für einen industriellen Gebrauch bestimmt ist.
Zunächst wird ein Hauptkörper 1 erläutert. Zwei Armabschnitte 1a und 1b stehen an der vorderen und der rückwärtigen Position eines oberen Abschnitts des Hauptkörpers 1 nach oben vor, wodurch der Hauptkörper 1 so geformt ist, daß er in etwa eine konkave Form hat. Ein Mikroskoptisch bzw. Objekttisch 3 befindet sich oberhalb der Armabschnitte 1a und 1b. Eine zu beobachtende Probe 2 wird auf dem Objekttisch 3 angeordnet.
Mehrere Objektivlinsen 4 sind unter der über den Objekttisch 3 zu beobachtenden Probe 2 angeordnet. Die mehreren Objektivlinsen 4 sind von einer Dreheinrichtung bzw. einem Drehträger 5 gehalten, und eine der mehreren Objektivlinsen 4 wird austauschbar an einer optischen Beobachtungsbahn der zu beobachtenden bzw. untersuchenden Probe 2 angeordnet, die sich auf dem Objekttisch 3 befinden.
Eine Tubuslinse 6, die ein erstens optisches Bilderzeugungssystem bildet, befindet sich in einer optischen Achse der Objektivlinse, die in der optischen Beobachtungsbahn angeordnet ist. Die Tubuslinse 6 wirkt mit der Objektivlinse 4 zusammen, um ein vergrößertes Bild der beobachteten Probe 2 zu bilden. Außerdem ist ein Abbildungsstrahl der zu beobachtenden Probe 2, der von der Objektivlinse 4 und der Tubuslinse 6 ausgeht, auf einen Reflektionsspiegel 7 gerichtet. Der Reflektionsspiegel 7 befindet sich an dem Bodenteil des Hauptkörpers 1. Der Abbildungsstrahl, der von der Tubuslinse 6 einfällt, wird von dem Reflektionsspiegel 7 schräg nach oben Reflektiert. Der Abbildungsstrahl bildet ein Zwischenbild I1 in einer optischen Beobachtungsbahn 8 nach Reflektion durch den Reflektionsspiegel 7.
Der Drehträger 5 wird von einer Drehträgerstütze 9 gehalten. Die Drehträgerstütze 9 ist so angeordnet, daß sie direkt vertikal bzgl. des Hauptkörpers 1 wirkt. Außerdem ist ein Gestell 10 an der Drehträgerstütze 9 befestigt. Eine Ritzelwelle 11, die mit dem Gestell 10, bzw. der Zahnstange 10 kämmt, ist koaxial zu Fokusierungsgriffstücken 12 angeordnet. Wenn die Fokussierungsgriffstücke 12 gedreht werden, dreht sich die Ritzelwelle 11. Außerdem werden die Zahnstange 10, die mit der Ritzelwelle 11 in Eingriff steht, und die Drehträgerstütze 9, die an der Zahnstange 10 befestigt ist, vertikal angetrieben. Dadurch ändert sich der Abstand zwischen der zu beobachtenden Probe 2 auf dem Objekttisch 3 und der Objektivlinse 4, die von dem Drehträger 5 gehalten ist. Dadurch ist es möglich, das Bild des Zwischenbildes I1 der beobachteten Probe 2 zu fokussieren, die von der Objektivlinse 4 und der Tubuslinse 6 an einer vorbestimmten Stelle gebildet ist. Dieser Fokussierungsmechanismus wird als „Fokussierungsmechanismus” bezeichnet.
In den 1 und 2 scheinen die Drehträgerstütze 9 und die Zahnstange 10 die optische Beobachtungsbahn 8 direkt schräg nach oben abzuschneiden. Jedoch befinden sich die Drehträgerstütze 9 und die Zahnstange 10 außerhalb der optischen Beobachtungsbahn 8 in der rechten/linken Richtung des Hauptkörpers 1 (d. h., in der vertikalen Richtung senkrecht zur Blattfläche der 1 und 2). Dadurch schneiden die Drehträgerstütze 9 und die Zahnstange 10 nicht die optische Beobachtungsbahn 8.
Die Ritzelwelle 11 ist so angeordnet, daß sie den Hauptkörper 1 in seitlicher Richtung durchdringt. Das Fokussierungsgriffstück 12 befindet sich an jedem Endabschnitt der Ritzelwelle 11, von den Seitenflächen des Hauptkörpers 1 vorstehend. Die Fokussierungsgriffstücke 12 und die Ritzelwelle 11 sind in einem Bereich angeordnet, der zwischen der optischen Beobachtungsbahn 8, die in den 1 und 2 schräg nach oben gerichtet ist, und einer optischen Beobachtungsbahn 52 liegt (deren Details später beschrieben werden), die praktisch in einer horizontalen Richtung, die in 3 dargestellt ist, gerichtet ist. Deshalb schneidet die Ritzelwelle 11 weder die optische Beobachtungsbahn 8 noch die optische Beobachtungsbahn 52. Damit ist es möglich, beide optischen Beobachtungsbahnen 8 und 52 je nach Verwendungszweck zu benutzen.
Der Hauptkörper 1 enthält einen Öffnungsabschnitt 1c zur Befestigung einer Beleuchtungseinrichtung (Tubus) 32 für einfallende Lichtbeleuchtung, die später beschrieben wird, an einem Armabschnitt 1a. Schlitze 13 und 14 sind ausgebildet, um eine Skala zum Messen von partiellen Abmessungen der Probe und einen Reticle-Rahmen, bzw. eine Strichkreuzplatte einzusetzen, die einen Bereich an einer Stelle der Zwischenabbildung I₁ der zu beobachtenden Probe 2 reflektiert. Außerdem ist ein Raum 15 zur Hinzufügung einer Auswahleinheit in der optischen Bahn zwischen der Objektivlinse 4 und der Tubuslinse 6 ausgebildet und erstreckt sich in Breitenrichtung des Hauptkörpers 1 (Richtung senkrecht zur Blattfläche). Außerdem ist ein Raum 16 zur Hinzufügung einer weiteren Auswahleinheit 16 in der optischen Bahn zwischen der Tubuslinse 6 und dem Reflektionsspiegel 7 in Längsrichtung des Hauptkörpers 1 ausgebildet. Vorbestimmte Funktionen sind erhältlich, indem jeweils vorbestimmte Auswahleinheiten in den Öffnungsabschnitten 1c, Schlitzen 13 und 14 und den Auswahleinheitsräumen 15 und 16 angeordnet werden, gemäß den verschiedenen speziellen Verwendungen des inversen Mikroskops, was später beschrieben wird.
