DE19638048C2 - Vorrichtung zum Einstellen des Einblickwinkels eines Mikroskops - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Mikroskope und insbesondere eine Vorrichtung zum Einstellen eines Einblickwinkels eines Mikroskops.

Die ergonomischen Vorteile, die damit verbunden sind, eine Einstellbarkeit des Einblickwinkels eines Mikroskops vorzusehen, sind seit langem erkannt worden/wie es durch die Vielfalt von Mechanismen nach dem Stand der Technik offensichtlich gemacht ist, die darauf abzielen, eine größere Benutzerfreundlichkeit zu erzielen, indem es den Benutzern ermöglicht wird, den Einblickwinkel selektiv einzustellen.

Beispielsweise ist aus der US 4 597 644 ein Mikroskop mit einem optischen Wegsystem bekannt, das eine erste und eine zweite optische Komponente und eine optische Brücke zwischen einer optischen Austrittsachse der ersten Komponente und einer optischen Eintrittsachse der zweiten Komponente umfaßt, die parallel zu der optischen Austrittsachse der ersten Komponente ist. Die erste und die zweite optische Komponente werden mechanisch um ihre entsprechenden Achsen gedreht, wenn der Einblickwinkel eingestellt wird, wodurch der optische Weg um einen entsprechenden Grad geändert wird.

Ein jüngerer Mechanismus nach dem Stand der Technik zum Einstellen des Einblickwinkels eines Mikroskops ist in der US 5 319 493 geoffenbart und umfaßt allgemein ein Okular, das mit einem Gehäuse für eine flexible Faseroptik verbunden ist, das wiederum an dem Mikroskopkörper angebracht ist.

Aus der DE 79 31 427 U1 ist ein Zwischentubus für Mikroskope bekannt, bei dem sich die Arbeitshöhe der Okulare einstellen lässt. Hierbei kann der Okulartubus in vorgebbaren Winkelstellungen vermittels einer federbeaufschlagten und in vorgebbare Ausnehmungen einrastenden Rastkugel festgelegt werden. Die Kugeln, die mit einer Feder vorgespannt sind, üben in einer Richtung eine Klemmkraft aus. Die Anordnung eines Paares 180 Grad einander gegenüber liegender Drehstellungen zum Zwecke der Festlegung bestimmter Einblickwinkel wird jedoch nicht gelehrt.

Schließlich ist aus der US 4 652 094 ein Binokular-Mikroskop bekannt, bei dem eine Ablenkeinheit vorgesehen ist, die in eine Position zwischen einem Objektivgehäuse und einer Binokulareinheit eingebracht oder entfernt werden kann, um dadurch jeweils den Einblickwinkel zu verändern. Hierzu sind drehbare Schraubbefestigungen vorgesehen, wobei jedoch diese Drehbarkeit lediglich gegenüber dem Objektivtubus und dem Binokular ausgebildet ist. Die Ablenkeinheit wird entweder zwischen den Objektivtubus und die Binokulareinheit eingebracht und durch Drehen der Schraubbefestigungen arretiert oder durch Drehen der Schraubbefestigungen gelöst und entfernt, je nachdem, ob ein schräger oder ein geradlinigier Einblick gewünscht ist. Die Drehbarkeit der Ablenkeinheit geht aus diesem Stand der Technik jedoch nicht hervor.

Die bekannten Mechanismen zur Einstellung eines spezifischen Einblickwinkels bei einem Mikroskop sind meistens mechanisch und/oder optisch komplex. Deshalb wird das erwünschte Merkmal der Einstellbarkeit des Einblickwinkels hauptsächlich bei Mikroskopen der höheren Preisklasse gefunden, oder ist nur mittels einer teueren Zusatzeinrichtung erreichbar.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Einstellen des Einblickwinkels eines Mikroskops anzugeben, die zugleich preisgünstig ist und aufwendige Nachführeinrichtungen vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Vorrichtung zum Einstellen des Einblickwinkels eines Mikroskops langlebig und einfach zu verwenden ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Vorrichtung zum Einstellen des Einblickwinkels eines Mikroskops ohne weiteres bei einem herkömmlichen Mikroskopkörper eingebaut werden kann.

