DE20116198U1

DE20116198U1 - Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope

Info

Publication number: DE20116198U1
Application number: DE20116198U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2011-09-29

Description

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Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope

Die Erfindung bezieht sich auf Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, bevorzugt zur Untersuchung pathologischer Präparate, mit einer im Mikroskopfuß integrierten Beleuchtungsquelle, wobei zum Zwecke der Auslenkung des Beleuchtungsstrahlenganges in die Abbildungsebene mindestens ein Umlenkspiegel angeordnet ist.

Derartige Mikroskope sind allgemein bekannt. Das Licht gelangt dabei über den Umlenkspiegel in den vorzugsweise in senkrechter Richtung liegenden Beleuchtungs-, beziehungsweise Abbildungsstrahlengang durch einen lichtdurchlässigen Objekttisch (Durchlichtbeleuchtung).

Darüber hinaus befindet sich bei bekannten Lösungen am Mikroskopkopf eine zusätzliche Beleuchtungsquelle, die ein Objekt von oben her schräg beleuchtet.

Nachteilig bei derartigen, üblicherweise voneinander getrennt schaltbaren, Beleuchtungssystemen ist neben dem relativ hohen gerätetechnischen Aufwand zur Beleuchtung der Probe über die am Mikroskopkopf angeordnete Beleuchtungsquelle, die dabei auftretende extreme Wärmebelastung im Bereich des Objektes.

In DE-GM 88 08 178.8 wird eine Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop vorgestellt, bei welcher, ausgehend von mindestens einer im Mikroskopfuß eingebrachten Beleuchtungsquelle, das Licht wahlweise von unten durch den lichtdurchlässigen Objekttisch und/oder über am Mikroskopkopf angebrachte, verstellbare Umlenkelemente zur Probe gelangt.

Eine zusätzliche, die Probe von oben beleuchtende, Lichtquelle wird somit vermieden.

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Derartig gestaltete Mikroskope ermöglichen durch die wahlweise Zuführung des Lichtes direkt auf die zu untersuchende Probe, dass diese zunächst betrachtet und dadurch eine Lageorientierung auf dem Objekttisch vorgenommen werden kann. Als ungünstig erweist sich jedoch, die relativ aufwendige Gestaltung des Mikroskopkopfes.

Zum. Zwecke der Betrachtung und groben Orientierung eines, beispielsweise zu untersuchenden pathologischen Präparates, ist es eher zweckmäßig neben dem Mikroskop eine zusätzliche Beleuchtungseinheit anzuordnen, was jedoch den Nachteil hat, dass der gerätetechnische Aufwand sehr hoch ist.

Ausgehend von den Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass mit einer Beleuchtungsquelle bei minimalem Kostenaufwand sowohl eine Groborientierung eines Objektes, als auch mikroskopische Untersuchungen möglich sind, so dass damit eine Verbesserung des Gebrauchswertes des Gesamtgerätes erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ausgehend von der Beleuchtungsquelle vor dem Objekttisch optische Elemente zur wahlweisen Aufspaltung des Beleuchtungsstrahlenganges in einen Strahlengang zur Mikroskopie und einen Strahlengang zur externen Beleuchtung des Präparates vorgesehen sind.

Eine zusätzliche Beleuchtungseinheit, um beispielsweise ein zu untersuchendes pathologisches Präparat vor . der Mikroskopie zu betrachten, so dass dabei bereits eine Vororientierung erfolgen kann, ist nicht erforderlich.

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Zweckmäßigerweise ist dazu die optisch wirksame Fläche eines im Mikroskopfuß angeordneten Umlenkspiegels lichtteildurchlässig gestaltet, wobei der den Umlenkspiegel in Richtung des Mikroskopikers durchdringende Anteil des Lichtes, ein, zur externen Präparatbeleuchtung fixiertes, optisches Element beleuchtet.

Dieses optische Element ist · vorteilhafterweise als Mattscheibe (mattiertes Glas oder Milchglasscheibe) ausgebildet und bezüglich seiner Winkellage zur senkrechten Sitzposition des Mikroskopikers mit an sich bekannten Justiermitteln in seiner Lage veränderbar, wobei zum Lichtaustritt in Richtung des Mikroskopikers eine verschließbare Öffnung im Lichtkanal des Mikroskopfußes vorgesehen ist.

Die Lage, der Beleuchtungsachse der Mattscheibe kann somit in Abhängigkeit von der Sitzposition des Mikroskopikers und der Bauform des Mikroskops verändert werden.

Empfehlenswert ist, diese so auszurichten, dass sie in einem Winkelbereich von 3 0 bis 60 Grad zur senkrechten Sitzposition des Mikroskopikers geneigt ist.

Zur Vermeidung von zusätzlichen gerätetechnischen. Aufwand erweist es sich als günstig, die Mattscheibe sowie die • Verstellmechanismen direkt im Mikroskopfuß zu integrieren.