Der obige schematische Aufbau des Hauptkörpers 1 wird allgemein benutzt. Bei dem inversen Mikroskop gemäß 1 für biologische und medizinische Zwecke werden die folgenden zusätzlichen Einheiten an dem Hauptkörper 1 angeordnet.
Eine Säule 17 ist an dem Armabschnitt 1a an der rückwärtigen Seite des Hauptkörpers 1 vorgesehen. Die Säule 17 trägt einen Beleuchtungstubus 19, der eine Lichtquelleneinrichtung 18 wie eine Halogenlampe etc. als Beleuchtungseinrichtung verwendet. Der Beleuchtungstubus 19 ist mit einem Spiegel 20 versehen. Der Spiegel 20 reflektiert Licht, das horizontal von der Lichtquellenheinheit 18 zu dem Beleuchtungstubus 19 geleitet wird, vertikal nach unten. Die Säule 17 trägt einen Kondensorempfänger 22, der eine Kondensorlinse 21 hält. Die Kondensorlinse 21 kondensiert das von dem Spiegel 20 reflektierte Licht auf die zu beobachtende Probe 2. Außerdem ist der Kondensorempfänger bzw. -halter 22 vertikal entlang der Säule 17 bewegbar.
Außerdem reflektiert der Reflektionsspiegel 7, der sich an dem unteren Abschnitt des Hauptkörpers 1 befindet, einen Abbildungsstrahl der zu beobachtenden Probe 2, der vertikal nach unten durch die Objektivlinse 2 und die Abbildungslinse 6 verläuft, schräg nach oben (in diesem Fall 45°). Dann wird das Zwischenbild I1 in der optischen Beobachtungsbahn 8 geformt.
Das Zwischenbild, bzw. die Zwischenabbildung I1 fällt auf eine Relaislinsengruppe 23, die als optisches Relaissystem dient. Die Relaislinsengruppe 23 befindet sich in einem hohlen Abschnitt einer zusätzlichen zylindrischen Einheit 24 an der Vorderseite des Hauptkörpers 1 in einer schräg aufwärtigen Richtung. Die optische Achse der Relaislinsengruppe 23 stimmt mit der optischen Achse der optischen Beobachtungsbahn 8 überein. Ein hohler Abschnitt befindet sich an der Seite des Hauptkörpers 1 und ist groß genug, daß die Relaislinsengruppe 23 in den Hauptkörper 1 eintreten kann. Ein Teil der Relaislinsengruppe 23 tritt durch die Seite des Hauptkörpers 1 durch den Aussparungsabschnitt ein.
Ein Tubus 26 ist lösbar an dem vorderen Endabschnitt der zusätzlichen Einheit 24 angebracht. Der Tubus 26 hat eine Tubuslinse 25 zum Abbilden eines Parallelstrahles von der Relaislinsengruppe 23. Außerdem ist ein Binokularabschnitt 27 integral an dem Tubus 26 zur Beobachtung mit beiden Augen integral vorgesehen. Ein Okular 28 ist an dem binokularen Abschnitt 27 befestigt. Hierdurch wird der Abbildungsstrahl von der Tubuslinse 25 als ein erstes Bild I2 an der Stelle des Okulars 28 abgebildet. Dann tritt der Abbildungsstrahl durch das Okular 28 in die Augen des Beobachters ein, um visuell beobachtet zu werden.
Wenn bei dem oben beschriebenen inversen Mikroskop für biologische und medizinische Zwecke Durchleuchtungslicht von der Lichtquelle 18 über den Beleuchtungstubus 19 und den Spiegel 20 auf die zu beobachtende Probe 2 fällt, wird das Probenbild folgendermaßen von dem Beobachter gesehen. Das Zwischenbild I1 der Probe 2, die in der optischen Achse der Objektivlinse 4 angeordnet ist, wird in der optischen Beobachtungsbahn 8 durch die Objektivlinse 4 und die Tubuslinse 6 gebildet. Danach wird das Zwischenbild I1 als das erste Bild I2 an der Stelle des Okulars 28 über die Abbildungslinse 25 des Tubus 26 gebildet. Dann wird das erste Bild I2 als Probenbild von dem Beobachter mit dem Okular 28 gesehen.
Nachfolgend wird das in 2 dargestellte inverse Mikroskop für industrielle Zwecke beschrieben. Hierbei ist der Aufbau des Hauptkörpers 1 derselbe wie bei 2, und auf diese Beschreibung wird verzichtet. Bei dem inversen Mikroskop für industrielle Zwecke werden folgende zusätzlichen Einheiten an dem Hauptkörper 1 angeordnet.
Ein Beleuchtungstubus 32 wird durch den Öffnungsabschnitt 1c an dem Armabschnitt 1 an der Rückseite des Hauptkörpers 1 eingeführt und darin gehalten. Der Beleuchtungstubus 32 hat eine Lichtquellenbeleuchtungseinrichtung 31, die eine Halogenlampe etc. als einfallende Lichtbeleuchtungseinrichtung enthält. Ein semitransparenter Spiegel 33 ist an dem Beleuchtungstubus 32 angeordnet. Der semitransparente Spiegel 33 reflektiert Beleuchtungslicht, das horizontal von der Lichtquelle 31 zu dem Iluminatortubus 32 geführt ist, vertikal nach oben. Die Lichtquelle 31, der Beleuchtungstubus 32 und der semitransparente Spiegel 33 werden allgemein einfallende Lichtquellenbeleuchtungseinrichtung genannt. Das Licht von der Lichtquelle 31 wird von dem semitransparenten Spiegel 33 reflektiert und an der zu beobachtenden Probe 2 über die Objektlinse 4 kondensiert bzw. gebündelt.