Kurz gesagt umfasst eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein abgebogenes bzw. abgeknicktes Okularrohr, das ein Lichteintrittsende, ein Lichtaustrittsende und eine optische Einrichtung aufweist, wie ein Prisma oder einen Spiegel, die in dem Eintrittsende angebracht sind. Die optische Einrichtung ist zu einer ersten optischen Achse ausgerichtet, um ein Gegenstandsbild zu empfangen, das durch das Eintrittsende hindurchgeht, und das Bild unter einem Vorgabewinkel entlang einer zweiten optischen Achse zu einem Vergrößerungsokular umzulenken, das verschiebbar an dem Austrittsende aufgenommen ist. Eine ringförmige Aufnahme dient dazu, das Eintrittsende des Okularrohrs an dem Mikroskopkörper zur Drehung um die erste optische Achse zu befestigen, und eine einrückbare Arretierung in der Form eines Federstiftes, der von dem Okularrohr gehalten und bei Ausrichtung zum Eingriff in eine von einem Paar entgegengesetzter Vertiefungen in dem Bund vorbelastet ist, ermöglicht, das Okularrohr lösbar in entsprechenden Drehstellungen zu befestigen, die einem Paar unterschiedlicher Einblickwinkel des Okulars entsprechen.

Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, in denen:

Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Mikroskops ist, das eine Einblickwinkel- Einstellvorrichtung einschließt, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet ist, wobei eine abgeänderte Stellung der Vorrichtung mit unterbrochener Linie gezeigt ist;

Fig. 2 eine Teilvorderansicht des Mikroskops der Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht der bevorzugten Ausführungsform der Einblickwinkel-Einstellvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, die allgemein entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 genommen ist; und

Fig. 4 und 5 Ansichten ähnlich derjenigen der Fig. 3 sind, die zusätzliche Ausführungsformen zeigen, die andersartige optische Einrichtungen aufweisen.

Ein Mikroskop ist teilweise in Fig. 1 gezeigt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Mikroskop 10 ist herkömmlich dahingehend, dass es einen Mikroskopkörper 12 einschließt, der in Bezug auf einen Objekttisch (nicht gezeigt) gehalten ist, auf dem ein Gegenstand angeordnet werden kann, der beobachtet werden soll. Der Mikroskopkörper 12 schließt eine Objektivlinse und ein optisches Wegsystem ein, die beide nicht gezeigt sind, um ein Bild eines Gegenstands zu bilden und das Gegenstandsbild zu einem vergrößernden Okular 18a zu liefern. Wenn das Mikroskop 10 ein Stereomikroskop ist, wie es in Fig. 2 zu erkennen ist, weist es eine weitere Objektivlinse und ein weiteres optisches Wegsystem auf, das in dem Mikroskopkörper 12 eingeschlossen ist, um ein zusätzliches Gegenstandsbild zu bilden und das zusätzliche Gegenstandsbild einem weiteren Okular 18b zu liefern.

Wie es mehr im Einzelnen unten beschrieben ist, kann, wobei die Beschreibung allgemein aus Gründen der Einfachheit auf die Erfindung beschränkt ist, die sich auf das Okular 18a bezieht, der Einblickwinkel des Okulars 18a selektiv mit einem Einblickwinkel A1 oder einen Einblickwinkel A2 eingestellt werden, indem eine Einstellvorrichtung verwendet wird, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet und allgemein mit 20 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 20, die weiterhin in Fig. 3 dargestellt ist, umfasst allgemein ein Okularrohr 22, eine optische Einrichtung 24 und eine Einrichtung 26 zur drehbaren Befestigung des Okularrohrs 22 an dem Mikroskopkörper 12.