Infolgedessen, dass das zur externen Präparatbeleuchtung ausgelenkte Licht unter Umständen zur Mikroskopie, wie beispielsweise bei Fluoreszenz, störend ist, wird die Öffnung im. Lichtkanal des Mikroskopfußes während der Untersuchung der Probe verschlossen. Denkbar wäre dies über eine entsprechend angeordnete Klappe oder Lichtfalle.

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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante besteht das optische Element aus mindestens einem Prisma, welches mindestens eine, zum Zwecke der Lichtauslenkung dienende, reflektierende Fläche besitzt sowie eine Lichtaustrittsfläche mit einer mattierten Oberfläche aufweist. In diesem Falle wirkt das Prisma sowohl als Umlenkspiegel, als auch als Mattscheibe.

Da an die verwendeten Prismen, außer an die mattierte Lichtaustrittsfläche, nur geringe Forderungen hinsichtlich der Fertigungstoleranzen gestellt werden, sind somit auch Bauteile einsetzbar, die anderweitig in der Hochleistungsoptik keine Anwendung mehr finden.

Da mit dem Aufspalten des Beleuchtungsstrahlenganges zur externen Präparatbeleuchtung geringfügige, unter Umständen störende, Beleuchtungsverluste verbunden sind, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante mindestens ein optisches Element (Prisma oder Prismenkombinationen) unmittelbar am Lichtaustritt des Beleuchtungsstrahlenganges in den Strahlengang eingeschwenkt.

Dies erfolgt, in dem das optische Element, beziehungsweise die optischen Elemente mit an sich bekannten Mitteln, die am Stativ des Mikroskops befestigt sind, in Richtung des Strahlenganges, beispielsweise mittels einer Rasteinheit verschoben und, sofern die externe Beobachtung nicht mehr erforderlich ist, aus diesem wieder ausgeschwenkt wird.

In einer bevorzugten Variante bestehen die optischen Elemente aus.zwei miteinander verbundenen Prismen, die den zur externen Beleuchtung dienenden Strahlengang auf die mattierte Lichtaustrittsfläche des verwendeten Umlenkprismas lenken.

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Zweckmäßigerweise ist dazu ein Bauernfeindprisma vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den dazugehörenden Zeichnungen zeigen

Fig.l den schematischen Aufbau des Mikroskopfußes mit integrierter Mattscheibe,
Fig.2 die Darstellung des externen Strahlenganges unter

Verwendung eines Prismas,
Fig. 3 die Anordnung des in den !Strahlengang einschwenkbaren optischen Elementes

Fig.l zeigt den Beleuchtungsstrahlengang BS eines Mikroskops. Ausgehend von einer im Mikroskopfuß fixierten Beleuchtungsquelle 1 gelangt das Licht durch den Lichtkanal 2 auf einen teilweise lichtdurchlässigen Umlenkspiegel 3 und wird von diesem in. senkrechter Richtung durch eine Öffnung 4 im Lichtkanal 2 in Richtung der nicht dargestellten Objektebene abgelenkt.

Infolge dessen, dass der Umlenkspiegel 3 das Licht nicht vollständig reflektiert erfolgt an diesem eine Aufspaltung des Beleuchtungsstrahlenganges BS in den zur Mikroskopie dienenden, reflektierten Strahlengang BSm und in den den Umlenkspiegel 3 durchdringenden, zum Zwecke der externen Beleuchtung eines Präparates vorgesehenen, Strahlengang BSe. ■

Zur externen Beleuchtung des Objektes, beispielsweise zur Erkennung und Groborientierung eines zu untersuchenden pathologischen Präparates, gelangt der Teil des Lichtes, der den Umlenkspiegel 3 durchdringt, durch eine weitere im Lichtkanal 2 eingebrachte Öffnung 5 auf einen Umlenkspiegel

ue.

6, welcher das Licht in der Weise auf eine, ebenfalls im Mikroskopfuß angeordnete Mattscheibe 7 ablenkt, dass diese vollständig ausgeleuchtet wird.

Das zu untersuchende Präparat kann insoweit vor der Auflage auf den Objekttisch über die beleuchtete Mattscheibe 7 betrachtet werden, so dass der Mikroskopiker bestimmte Details bereits vor der Mikroskopie erfassen kann.

Je nach Sitzposition des Mikroskopikers sowie der Bauform des Mikroskops ist dabei der Winkel &agr; zwischen der Haltung des Mikroskopikers, welche im vorliegenden Beispiel durch die senkrechte Position 8 dargestellt ist, und der Beleuchtungsachse 9 der Mattscheibe 7 entsprechend zu optimieren. Dazu dienen konventionelle Verstellmechanismen, die, aus Gründen der vereinfachten Darstellung, in der Fig. nicht ersichtlich sind.

Um störende Einflüsse der externen Beleuchtung des Präparates während der Mikroskopie auszuschließen, wird der Strahlengang BSe während dieses Vorganges durch Schließen der Öffnung 5, beispielsweise über eine nicht dargestellte Klappe oder Lichtfalle gesperrt.

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltungsvariante, bei welcher die Kombination Umlenkspiegel 6 - Mattscheibe 7 durch ein Prisma 10 ersetzt wird .