Der Reflektionsspiegel 7 an dem unteren Abschnitt des Hauptkörpers gemäß 1 reflektiert einen Abbildungsstrahl der Probe 2, der vertikal nach unten von der Objektivlinse 4 und der Abbildungslinse 4 verläuft, schräg nach oben (45° in diesem Fall). Dann wird ein Zwischenbild I1 in der optischen Beobachtungsbahn gebildet.
Das Zwischenbild I1 fällt auf eine Relaislinsengruppe 34. Die Relaislinsengruppe 34 ist innerhalb einer zusätzlichen Einheit 35 an der Vorderseite des Hauptkörpers 1 angeordnet. Die optische Achse der Relaislinsengruppe 34 stimmt mit der optischen Achse der optischen Beobachtungsbahn 8 überein. In dem in 2 dargestellten Fall ist ein Aussparungsabschnitt 8 an der Seite des Hauptkörpers 1 angeordnet, der groß genug ist, damit die Relaislinsengruppe 23 in den Hauptkörper 1 eintreten kann. Ein Teil der Relaislinsengruppe 23 tritt in die Hauptkörperseite 1 durch den Aussparungsabschnitt ein.
Unter der Relaislinsengruppe 34 befindet sich ein semitransparenter Spiegel 36 als optisches Element. Der semitransparente Spiegel 36 reflektiert einen Teil des Strahles, der durch die Relaislinsengruppe verläuft, vertikal nach unten. Ein Spiegel 37 reflektiert den von dem semitransparenten Spiegel 36 reflektieren Strahl horizontal nach vorne. Der Strahl, der von dem Spiegel 37 reflektiert wird, tritt aus einer vorderen Öffnung 38 in der Vorderfläche der zusätzlichen Einheit 35 aus. Die vordere Öffnung 38 wird verwendet, um eine Bildaufnahmeeinrichtung wie eine fotografische Einrichtung oder eine TV-Kamera zu befestigen. Außerdem ist ein optisches Bildaufnahmesystem 29 vorgesehen, um ein Probenbild I2' an einer Bildaufnahmefläche einer fotografischen Vorrichtung oder einer TV-Kamera etc. zu bilden und an der vorderen Öffnung 38 befestigt.
Ein Tubus 41 mit einer Tubuslinse 40 ist auf dieselbe Weise wie bei 1 lösbar an der zusätzlichen Einheit 35 angebracht. Ein binokularer Abschnitt 43 mit einem Okular 42 ist integral an dem Tubus 41 vorgesehen. Hierdurch kann ein Abbildungsstrahl von der Abbildungslinse 40 als Probenabbildung I2 beobachtet werden.
Außerdem ist eine Stromzufuhreinheit 44 an der Rückseite des Hauptkörpers 1 vorgesehen. Die Stromzufuhreinheit 44 enthält eine Stromzufuhr 45, die die Lichtquelle 31 mit Strom versieht.
Bei dem inversen Mikroskop für industrielle Zwecke, das oben beschrieben ist, ist es zusätzlich zu der Beobachtung durch das Okular 42 auf die gemäß 1 vorgesehene Weise möglich, gleichzeitig ein Bild der beobachteten Probe 2 aufzunehmen, indem eine TV-Kamera oder eine digitale Kamera etc. an der vorderen Öffnung 38 befestigt wird.
Nachfolgend wird ein inverses Mikroskop für industrielle Zwecke gemäß 3 beschrieben. In 3 ist der Aufbau des Hauptkörpers 1 vollständig derselbe wie gemäß in 1, und auf die Beschreibung wird verzichtet. Bei dem inversen Mikroskop gemäß 3 werden folgende zusätzliche Einheiten an dem Hauptkörper 1 befestigt. In den 2 und 3 sind dieselben Elemente der zusätzlichen Einheiten mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein Reflexionsspiegel 51, der an dem Bodenabschnitt des Hauptkörpers 1 angeordnet ist, reflektiert einen Abbildungsstrahl der Probe 2, der vertikal nach unten von der Objektivlinse 4 und der Tubuslinse 6 verläuft, horizontal in der vorderen Richtung des Hauptkörpers 1. Der Abbildungsstrahl der Probe 2, der von dem Reflektionsspiegel 51 reflektiert wird, bildet ein erstes Zwischenbild I1 auf einer optischen Beobachtungsbahn 52 in horizontaler Richtung.
Das erste Zwischenbild I1 fällt auf eine Relaislinsengruppe 53. Die Relaislinsengruppe 53 befindet sich innerhalb einer zusätzlichen Einheit 54 an der Vorderseite des Hauptkörpers 1. Die optische Achse der Relaislinsengruppe 53 stimmt mit der optischen Achse der optischen Beobachtungsbahn 52 überein. Auch in 3 ist ein Aussparungsabschnitt an der Hauptkörperseite 1 vorgesehen, durch den die Relaislinsengruppe 23 in den Hauptkörper 1 eintritt. Ein Teil der Relaislinsengruppe 23 tritt durch den Aussparungsabschnitt in den Hauptkörper 1 ein.
