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Die Erfindung betrifft eine Hellfeldbeleuchtungseinrichtung für Stereomikroskope
mit zwei konvergierendenBeleuchtungsstrahlengängen, welche jeweils nach Reflexion
an einer Objektoberfläche in ein zugeordnetes Objektivpaar verlaufen.
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Es ist bereits eine Beleuchtungseinrichtung der erwähnten Art bekannt,
bei der innerhalb des Mikroskops über entsprechende halbdurchlässige Spiegel die
Strahlen einer Lichtquelle in beide Objektivstrahlengänge eingespiegelt werden.
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung kann jedoch nur in Verbindung mit bestimmte
Kennwerte aufweisenden Objektivpaaren verwendet werden, während andererseits in
der Praxis der Bedarf besteht, zur Erzielung unterschiedlicher Vergrößerungen in
einem weiten Bereich die Objektivpaare unbeschränkt austauschen zu können, sofern
nur der Konvergenzwinkel der optischen Achsen übereinstimmt. Ferner ist bei der
bekannten Beleuchtungseinrichtung, bedingt durch den Platzbedarf der in Verbindung
mit den halbdurchlässigen Spiegeln erforderlichen optischen Bauelemente, der zur
Verfügung stehende Arbeitsabstand zwischen den Objektiven und dem zu betrachtenden
Objekt relativ gering, während in der Praxis häufig ein relativ großer Abstand erforderlich
ist, um-an dem Objekt Arbeiten durchführen zu können, beispielsweise die Abtastung
integrierter Schaltkreise mit Nadelsonden, die mit entsprechenden Manipulatoren
zusammenwirken. Schließlich erfordert die bekannte Beleuchtungseinrichtung auch
einen verhältnismäßig hohen Bauaufwand, insbesondere hinsichtlich der genauen Justierung
der halbdurchlässigen Spiegel zur Einspiegelung der Lichtquelle in den Strahlengang
des Objektivpaares.
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Eine andere bisher in großem Umfang verwendete Hellfeldbeleuchtungseinrichtung
für Stereomikroskope mit zwei konvergierenden Beleuchtungsstrahlengängen umfaßt
ein Paar von am Mikroskop verstellbarer anzubringenden, je eine zugehörige Kollimationsoptik
aufnehmenden Beleuchtungsträgern, die in jedem einzelnen Fall gegenseitig sowie
zu dem Mikroskop so eingestellt werden müssen, daß eine Ebene, in welcher die optischen
Achsen der Kollimationsoptiken verlaufen, mit einer hierzu konvergierenden Ebene,
in der die optischen Achsen der Stereoobjektive verlaufen, eine auf der Objektoberfläche
liegende gemeinsame Schnittlinie aufweist, wobei die von den beiden Ebenen mit der
Objektoberfläche gebildeten Winkel gleich sind (Einfallswinkel = Reflexionswinkel).
In der Praxis bereitet es häufig Schwierigkeiten, den Beleuchtungsträger im Hinblick
auf die begrenzten Raumverhältnisse überhaupt anzubringen, daß die vorangehend entwickelten
Forderungen grundsätzlich erfüllt werden können. Selbst wenn dies möglich ist, wird
die alsdann erforderliche Einstellung sehr zeitraubend und unbequem.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer demgegenüber
verbesserten Hellfeldbeleuchtungseinrichtung, welche bei einem gegenüber der an
erster Stelle erwähnten bekannten Beleuchtungseinrichtung wesentlich reduzierten
Bauaufwand in Verbindung mit einer Vielzahl von Objektivpaaren ohne Rücksicht auf
deren Kennwerte verwendbar ist, sofern nur der Konvergenzwinkel der optischen Achsen
des jeweiligen Objektivpaares ein und denselben Wert aufweist, wobei zusätzlich
ein bei Stereomikroskopen ohne Hellfeldbeleuchtungsein-
richtungen üblicher Arbeitsabstand
zwischen Objektiv und Objekt erzielt werden kann, und welche ferner gegenüber der
an zweiter Stelle erwähnten bekannten Hellfeldbeleuchtungseinrichtung einen nachträglichen
Anbau oder Einbau in jedes handelsübliche Stereomikroskop ermöglicht, wobei die
erforderliche Justierung sehr einfach durchzuführen ist. Erreicht wird dies allgemein
durch einen am Mikroskop fest angebrachten oder anzubringenden, zwei Lichtquellen
sowie je eine zugehörige Kollimationsoptik mit einem dem Konvergenzwinkel der optischen
Achsen des Obj ektivpaares entsprechenden fest eingestellten Konvergenzwinkel aufnehmenden
Beleuchtungsträger, bei dem eine Ebene, in welcher die Achsen der Kollimationsoptiken
verlaufen, mit einer hierzu konvergierenden Ebene, in der die Achsen des Objektivpaares
verlaufen, eine auf der Objektoberfläche liegende gemeinsame Schnittlinie aufweisen,
wobei die von beiden Ebenen mit der Objektoberfläche gebildeten Winkel gleich sind.