Wie es am besten in Fig. 3 gezeigt ist, ist das Okularrohr 22 ein abgebogenes oder abgeknicktes Rohr, das ein Lichteintrittsende 28 und ein Lichtaustrittsende 30 aufweist, die miteinander über einen Durchgang 32 in Verbindung stehen, der sich entlang einer ersten optischen Achse 34 erstreckt, die mit dem Eintrittsende 28 verbunden ist, und die Richtung ändert, um sich entlang einer zweiten optischen Achse 36 fortzusetzen, die mit dem Austrittsende 30 verbunden ist. Infolgedessen bilden die Achsen 34 und 36 einen schiefen Vorgabewinkel B, der in Fig. 1 angegeben ist. Der Durchgang 32 ist an dem Austrittsende 30 bemessen, verschiebbar das vergrößernde Okular 18a aufzunehmen, so dass das Okular zu der zweiten optischen Achse 36 ausgerichtet ist, und eine Gewindehülse 37 an dem Austrittsende 30 erlaubt eine axiale Einstellung des Okulars 18a entlang der zweiten optischen Achse 36.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die optische Einrichtung 24 ein Prisma 38, das in dem Durchgang 32 angebracht ist und eine erste brechende Oberfläche 40 sowie eine zweite brechende Oberfläche 42 aufweist, um das Gegenstandsbild von der ersten optischen Achse 34 zu der zweiten optischen Achse 36 umzulenken. Eine innere Stufe 44 ist in dem Okularrohr 22 an dem Eintrittsende 28 vorgesehen, um das Prisma 38 mit erster brechender Oberfläche 40 und zweiter brechender Oberfläche 42 richtig in Bezug auf die erste optische Achse 34 bzw. die zweite optische Achse 36 ausgerichtet zu halten und zu positionieren. Man kann in Betracht ziehen, das Prisma 38 als eine verkittete Einheit vorzusehen, beispielsweise einen achromatischen Keil. Das Prisma 38 kann durch ein Klebemittel oder andere geeignete Mittel zur Drehung mit dem Okularrohr 22 befestigt sein.

Während das Prisma 38, das zwei brechende Oberflächen hat, oben in Bezug auf die optische Einrichtung 24 beschrieben worden ist, können es andere optische Elemente ersetzen. Die Fig. 4 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform, die eine andersartige optische Einrichtung 24' aufweist, die ein Reflexionsprisma 46 umfasst, das eine Eintrittsfläche 48, eine erste intern reflektierende Oberfläche 50, eine zweite intern reflektierende Oberfläche 52 und eine Austrittsfläche 54 aufweist. Die Eintrittsfläche 48 und die Austrittsfläche 54 sind normal zu der ersten optischen Achse 34 bzw. der zweiten optischen Achse 36 so ausgerichtet, dass das Gegenstandsbild gerade durch die Eintrittsfläche 48 entlang der ersten optischen Achse 34 läuft, anschließend von der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche 52 reflektiert wird und entlang der zweiten optischen Achse 36 gerade durch die Austrittsfläche 54 auf seinem Weg zu dem Okular 18a hindurchläuft.

Eine weitere Ausführungsform mit einer andersartigen optischen Einrichtung 24" ist in Fig. 5 gezeigt und umfasst einen ersten Spiegel 56, der zu einer ersten optischen Achse 34 ausgerichtet ist, und einen zweiten Spiegel 58, der zu einer zweiten optischen Achse 36 ausgerichtet ist. Man erkennt, dass die Spiegel 56 und 58 auf ähnliche Weise wie die intern reflektierenden Oberflächen 50 und 52 der vorhergehend beschriebenen optischen Einrichtung 24' arbeiten.

Erneut auf Fig. 3 Bezug nehmend ist das Okularrohr 22 an dem Mikroskopkörper 12 durch eine ringförmige Aufnahme 60 zur Drehung um die erste optische Achse 34 angebracht, wobei die erste optische Achse 34 derart angeordnet ist, dass sie mit dem optischen Weg zusammenfällt, dem das Gegenstandsbild folgt. Die Aufnahme 60 enthält einen ersten Abschnitt 62, der zur Befestigung an dem Körper 12 geeignet angepasst ist, und einen zweiten Abschnitt 64, der derart bemessen ist, dass er das Eintrittsende 28 des Okularrohrs 22 verschiebbar aufnimmt. Das Okularrohr 22 enthält einen Ringflansch 66, der zum Eingriff mit einem Ende 68 des zweiten Abschnitts 64 ausgebildet ist, um die Einführlänge des Eintrittsendes 28 in den zweiten Abschnitt 64 zu begrenzen und somit eine axiale Lage des Okularrohrs 22 in Bezug auf den Bund 60 zu bestimmen.