Ein Spiegel 55 befindet sich unter der Relaislinsengruppe 53. Der Spiegel 55 reflektiert einen Lichtstrahl, der durch die Relaislinsengruppe 53 verstärkt ist, vertikal nach oben. Außerdem ist ein semitransparenter Spiegel 56 in einer optischen Bahn des reflektierten Lichts des Spiegels 55 angeordnet. Der semitransparente Spiegel 56 läßt den von der Relaislinsengruppe 53 verstärkten Strahl durch und reflektiert einen Teil des Strahls horizontal. Der Strahl, der durch den semitransparenten Spiegel 56 hindurchgegangen ist, bildet eine zweite Zwischenabbildung I2 auf der reflektierten Lichtbahn. Der von dem halbtransparenten Spiegel 56 reflektierte Strahl tritt aus einer vorderen Öffnung 57 in der Vorderfläche der zusätzlichen Einheit 54 aus. Die vordere Öffnung 57 wird dazu benutzt, eine Bildaufnahmeeinrichtung wie eine fotografische Einrichtung und eine TV-Kamera zu befestigen. Außerdem ist ein optisches Bildaufnahmesystem 58 vorgesehen, um eine Probenabbildung I3 auf einer Bildaufnahmefläche einer fotografischen Vorrichtung oder TV-Kamera etc. zu bilden, die an der vorderen Öffnung 57 befestigt ist.
Die zweite Zwischenabbildung I2 trifft auf eine Relaislinsengruppe 59. Ein semitransparenter Spiegel 60 befindet sich in der Relaislinsengruppe 59. Der semitransparente Spiegel 60 reflektiert einen Teil des Strahls, der durch die Relaislinsengruppe 59 verstärkt ist, in einer horizontalen, seitlichen Richtung (Richtung senkrecht zur Blattfläche). Das von dem semitransparenten Spiegel 60 reflektierte Licht tritt aus einer seitlichen Öffnung 61 in einer Seitenfläche der zusätzlichen Einheit 54 aus. Eine Bildaufnahmeeinrichtung wie eine TV-Kamera ist an der seitlichen Öffnung 61 angebracht. Wie oben beschrieben, wird die seitliche Öffnung 61 verwendet, um eine Abbildung des Abbildungsstrahls, der von dem semitransparenten Spiegel 60 reflektiert ist, durch eine TV-Kamera etc. aufzunehmen.
Die semitransparenten Spiegel 56 und 60 können aus der optischen Bahn bei Bedarf durch eine bekannte Methode zurückgezogen werden. Außerdem ist ein Schlitz 62 an einer Position der zweiten Zwischenabbildung I2 vorgesehen. Der Schlitz 62 wird verwendet, um ein Rahmenfadenkreuz einzusetzen, das einen Bereich anzeigt, der in einer fotografischen Vorrichtung, die unten beschrieben wird, reflektiert ist.
Ein Tubus 64 mit einer Tubuslinse 63 ist auf dieselbe Weise wie in 1 an der zusätzlichen Einheit 54 lösbar befestigt. Ein binokularer Abschnitt 66 mit einem Okular 65 ist an dem Tubus 64 integral mit dem Tubus 64 vorgesehen. Hierdurch kann ein Abbildungsstrahl von der Tubuslinse 63 als eine Probenabbildung I3' beobachtet werden.
Bei dem in 3 dargestellten inversen Mikroskop für industrielle Zwecke ist es zusätzlich zu der visuellen Beobachtung durch das Okular 65 auf dieselbe Weise wie bei 1 möglich, gleichzeitig eine Abbildung der Probe 2 durch Befestigen einer TV-Kamera und einer digitalen Kamera etc. sowohl an der vorderen Öffnung 57 als an der Seitenöffnung 61 aufzunehmen. Durch Einsetzen/Zurückziehen der semitransparenten Spiegel 56 und 60 in die optische Bahn und aus der optischen Bahn ist es möglich, das Verhältnis der Lichtmenge zwischen der Beobachtung durch das Okular 65, der Bildaufnahme durch die Seitenöffnung 61 und der Bildaufnahme durch die vordere Öffnung 57 auszuwählen, je nach Erfordernis.
Außerdem ist es möglich, ein optisches System variabler Stärke wie ein optisches Zoom-System zu verwenden, da die Relaislinsengruppe 53 in der zusätzlichen Einheit 54 enthalten ist. Die Verwendung eines solchen System ermöglicht es dem Beobachter, die Abbildung der Probe 2 vergrößern und zu verkleinern, die über die Seitenöffnung 61 und die Vorderöffnung 57 aufgenommen wird, je nach Wunsch des Beobachters und der jeweiligen Erfordernis. Die Anwendung eines optischen Systems variabler Stärke wie eines optischen Zoom-Systems ist bequemer, um die Vergrößerung feiner einzustellen, als dies beim Austausch der Vergrößerungen der Objektivlinse 4 der Fall ist.
Wie die 1 bis 3 zeigen, benutzt das inverse Mikroskopsystem gemäß der ersten Ausführungsform den in etwa konkaven Hauptkörper 1 mit den Armabschnitten 1a und 1b gemeinsam bei inversen Mikroskopen für biologische und medizinische Zwecke und für industrielle Zwecke. Der Hauptkörper 1 enthält den Drehträger 5 zum Halten der Objektivlinsen 4, die Tubuslinse 6 zur Bildung einer Zwischenabbildung I1 der beobachteten Probe 2 im Zusammenwirken mit der Objektivlinse 4, und die Drehträgerstütze 9, die den Drehträger 5 hält, ist so angeordnet, daß sie vertikal bezüglich des Hauptkörpers 1 wirkt. Der Hauptkörper 1 enthält ferner die Zahnstange 10, die an der Drehträgerstütze 9 befestigt ist, die Ritzelwelle 11, die mit der Zahnstange 10 kämmt, und Fokussierungshandgriffe 12, die koaxial zu der Ritzelwelle 11 angeordnet sind. Außerdem ist der Objekttisch 3 an dem vorderen und dem hinteren Armabschnitt 1a und 1b befestigt.