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Bei dem einen Bestandteil einer erfindungsgemäßen Hellfeldbeleuchtungseinrichtung
bildenden Beleuchtungsträger muß also lediglich ein einziges Mal der Konvergenzwinkel
der optischen Achsen der Kollimationsoptik entsprechend dem Konvergenzwinkel des
Objektivpaares und ferner der Neigungswinkel der die optischen Achsen der Kollimationsoptik
enthaltenden Ebene gegenüber der die optischen Achsen des Obj ektivpaares enthaltenden
Ebene eingestellt werden. Danach kann die Hellfeldbeleuchtungseinrichtung in Verbindung
mit allen für das betreffende Mikroskop bestimmten Objektivpaaren einer Baureihe
verwendet werden.
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Obgleich dies nicht unbedingt erforderlich ist, kann der Beleuchtungsträger
gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zwecks Anpassung an verschiedene
Objektive um eine Achse parallel zu der gemeinsamen Schnittlinie zwischen der die
optischen Achsen des Objektivpaares aufnehmenden Ebene und der die optischen Achsen
der Kollimationsoptiken des Beleuchtungsträgers aufnehmenden Ebene schwenkbar gelagert
werden.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindunggemäßen Hellfeldbeleuchtungseinrichtung
in Verbindung mit einem Stereomikroskop in Seitenansicht sowie in schematischer
und vereinfachter Darstellung, Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 in Ansicht von
vorn sowie in demgegenüber weiter vereinfachter auseinandergezogener und schematischer
Darstellung, F i g. 3 einen Bestandteil einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung
bildenden Beleuchtungsträger-in einem Schnitt parallel zu der die optischen Achsen
der Kollimationsoptiken aufnehmenden Ebene.
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Gemäß Fig. 1 nimmt eine Grundpatte 1 einen Objektträger 2 und ein
Stativ 3 auf, auf dem in einer Hortzontalführung ein Z-förmiger Bügel 4 mittels
eines Drehknopfes 5 in Richtung des auf dem Bügel 4 veranschaulichten horizontalen
Doppelpfeiles verfahrbar ist. An einen unteren Schenkel 6 des Bügels 4 ist eine
Säule 7 um einen Zapfen 8 drehbar angelenkt und an ihrem oberen Ende mittels einer
Druckfeder 9 in Richtung von dem Bügel 4 weg vorgespannt. Der jeweilige Neigungswinkel
zwischen
der Säule 7 und dem Bügel 4 kann mittels einer Stellschraube
10 eingestellt werden.
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Ein Stativbügel 11 ist in einer Vertikalführung der Säule 7 verschiebbar
gelagert und kann mittels eines Drehknopfes 32 in Vertikalrichtung gemäß dem neben
dem Drehknopf 12 veranschaulichten. etwa vertikalen Doppelpfeil verstellt werden.
Das auskragende Ende des Stativbügels 11 ist mit einem Stereomikroskop 12 fest verbunden,
auf dem ein Binokulartubus 13 mit Okularen 14 gelagert ist. An der Unterseite des
Mikroskops 12 ist in einer Schwalbenschwanzführung 33 ein Objektivträger 34 mit
einem Objektivpaarl5 horizontal (bei Betrachtung gemäß F i g. 1 senkrecht zur Zeichnungsebene)
verschiebbar gelagert. Gemäß Fig. 2 ist bei dem betrachteten Mikroskop 12 zusätzlich
zu dem in F i g. 1 veranschaulichten Objektivpaar 15 ein zweites Objektivpaar 15'
vorgesehen, welches wahlweise an Stelle des Objektivpaares 15 in den Strahlengang
eingeschoben werden kann. Die Anzahl der auf dem Objektivträger 34 angeordneten
Objektivpaare 15 ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung unerheblich, jedoch
ist es wesentlich, daß der Konvergenzwinkel zwischen den optischen Achsen der Objektive
eines Objektivpaares, im vorliegenden Fall also bei dem Objektivpaar 15 und bei
dem Objektivpaar 15', ein und demselben Winkel o; entspricht. Diese Forderung muß
auch für weitere in Verbindung mit dem Mikroskop 12 zu verwendende Objektivpaare
erfüllt sein, um die erfindungsgemäße Hellfeldbeleuchtungseinrichtung anwenden zu
können.