Eine einrückbare Arretierung 70 ist zum lösbaren Befestigen des Okularrohrs 22 in einer Mehrzahl vorbestimmter Drehstellungen um die erste optische Achse 34 herum vorgesehen. In der bevorzugten Ausführungsform begrenzt eine Buchse 72, die in den zweiten Abschnitt 64 eingesetzt ist, eine Innenwand 74, die ein Paar winkelmäßig beabstandeter Vertiefungen 76a und 76b darin aufweist. Ein Federstift 78, der von dem Okularrohr 22 gehalten ist, umfasst eine Rastkugel 80, die zum Eingriff in eine bestimmte Vertiefung 76a oder 76b vorbelastet ist, die damit zur Ausrichtung gehört. Die Vertiefungen 76a und 76b befinden sich 180 Grad entgegengesetzt zueinander in der Querschnittsebene 3-3, die in Fig. 2 gezeigt ist und das Okular 18a in eine linke und eine rechte Hälfte halbiert, wobei sich die Vertiefung 76a in einer rückwärtigen Position und die Vertiefung 76b in einer vorderen Position befindet. Der Federstift 78 ist derart angeordnet, dass er auf einer Linie der Vorbelastungskraft koplanar mit der zweiten optischen Achse 36 wirkt, so dass, wenn die Rastkugel 80 zu einer der beiden Vertiefungen 76a oder 76b ausgerichtet ist, das Okularrohr 22 lösbar in einer Drehstellung befestigt wird, in der die zweite optische Achse 36 mit der Halbierungsebene 3-3 koplanar ist. Wenn die Rastkugel 80 in die Vertiefung 76a eingreift, entspricht der Einblickwinkel des Mikroskops 10 dem Winkel A1. Wenn die Rastkugel 80 in die gegenüberliegende Vertiefung 76b eingreift, entspricht der Einblickwinkel dem Winkel A2.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht deshalb einem Benutzer, schnell und einfach einen Einblickwinkel A1 oder A2 durch Drehen des Okularrohrs 22 um die erste optische Achse 34 herum auszuwählen, bis die ausrückbare Arretierung 70 wirkt, das Okularrohr in einer geeigneten Drehstellung festzulegen. Man erkennt, dass sich die Einblickwinkel A1 und A2 um das Zweifache des Vorgabewinkels B unterscheiden, der durch die erste und zweite optische Achse 34 und 36 gebildet ist. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt der Einblickwinkel A1 60 Grad, der Einblickwinkel A2 beträgt 45 Grad und der Vorgabewinkel B beträgt 7,5 Grad, wobei natürlich auch andere Winkel möglich sind. Infolgedessen vermeidet die vorliegende Erfindung die Verwendung aufwendigerer optischer Einrichtungen, d. h. optischer Einrichtungen, durch die der Vorgabewinkel B gleich dem gesuchten nach dem Unterschied beim Einblickwinkel A1 minus A2 sein muss; mit dem Vorteil, dass Aberrationen und Bildverzerrungen abgeschwächt werden.

Die Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform, die hier geoffenbart ist, ist zur Befestigung an dem Mikroskopkörper 12 mittels einer Aufnahme 60 gedacht. In dieser Beziehung kann es für einen Benutzer wünschenswert sein, eine Mehrzahl befestigbarer Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu besitzen, von denen jede ein unterschiedliches Paar von Einblickwinkeln A1 und A2 ermöglicht. Alternativ kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, die Aufnahme 60 einheitlich mit dem Mikroskopkörper 12 auszubilden, so dass die Vorrichtung dauerhaft an dem Mikroskop befestigt ist.

Man erkennt, dass dort, wo das Mikroskop 10 ein Stereomikroskop ist, die Vorrichtung 20 in Verbindung mit dem Okular 18b zusätzlich zu dem Okular 18a vorgesehen ist. Das Okular 18b ist mit einer dritten optischen Achse 82 ähnlich der ersten optischen Achse 34 und damit zusammenfallend, und einer vierten optischen Achse (nicht gezeigt) ähnlich der zweiten optischen Achse 36 verbunden. Um den Einblickwinkel des Mikroskops 10 zu ändern, müssen beide Okularrohre 22 um ihre entsprechenden Drehachsen gedreht werden, nämlich um die erste optische Achse 34 und die dritte optische Achse 82.

Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass Äquivalente die verschiedenen mechanischen und optischen Merkmale der bevorzugten, hier geoffenbarten Ausführungsform ersetzen können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die Ansprüche festgelegt ist.