Anstatt verschiedene inverse Mikroskope für die jeweiligen Zwecke herzustellen, ist es gemäß der ersten Ausführungsform möglich, einen gemeinsamen Hauptkörper 1 als Basisfunktionsabschnitt zu verwenden. Deshalb sind die gesamten Herstellungskosten für mehrere Arten von Mikroskopen reduziert. Außerdem kann ein Mikroskop flexibel für verschiedene Zwecke verwendet werden. Durch Verwendung des Hauptkörpers 1, der all diesen verschiedenen inversen Mikroskopen gemeinsam zu eigen ist, ist es möglich, die Größe der Produktion pro Teil zu erhöhen, und die Art der Teile zu verringern, wodurch der die Basisfunktion aufweisende Hauptkörper 1 mit geringen Kosten herstellbar ist.
Wie mit Bezug auf die 1 bis 3 erläutert ist, werden nach Herstellung des gemeinsamen Hauptkörpers mit dem Basisfunktionsabschnitt zusätzliche Einheiten 24, 35 und 54, die unterschiedliche Funktionen haben, je nach Erfordernis in Kombination mit dem Hauptkörper verwendet, wodurch ein inverses Mikroskopsystem für verschiedene Erfordernisse wie biologische und industrielle Zwecke anwendbar ist.
Obwohl gemäß 2 der Beleuchtungstubus 32 für einfallende Lichtbeleuchtung an dem Öffnungsabschnitt 1c an dem Armabschnitt 1a angeordnet ist, kann der Tubus 32 auch in einem Raum zwischen den Abschnitten 1a und 1b angeordnet werden, der ursprünglich ein Öffnungsabschnitt ist, so daß sich der Tubus 32 von dort seitlich erstreckt (senkrecht zur Blattfläche).
Bei der ersten Ausführungsform sind der Reflexionsspiegel 7 und der Reflexionsspiegel 21 als unterschiedliche Spiegel beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern die Reflexionsspiegel 7 und 51 können dieselben Spiegel mit einem variablen Winkel sein (siehe 4). In einem solchen Fall ist es ausreichend, daß der Reflexionsspiegel in einer Richtung r mit dem Mittelpunkt 0 gedreht wird. Hierdurch kann der Reflexionswinkel des Reflexionsspiegels auf einen gewünschten Winkel eingestellt werden. Deshalb kann, wie 4 zeigt, ein Reflexionsspiegel auf zwei inverse Mikroskope angewendet werden, d. h. V-förmige und U-förmige Mikroskope. Außerdem kann ein Spiegel so angeordnet sein, daß er in der X-Richtung bewegt wird, wie 4 zeigt, so daß er aus der optischen Bahn entfernt werden kann. Hierdurch ist es möglich, eine Probenabbildung zu erhalten, die der Zwischenabbildung I1 entspricht, indem eine Kamera etc. unter dem Hauptkörper 1 angeordnet wird. Dieser Aufbau des Spiegels ist auch auf die folgenden Ausführungsformen anwendbar.
Zweite Ausführungsform
Das inverse Mikroskopsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben.
Die 5 und 6 zeigen einen schematischen Aufbau eines inversen Mikroskopsystems gemäß der zweiten Ausführungsform. 5 zeigt einen Aufbau, der durch Hinzufügen von Optionseinheiten zu dem inversen Mikroskop gemäß 1 erhalten wird. 6 zeigt einen Aufbau, der durch Hinzufügen von Optionseinheiten zu dem inversen Mikroskop gemäß 3 erhalten wird.
In 5 sind zwei Arten von Zwischenlinsen 71 und 72 variabler Stärke und ein Einschalt/Entnahmemechanismus 73 in dem Raum 15 für die Optionseinheit hinzugefügt. Die Zwischenlinsen 71 und 72 variabler Stärke kooperieren mit der Tubuslinse 6, um die Vergrößerung der vergrößerten Abbildung der beobachteten Probe 2, die von der Objektivlinse 4 erhalten wird, zu ändern.
Der Einschalt/Entnahmemechanismus 73 schaltet wahlweise die zwei Arten von Zwischenlinsen 71 und 72 variabler Stärke in die optische Bahn ein oder entfernt diese daraus. Außerdem werden ein semitransparenter Spiegel 74 und eine Rückseitenöffnungseinheit 75 dem Raum 16 für die Optionseinheit hinzugefügt. Der semitransparente Spiegel 74 reflektiert einen Teil des Abbildungsstrahls, der von der Tubuslinse 6 kommt, horizontal nach hinten. Die Rückseitenöffnungseinheit 75 hat eine Befestigung für eine TV-Kamera etc. an ihrem hinteren Endabschnitt.
Die anderen Teile der 5 sind genau dieselben wie diejenigen gemäß 1, und auf eine Beschreibung wird verzichtet.
Bei der Struktur gemäß 5 ist es möglich, die Vergrößerung der Zwischenabbildung (Primärabbildung) I1 durch die Zwischenlinsen 71 und 72 variabler Stärke zu ändern, wobei die Zwischenabbildung I1 der Probe 2 nicht vermittelt wird (not relaying). Deshalb ist es möglich, ein inverses Mikroskop zu konstruieren, das für biologische Zwecke geeignet ist, wobei eine Verschlechterung der Abbildung durch relay nicht bevorzugt ist.
Da eine TV-Kamera etc. an der Rückseite des Hauptkörpers 1 mit der Rückseitenöffnungseinheit 75 vorgesehen ist, ist kein Raum an der Vorderseite und an den Seitenflächen des Hauptkörpers erforderlich. Deshalb ist es möglich, den Tischraum wirkungsvoll zu nutzen. Im einzelnen ist ein breiter Raum an der Seitenfläche des Hauptkörpers verfügbar, der sehr nützlich ist, wenn ein Zusatzgerät wie ein Manipulator in Kombination mit dem inversen Mikroskop benutzt wird. Da außerdem eine Zwischenabbildung (Primärabbildung) I1 direkt über die Rückseitenöffnungseinheit 75 aufgenommen werden kann, ist es möglich, Beobachtungsresultate von hoher Genauigkeit zu erhalten.