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An der Unterseite des Stativbügels 11 ist ein Beleuchtungsträger
16 um einen Zapfen 17 schwenkbar gelagert, welcher parallel zu der durch die optischen
Achsen der Objektivpaare 15 bzw. 15' definierten Ebene horizontal verläuft. Gemäß
F i g. 3 umfaßt der Beleuchtungsträger 16 eine mit Luftventilationsdurchtritten
27 versehene Kammer 18, von deren oberem Ende ein Ansatz 19 mit einer Bohrung 20
zur Aufnahme des Zapfens 17 (F i g. 1) ausgeht. An beiden Stirnflächen der Kammer
18 sind kurze Tubusse 21 zur Aufnahme von Lampenfassungen 22 für Niedervolt-Glühlampen
23 vorgesehen. Von den Fassungen 22 verlaufen Stromversorgungskabel 24 zu einer
geeigneten Stromquelle.
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Die Lampenfassungen können in an sich bekannter Weise an den Tubussen
21 axial verschoben bzw.
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eingestellt werden.
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An der Unterseite der Kammer 18 sind zwei Kollimationsoptiken 25
angebracht, welche von den Lampen 23 ausgehende Strahlung parallelisieren. Die optischen
Achsen der Kollimationsoptiken 25 verlaufen gemäß Fig. 2 in einem Konvergenzwinkel
x gleich demjenigen der Objektivpaare 15, 15' zueinander hin.
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Der Beleuchtungsträger 16 ist in F i g. 2 lediglich der besseren
Übersicht halber neben dem Mikroskop 12 veranschaulicht. müßte indessen in tZbereinstimmung
mit F i g. 1 senkrecht zu der Zeichnungsebene hinter dem Mikroskop 12 bzw. hinter
dem Objektivträger 14 nebst dem Objektivpaar 15 angeordnet sein.
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Zum Zwecke einer Inbetriebnahme wird zuerst die Stellschraube 10
so eingestellt. daß die Ebene. welche die optischen Achsen des Objektivpaares 15
aufnimmt. in einem solchen Winkel " zu einer Lotebene L auf den Objektivträger 2
verläuft. dal3 die Ebene welche die optischen Achsen der Kollima-
tionsoptiken 25
des Beleuchtungsträgers 16 aufnimmt, ebenfalls angenähert mit der Lotebene L den
Winkel ß bildet.- Durch Schwenkung des Beleuchtungsträgers 16 um den Zapfen 17 gemäß
dem in Fig. 1 veranschaulichten gekrümmten Doppelpfeil läßt sich erreichen, daß
die durch die Kollimationsoptiken 25 verlaufende Strahlung von einem auf dem Objektträger
2 angebrachten (nicht veranschaulichten) Objekt in das Objektivpaar 15 hinein reflektiert
wird, und zwar unter Berücksichtigung der für eine optimale Schärfe maßgebenden
Einstellung des Drehknopfes 32. Bei Betrachtung in Blickrichtung von F i g. 2 erfolgt
ferner an dem Objekt eine solche Reflexion der von den Kollmationsoptiken 25 ausgehenden
Strahlenbündel, daß das von der rechten Kollimationsoptik 25 des Beleuchtungsträgers
16 ausgehende Strahlenbündel in das linke Objektiv des Objektivpaares 15 und das
von der linken Kollimationsoptik 25 ausgehende Strahlenbündel in das rechte Objektiv
des Objektivpaares 15 reflektiert werden. Diese letztgenannte Forderung läßt sich
ohne Veränderung des Konvergenzwinkels s der Kollimationsoptiken 25 stets erreichen,
so daß eine Nachjustierung dieses Konvergenzwinkels im Betrieb nicht notwendig ist.
Sind die vorangehenden Einstellungen optimal durchgeführt worden, so kann durch
Drehen und axiales Verschieben der Fassungen 22 in den Tubussen 21 eine optimale
Lichtstärke eingestellt werden.
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Diese beschriebene Einstellung braucht alsdann nicht mehr verändert
zu werden, selbst wenn an Stelle des Objektivpaares 15 das Objektivpaar 15' in den
Strahlengang gebracht wird. Die Verschwenkung des Beleuchtungsträgers 16 um den
Zapfen 17 ist in keiner Weise kritisch.