Bezugsziffernlinste

A1, A2 Einblickwinkel
B Vorgabewinkel; schiefer Winkel (gebildet von (

34

) + (

36

))

10

Mikroskop

11

Horizontale (Tischebene von (

10

))

12

Mikroskopkörper

18

a,

18

b Okular(e)

18

a,

60

Okulareinheit

20

Einstellvorrichtung

22

Okularrohr

24

,

24

',

24

" optische Einrichtung(en)

26

Einrichtung zur Befestigung von (

22

)

28

Lichteintrittsende von (

22

)

30

Lichtaustrittsende von (

22

)

32

Durchgang

34

erste optische Achse

36

zweite optische Achse

37

Gewindehülse

38

Prisma

40

erste brechende Oberfläche von (

38

)

42

zweite brechende Oberfläche von (

38

)

44

innere Stufe

46

Reflexionsprisma

48

Eintrittsfläche von (

46

)

50

erste reflektierende Oberfläche von (

46

)

52

zweite reflektierende Oberfläche von (

46

)

54

Austrittsfläche

56

erste Spiegelfläche

58

zweite Spiegelfläche

60

ringförmige Aufnahme

62

erster Abschnitt von (

60

)

64

zweiter Abschnitt von (

60

)

66

Ringflansch von (

22

)

68

Ende von (

64

)

70

einrückbare Arretierung

72

Buchse

74

Innenwand

76

a,

76

b Vertiefung(en)

78

Federstift

80

Rastkugel

82

dritte optische Achse

3-3

Querschnittsebene ("vertikale Halbierungsebene")

Claims (8)

1. Mikroskop, mit einer an einem Mikroskopkörper (12) befestigbaren Okulareinheit (18a, 60) und einer optischen Ablenkeinheit, die gegenüber dem Mikroskopkörper (12) eine im Okular (18a) um einen Vorgabewinkel (B) gekippte optische Achse (36) gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinheit in die Okulareinheit (18a, 60) integriert ist und dass das Okular (18a) zusammen mit der Ablenkeinheit um die optische Achse (34) im Mikroskopkörper (12) herum drehbar ausgebildet ist, wobei bei einer solchen Drehung die optische Achse (36) im Okular (18a) auf einem Kegelmantel um die optische Achse (34) im Mikroskopkörper (12) liegt und insoweit eine Einstellung des Einblickwinkels (A1, A2) möglich ist, unter dem ein Beobachter relativ zu der optischen Achse (34) im Mikroskopkörper (12) in das Okular (18a, 18b) einblickt.

2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Okulareinheit (18a, 60) eine ringförmige Aufnahme (60) mit einem ersten Abschnitt (62) zur drehfesten Anbringung der Okulareinheit (18a, 60) am Mikoskopkörper (12) und mit einem zweiten Abschnitt (64) zum drehbaren Befestigen des Okulars (18a) an der Aufnahme (60) aufweist.

3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel, um den das Okular (18a) zusammen mit der Ablenkeinheit um die optische Achse (34) im Mikroskopkörper (12) herum drehbar ist, vermittels einer federbeaufschlagten und in eine Mehrzahl vorgegebener, winkelmäßig beanstandeter Vertiefungen (76a, 76b) einrastenden Rastkugel (80) in vorgegebenen Winkelstellungen festlegbar ist.

4. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Okular (18a) in einem einen Ringflansch (66) aufweisenden Okularrohr (22) aufgenommen ist, der das Okularrohr (22) bezüglich der Aufnahme (60) in seiner Axialposition festlegt.

5. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinheit als brechendes Prisma (38) mit zwei brechenden Flächen (40, 42) oder als Reflexionsprisma (46) mit zwei reflektierenden Flächen (50, 52) oder als Doppelspiegel mit zwei voneinander getrennten Spiegelflächen (56, 58) ausgebildet ist.

6. Mikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das brechende Prisma (38) als achromatisches Keilprisma ausgebildet ist.

7. Mikrokop nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop (10) als Binokularmikroskop mit zwei in ihrem Einblickwinkel (A1, A2) einstellbaren Okularen (18a, 18b) ausgebildet ist.

8. Mikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Okulare (18a, 18b) des Binokularmikroskops bei Einblickwinkeln (A1 oder A2) von 45° oder 60° gegenüber der Horizontalen (11) arretierbar sind.