In 6 sind ein dichroitischer Spiegel 76, eine IR-Tubuslinse (nicht dargestellt), eine Befestigung 78 und IR-TV-Kamera in dem Raum 15 für die Optionseinheit angeordnet. Der dichroitische Spiegel 76 reflektiert nur eine Infrarotlichtkomponente in einem Strahl, der aus der Objektivlinse 4 austritt. Die IR-Abbildungslinse bildet den Strahl ab, der von dem dichroitischen Spiegel 76 reflektiert wird. Eine TV-Kamera ist an der Befestigung 78 anbringbar. Durch Verwendung eines solchen Aufbaus ist es möglich, auf einfache Weise ein inverses Mikroskop aufzubauen, das eine IR- bzw. Infrarot-Beobachtung ermöglicht, die zu industriellen Zwecken wie der Fehlererfassung von metallischen Materialien angewandt wird.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 7 und 8 beschrieben.
Die 7 und 8 zeigen einen schematischen Aufbau eines inversen Mikroskopsystems gemäß der dritten Ausführungsform. Bei dem inversen Mikroskopsystem gemäß der dritten Ausführungsform ist dieselbe fotografische Vorrichtung mit der vorderen Öffnung 38 und der vorderen Öffnung 57 in den inversen Mikroskopen gemäß den 2 und 3 verbunden. Außerdem ist der Aufbau in den 7 und 8 mit Ausnahme der fotografischen Vorrichtung derselbe wie bei den 2 und 3, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet, wobei dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Bei der dritten Ausführungsform ist eine fotografische Vorrichtung 201 sowohl an der Vorderseite der zusätzlichen Einheit 35 gemäß 2 als auch der zusätzlichen Einheit 54 gemäß 3 angebracht und überdeckt die gesamte Frontfläche.
Eine große Kamera 202 und eine 35 mm-Kamera 203 sind an der Vorderseite und der Seitenfläche der fotografischen Vorrichtung 201 angebracht. Die große Kamera 202 kann eine Fotografie großer Abmessung mit einer Länge und einer Breite von 4 Inch × 5 Inch und 3 Inch × 4 Inch aufnehmen. Die 35 mm-Kamera 203 kann eine Fotografie von 35 mm Größe aufnehmen.
Die zwei Arten fotografischer Linsen 204 und 205 sind so in der fotografischen Vorrichtung 201 vorgesehen, daß sie in die optische Bahn eingeschaltet bzw. eingesetzt und von dieser zurückgezogen bzw. aus dieser entfernt werden können. Die fotografische Linse 4 ist eine fotografische Linse für die Kamera 202 großen Formats. Die fotografische Linse 205 ist ein fotografische Linse für die 35 mm-Kamera 203. Die fotografische Linse 204 für die große Kamera und ein Reflexionsspiegel 206 sind integral ausgebildet. Die fotografische Linse 205 für die 35 mm-Kamera und ein Reflexionsspiegel 207 sind integral ausgebildet. Die fotografische Linse 204 und der Reflexionsspiegel 206 und die fotografische Linse 205 und der Reflexionsspiegel 207 werden abwechselnd in der optischen Bahn angeordnet. Hierdurch wird eine Abbildung der beobachteten Probe wahlweise auf der Filmfläche der großformatigen Kamera 205 und der 35 mm-Kamera 203 erzeugt, die an der Vorderseite und der Seitenfläche der fotografischen Vorrichtung 201 angeordnet sind. Ein Strahl, der die fotografische Linse 204 passiert hat und von dem Reflexionsspiegel 206 reflektiert wird, wird ferner von zwei Reflexionsspiegeln 208 und 209 reflektiert und erreicht dann die großformatige Kamera 202. Daher wird ein Strahl auf die großformatige Kamera 202 in der fotografischen Vorrichtung 201 nach insgesamt drei Reflexionen gerichtet und abgebildet. Ein Strahl, der die fotografische Linse 205 passiert hat und von dem Reflexionsspiegel 207 reflektiert wird, erreicht die 35 mm-Kamera 203 ohne weitere Reflexion. Daher wird ein Strahl, der auf die 35 mm-Kamera 203 in der fotografischen Vorrichtung 201 gerichtet wird, nach nur einer Reflexion abgebildet.
7 zeigt außerdem einen fotografischen Rahmen 210, der einen Bereich anzeigt, der in der großformatigen Kamera 202 und der 35 mm-Kamera 203 der fotografischen Vorrichtung 201 reflektiert wird. Der fotografische Rahmen 210 ist in den Schlitz 13 eingesetzt und in die optische Bahn einsetzbar bzw. aus dieser entfernbar.
8 zeigt einen fotografischen Rahmen 211 ähnlich dem Rahmen 210, der einen Bereich zeigt, der in der großformatigen Kamera 202 und der 35 mm-Kamera 203 der fotografischen Vorrichtung 201 reflektiert wird. Der fotografische Rahmen 211 ist in den Schlitz 62 eingesetzt und in die optische Bahn einsetzbar bzw. aus dieser entfernbar gehalten.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der inversen Mikroskope, die durch Befestigung der obigen fotografischen Vorrichtung 201 erhalten wird, beschrieben, wenn Fotografien aufgenommen werden.
Die Objektivlinse 4 einer geringen Vergrößerung wird durch Drehen des Drehträgers 5 ausgewählt. Anschließend wird das Fokussierungsgriffstück 12 gedreht, um die beobachtete Probe 2 zu fokussieren. Der Drehträger 5 wird gedreht, um die Objektivlinse 4 zu einer solchen mit hoher Vergrößerung zu wechseln. Wenn die beobachtete Probe aus der Fokussierung gerät, werden die Fokussierungsgriffstücke leicht gedreht, um die Probe genau zu fokussieren. Wenn der Beobachtungspunkt geändert werden soll, wird ein Betätigungsgriff des Objekttisches 3 betätigt, um die Position der Probe zu verlagern und um einen gewünschten zu beobachtenden Punkt in das Blickfeld der Objektivlinse 4 zu rücken.