Das den Umlenkspiegel 3 durchdringende Licht wird von den reflektierenden Flächen 11 und 12 auf eine mattierte Lichtaustrittsfläche 13 am Prisma 10 abgelenkt. Das Prisma 10, welches, in seiner Lage mit an sich bekannten Mechanismen zur Sitzposition des Mikroskopikers verstellt werden kann, übernimmt dabei die Aufgabe der Ablenkung des

Strahlenganges Bse sowie die Beleuchtung des Präparates über die mattierte Vorderseite der Lichtaustrittsfläche 13.

In einer aus Fig.3 ersichtlichen Ausgestaltungsvariante erfolgt die Aufspaltung des Beleuchtungsstrahlenganges BS nicht im Mikroskopfuß, sondern . unmittelbar nach dem senkrechten Austritt aus dem Lichtkanal 2.

Dazu wird eine Prismenkombination, bestehend aus dem Prisma 14 zur Aufspaltung des Beleuchtungsstrahlenganges BS in den Strahlengang zur Mikroskopie BSm und den Strahlengang zur externen Beleuchtung BSe und dem Prisma 15 zur Ablenkung des Lichtes auf eine zu beleuchtende mattierte Lichtaustrittsfläche 16 verwendet Diese wird in den Beleuchtungsstrahlengang BS über, nicht näher dargestellte, am Mikroskopstativ befestigte, Halterungs-, beziehungsweise Verstellelemente eingeschwenkt.

Störende Einflüsse bei der Mikroskope werden mit dieser Ausgestaltungsvariante nahezu vermieden, da bei der Untersuchung eines ■ Präparates die Prismenkombination (14,15) wieder aus dem Beleuchtungsstrahlengang BS herausgeführt werden kann, so dass keine Lichtverluste während der Mikroskopie auftreten.
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Bezugszeichenliste

1 Beleuchtungsquelle

2 Lichtkanal

3,6 Umlenkspiegel

4,5 Öffnung

7 Mattscheibe

8 senkrechte Sitzposition

9 Beleuchtungsachse der Mattscheibe 10,14,15 Prisma

11,12 reflektierende Fläche

13,16 Lichtaustrittsfläche

BS Beleuchtungsstrahlengang

BSm Beleuchtungsstrahlengang Mikroskopie

BSe Beleuchtungsstrahlengang externe

Beleuchtung

&agr; Verstellwinkel

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, bevorzugt zur Untersuchung pathologischer Präparate, mit einer im Mikroskopfuß integrierten Beleuchtungsquelle (1), wobei zum Zwecke der Auslenkung des Beleuchtungsstrahlenganges (BS) in die Abbildungsebene mindestens ein Umlenkspiegel (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der Beleuchtungsquelle (1) vor der Objektebene optische Elemente (6, 10,14, 15) zur wahlweisen Aufspaltung des Beleuchtungsstrahlenganges (BS) in einen Strahlengang zur Mikroskopie (BS_M) und einen Strahlengang zur externen Beleuchtung (BSe) des Präparates vorgesehen sind.

2. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Fläche eines im Mikroskopfuß angeordneten Umlenkspiegels (3) lichtteildurchlässig ist und der den Umlenkspiegel (3) in Richtung des Mikroskopikers durchdringende Anteil des Lichtes, ein, zur externen Präparatbeleuchtung fixiertes, optisches Element (7) beleuchtet.

3. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (7) als Mattscheibe ausgebildet sowie bezüglich seiner winkellage über einen zweiten, mit an sich bekannten Justierelementen verstellbaren, Umlenkspiegel (6) zur Sitzposition des Mikroskopikers in seiner Lage veränderbar ist und der Lichtkanal (2) im Mikroskopfuß zum Zwecke des Lichtaustritts in Richtung des Mikroskopikers eine verschließbare Öffnung (6) besitzt.

4. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (7) im Mikroskopfuß integriert ist.

5. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element aus mindestens einem Prisma (10) besteht, welches mindestens eine, zum Zwecke der Lichtauslenkung dienende, reflektierende Fläche (11, 12) besitzt und die Lichtaustrittsfläche (13) eine mattierte Oberfläche aufweist.

6. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mattscheibe (7) in ihrer Lage derart fixiert ist, dass ihre Beleuchtungsachse (9) unter einem Winkel von 30 bis 60 Grad zur senkrechten Sitzposition (8) des Mikroskopikers steht.

7. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an sich bekannte, am Stativ des Mikroskops befestigte, Mittel zum Einschwenken des und/oder der, zum Zwecke der Aufspaltung des Beleuchtungsstrahlenganges (BS) dienenden optischen Elementes, beziehungsweise Elemente (14, 15), unmittelbar nach Austritt des Strahlenganges (BS) aus dem Mikroskopfuß vorgesehen sind.

8. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Elemente aus zwei miteinander verbundenen Prismen (14, 15) bestehen, die den zur externen Beleuchtung dienenden Strahlengang (BSe) auf die mattierte Lichtaustrittsfläche (16) des Umlenkprismas (15) lenken.

9. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma (10, 14, 15) als Bauernfeindprisma ausgebildet ist.