Der fotografische Rahmen 210 oder 211, der den Bereich zeigt, der von der großformatigen Kamera 202 oder der 35 mm-Kamera 203 aufgenommen wird, wird in die optische Bahn eingeschoben. Dann wird der Bereich, der von einem großformatigen Film oder einem 35 mm-Film aufgenommen wird, untersucht. Wenn der aufzunehmende Bereich korrekt ist, wird ein Belichtungsvorgang der fotografischen Vorrichtung durchgeführt. Dadurch ist das Aufnehmen einer Fotografie beendet.
Durch Verwendung der obigen Konstruktion ist es möglich, vollständig dieselbe fotografische Vorrichtung an den vorderen Abschnitten der Hauptkörper von Mikroskopen anzuschließen, die unterschiedliche Strukturen haben. Deshalb ist es nicht erforderlich, eine verschiedenartig aufgebaute fotografische Vorrichtung für jede Art eines Mikroskops herzustellen. Dies ermöglicht die Herstellung eines inversen Mikroskops, das in Kombination mit einer fotografischen Vorrichtung verwendbar ist, zu niedrigen Kosten. Mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein inverses Mikroskopsystem zu erhalten, das flexibel für verschiedene Zwecke verwendbar ist.
Ein inverses Mikroskop gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: Einen Mikroskophauptkörper mit einer Linse, die einer Probe gegenüberliegend angeordnet ist, ein optisches Primärabbildungssystem, das eine Zwischenabbildung der Probe in Kooperation mit der Objektivlinse bildet, und eine Fokussierungseinrichtung zum Ändern eines relativen Abstandes zwischen der Probe und der Objektivlinse zur Bildung der Zwischenabbildung der Probe an einer vorbestimmten Stelle, eine Beleuchtungseinrichtung, die lösbar an dem Mikroskophauptkörper angeordnet ist, um eine Beleuchtung für die Probe zu erzeugen, und eine zusätzliche Einheit, die lösbar an dem Mikroskophauptkörper angeordnet ist und einen Tubus enthält, um die Zwischenabbildung der Probe zu beobachten.
Zusätzliche Ausgestaltungen gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind folgende. Die folgenden Ausgestaltungen können getrennt oder in Kombination miteinander, je nach Erfordernis, verwendet werden.

(1) Der Mikroskophauptkörper enthält ferner ein optisches Element, das ein Beobachtungslicht von der Probe, das von der Objektivlinse kommt, entweder in eine schräg nach oben gerichtete Richtung oder eine im wesentlichen horizontale Richtung reflektiert, und die Zwischenabbildung ist in einer optischen Bahn gebildet, zu der das Licht von dem optischen Element reflektiert wird.
(2) Das optische Element enthält ein erstes optisches Element, das einen Strahl von der Objektivlinse schräg nach oben reflektiert, und ein zweites optisches Element, das den Strahl in einer im wesentlichen horizontalen Richtung reflektiert, und das erste optische Element und das zweite optische Element werden wahlweise an dem Mikroskophauptkörper befestigt.
(3) Ein Reflektionswinkel des optischen Elementes ist variabel.
(4) Das optische Element ist anbringbar und abnehmbar.
(5) Die zusätzliche Einheit hat ein zusätzliches Relaissystem zum Übermitteln der Zwischenabbildung der Probe zu dem Tubus.
(6) Die zusätzliche Einheit enthält ferner ein optisches Element, das einen Teil des Strahls der Zwischenabbildung der Probe entnimmt, durch das optische Relaissystem führt, und eine Öffnung, an der Bildaufnahmemittel zum Aufnehmen der Probenabbildung befestigt sind.

Im einzelnen enthält ein inverses Mikroskopsystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Objektivlinse, die einer Probe gegenüber angeordnet ist, ein optisches Primärabbildungssystem, das eine Zwischenabbildung der Probe in Kooperation mit der Objektivlinse bildet, eine Fokussierungseinrichtung zum Wechseln des relativen Abstandes zwischen der Probe und der Objektivlinse, einen Fokussierungshandgriff an einer Seitenfläche des inversen Mikroskophauptkörpers zur Betätigung der Fokussierungseinrichtung und ein erstes optisches Element, das Beobachtungslicht der Probe schräg nach oben reflektiert und/oder ein zweites optisches Element, das das Licht in einer im wesentlichen horizontalen Richtung reflektiert (oder ein optisches Element mit einem variablen Reflexionswinkel). Wenn das inverse Mikroskop von der Seitenfläche gesehen wird, ist der Fokussierungshandgriff in einem Bereich zwischen einer optischen Bahn, die schräg nach oben gerichtet ist, und einer optischen Bahn, die in einer im wesentlichen horizontalen Richtung gerichtet ist, angeordnet. Durch wahlweise Befestigung des ersten und des zweiten optischen Elements (oder Änderung des Reflexionswinkels eines optischen Elementes) verläuft das Beobachtungslicht von der Probe zu der schräg nach oben gerichteten optischen Bahn und/oder der im wesentlichen horizontalen optischen Bahn.
Außerdem enthält das inverse Mikroskopsystem eine von mehreren Arten verschiedener zusätzlicher Einheiten, die jeweils ein optisches Relaissystem haben, das eine Zwischenabbildung, die von dem optischen Primärabbildungssystem des inversen Mikroskophauptkörpers gebildet ist, weiterleitet bzw. verstärkt, und einen Tubus zum Beobachten der Probenabbildung, die von der zusätzlichen Einheit vermittelt wird. Inverse Mikroskope für verschiedene Verwendungszwecke können konstruiert werden, indem das erste und das zweite optische Element und jedes der zusätzlichen Einheiten ausgewählt werden.
Außerdem enthalten die mehreren Arten von zusätzlichen Einheiten wenigstens eine zusätzliche Einheit, die eine von der schrägen optischen Bahn kommende Zwischenabbildung vermittelt, und eine zweite zusätzliche Einheit, die ein von der im wesentlichen horizontalen optischen Bahn kommende Zwischenabbildung vermittelt.
Anstatt verschiedene inverse Mikroskope getrennt für den jeweiligen Verwendungszweck herzustellen, wird gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Mikroskophauptkörper als Basisfunktionsteil gemeinsam verwendet. Hierdurch sind die Herstellungskosten für viele Arten von Mikroskopen verringert, und ein solches Mikroskop kann für verschiedene Zwecke flexibel verwendet werden.
Außerdem können mehrere optische Systeme, die durch Austausch nur des optischen Relaissystems erhalten werden, leicht realisiert werden. Beispielsweise ist es möglich, eine optische Bildaufnahmebahn aus dem optischen Relaissystem herauszunehmen, das allgemein bei industrieller Anwendung etc. benutzt wird, während der Mikroskophauptkörper gemeinsam bei vielen Arten von Mikroskopen verwendet wird, die auch biologischen und medizinischen Zwecken dienen.
Da zudem ein Teil eines Strahls einer Zwischenabbildung der Probe aus dem optischen Relaissystem entnommen wird, um zu einer Öffnung geführt zu werden, ist es möglich, gleichzeitig mit der visuellen Beobachtung der Probe ein Bild aufzunehmen, indem Bildaufnahmeeinrichtungen wie eine TV-Kamera und digitale Kamera an den Öffnungen angeordnet werden.
Anstatt verschiedene Arten von Hauptkörpern inverser Mikroskope für verschiedene Zwecke wie biologische, medizinische und industrielle Zwecke herzustellen, wird ein Basisfunktionsteil eines Mikroskops gemeinsam verwendet, wodurch die Herstellungskosten für mehrere Arten von Mikroskopen reduziert sind, und es ist möglich, ein inverses Mikroskop bereitzustellen, das flexibel für verschiedene Zwecke verwendbar ist.
Zahlreiche Modifikationen, die im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen, sind für den Fachmann erkennbar.

Claims

Inverses Mikroskopsystem umfassend: einen Mikroskophauptkörper (1) mit einer Objektivlinse (4), die einer Probe (2) gegenüberliegt, einem optischen Primärabbildungssystem, das eine Zwischenabbildung (I1) der Probe (2) im Zusammenwirken mit der Objektivlinse (4) bildet, und einer Fokussierungseinrichtung zum Ändern des Abstandes zwischen der Probe (2) und der Objektivlinse (4) zum Bilden der Zwischenabbildung (I1) der Probe (2) an einer vorbestimmten Stelle, Beleuchtungsmittel (18–20, 31–33), die lösbar an dem Mikroskophauptkörper (1) anbringbar sind, um Beleuchtungslicht für die Probe zu erzeugen, und eine zusätzliche Einheit (24, 35, 45), die lösbar an dem Mikroskophauptkörper (1) angeordnet ist, einen Beobachtungstubus enthält, um die Zwischenabbildung der Probe zu beobachten, und ein optisches Relaissystem (24, 35) hat, um die Zwischenabbildung der Probe zu dem Beobachtungstubus zu richten, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Einheit (24, 35) außerdem ein optisches System variabler Stärke, wie ein optisches Zoomsystem, enthält, das einen Teil eines Strahls der Zwischenabbildung (I1) der Probe (2), die von dem optischen Relaissystem (34, 59) erhalten wird, herausnimmt, sowie eine Öffnung (38, 57) enthält, woran eine Bildaufnahmeeinrichtung befestigt ist, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung eine Probenabbildung aufnimmt, die von dem optischen Element entnommen ist.
Inverses Mikroskopsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroskophauptkörper (1) ferner ein optisches Element (7, 74, 51) enthält, das Beobachtungslicht von der Probe (2), das von der Objektivlinse (4) kommt, in eine schräg aufwärts gerichtete Richtung und eine horizontale Richtung reflektiert, und daß die Zwischenabbildung (I1) in einer optischen Bahn des Lichts gebildet wird, das von dem optischen Element (7, 74, 51) reflektiert wird.
Inverses Mikroskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element ein erstes optisches Element (7), das einen Strahl von der Objektivlinse schräg nach oben reflektiert, und ein zweites optisches Element (51, 74) enthält, das das Licht in einer im wesentlichen horizontalen Richtung reflektiert, wobei das erste optische Element (7) und das zweite optische Element (51, 74) wahlweise an dem Mikroskophauptkörper (1) befestigt sind.
Inverses Mikroskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (7, 74, 51) einen variablen Reflexionswinkel hat.
Inverses Mikroskopsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (7, 74, 51) lösbar ist.
Inverses Mikroskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine fotographische Einrichtung (201), welche an der Vorderseite der zusätzlichen Einheit (35, 54) anbringbar ist.
Inverses Mikroskopsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arten fotographischer Linsen (204, 205) so in der fotographischen Vorrichtung (201) vorgesehen sind, dass sie in die optische Bahn eingesetzt bzw. aus dieser entfernt werden können, wobei die fotographischen Linsen (204, 205) und Reflexionsspiegel (205, 206) integral ausgebildet sind, und wobei die fotographischen Linse (204) und der Reflexionsspiegel (206) bzw. die fotographische Linse (205) und der Reflexionsspiegel (207) abwechselnd in der optischen Bahn angeordnet werden können.
Inverses Mikroskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroskophauptkörper (1) einen dichroitischen Spiegel (70) umfasst, um einen Strahl, welcher aus der Objektivlinse (4) austritt, mit lediglich einer Infrarotlichtkomponente zu reflektieren und über eine im Mikroskophauptkörper (1) vorgesehene IR-Abbildungslinse abzubilden.