-
Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1.
-
Allgemein bekannt sind Mikroskope, mit denen Objekte vergrößert betrachtet werden können, für die Betrachtung eines Objekts bei Beleuchtung mit sichtbarem Licht.
-
Ebenfalls bekannt ist die Technik der Fluoreszenzmikroskopie, bei der üblicherweise spezielle Fluoreszenzmikroskope, verwendet werden. Der Aufbau eines typischen Fluoreszenzmikroskops ist beispielsweise in der
DE 103 39 784 A1 beschrieben.
-
Insbesondere im Feld der Operationsmikroskopie, bei der das Mikroskop während einer Operation am Patienten verwendet wird, besteht oft Bedarf, während des Eingriffs sowohl auf Bilder, wie sie mittels üblicher Auflichtmikroskopie bereitgestellt werden können als auch auf mittels Fluoreszenzmikroskopie erzeugbare Bilder zurückgreifen zu können, wobei beide Arten von Bildern dieselbe Ansicht des Objekts liefern sollten. Neben den höheren Kosten, die aus der Verwendung zweier Mikroskope entstehen, ergeben sich dabei Probleme, weil es wenn überhaupt nur mit hohem Aufwand möglich ist, sicherzustellen, dass die Mikroskope jeweils so positioniert sind, dass tatsächlich dasselbe Bild gezeigt wird.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Mikroskopbereitzustellen, mit dem sowohl koventionelle Auflichtmikroskopie als auch Fluoreszenzmikroskopie durchgeführt werden kann und das vorzugsweise einen Wechsel zwischen beiden Betriebsmodi erlaubt, der die Lage des dargestellten Bildausschnitts konstant lässt.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Mikroskop mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Das erfindungsgemäße Mikroskop umfasst eine Beobachtungsoptik, die mindestens eine Okularoptik aufweist und eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung eines zu beobachtenden Objekts, die mindestens eine Lichtquelle, eine Kollektoroptik und ein Umlenkmittel aufweist. Ferner weist es eine gemeinsame Objektivoptik für Beobachtungsoptik und Beleuchtungsoptik auf.
-
Eine „Optik” im Sinne dieser Patentschrift ist eine Kombination von in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten optischen Bauelementen, mit der -gegebenenfalls unter Einbeziehung von bzw. im Zusammenwirken mit weiteren optischen Elementen oder anderen Optiken- eine bestimmte Funktion, jeweils dem Wort „Optik” vorangestellte Funktion erfüllt wird. Damit soll der Tatsache Rechnung getragen werden, dass in der heutigen Optik typischerweise Funktionen durch Kombinationen optischer Bauelemente ermöglicht werden. Beispielsweise handelt es sich bei Okularen von Mikroskopen typischerweise um Linsenkombinationen.
-
Erfindungswesentlich ist, dass das Mikroskop zumindest eine zweite Beleuchtungsoptik mit einer zweiten Lichtquelle, einer Kollektoroptik und einem Umlenkmittel aufweist, wobei die zweite Beleuchtungsoptik an der gemeinsamen Objektivoptik Licht mit einer anderen Wellenlängenverteilung und/oder einer anderen Polarisation bereitstellt als die erste Beleuchtungsoptik.
-
Durch das Vorsehen einer derartigen zweiten Beleuchtungsoptik wird es möglich, das Objekt ohne seine Position zu verändern abwechselnd oder gleichzeitig mit unterschiedlichen Arten von Licht zu beleuchten.
-
Technisch kann die Änderung der Wellenlängenverteilung und/oder der Polarisationsrichtung entweder durch Anordnen eines Wellenlängen- und/oder Polarisationsfilters oder durch Wahl einer entsprechenden Lichtquelle erzielt werden.
-
In einer besonders preisgünstigen Ausführungsform der Erfindung mit mindestens einer wellenlängenselektiven Beleuchtungsoptik, ist ein Wellenlängenfilter vorgesehen, während die Umlenkmittel als dichroitische Filter ausgeführt sind, die nur im gewünschten Wellenlängenbereich reflektieren und den Licht mit einer Wellenlänge, die nicht in den gewünschten Wellenlängenbereich fällt, aus dem Strahlengang entweichen lassen. Dies führt dazu, dass de facto innerhalb der Beleuchtungsoptik wenn eine preisgünstige Weißlichtquelle verwendet wird eine mehrfache Filterung erfolgt, die die Anforderungen an die Qualität des verwendeten Wellenlängenfilters und damit dessen Preis erheblich senkt.
-
Fügt man eine optionale Möglichkeit zur Regelung der durch die einzelnen Beleuchtungsoptiken bereitgestellten Lichtintensität hinzu, beispielsweise durch variable Stromversorgung der Lichtquellen oder variable Blenden oder Absorptionsfilter, kann sogar eine Variation der Anteile der jeweiligen Lichtsorten erreicht werden.
-
Nützlich ist es ferner, wenn mindestens eine Beleuchtungsoptik eine Skala aufweist, die durch Beleuchtung mit von der Lichtquelle ausgesandtem Licht über die gemeinsame Objektivoptik auf ein zu beobachtendes Objekt projizierbar ist.
-
Die im Hinblick auf die Eigenschaften des bereitgestellten gemischten Lichts beider Beleuchtungsoptiken wird in einem solchen Mikroskop mit erster und zweiter Beleuchtungsoptik, die unterschiedliches Licht bereitstellen, erreicht, wenn die erste Beleuchtungsoptik und die zweite Beleuchtungsoptik jeweils eine Hilfslinse aufweisen, wobei die Kollektoroptik die Lichtquelle in etwa in die Ebene der Hilfslinse abbildet und wobei die Hilfslinse die Ebene, in der das Licht der Lichtquelle am homogensten ist, nach unendlich abbildet. Zwischen Hilfslinsen und der gemeinsamen Objektivoptik herrscht also Kollimation. Das Objektiv sorgt dann für die Abbildung in die Objektebene. Da sowohl für die Beleuchtungsoptik als auch für die Beobachtungsoptik paralleler Strahlengang beim gemeinsamen Objektiv vorliegen, ist für beide die Schärfeebene die Brennebene des Objektivs.
-
Sofern eine Skala vorhanden ist, ist es zweckmäßig, diese in der vorstehend genannten Ebene, in der das Licht der Lichtquelle am homogensten ist, anzuordnen. Die Ebene entspricht hinsichtlich ihrer Lage derjenigen Ebene, in der der Fachmann auch eine etwaig in dem Mikroskop vorgesehene Feldblende anordnen würde, d. h. der Ebene, an der der Rand einer Feldblende im Bild scharf erscheint. Die Lage dieser Ebene kann an einem gegebenen optischen System nötigenfalls einfach durch Überprüfen der Qualität der Abbildung einer Feldblende als Funktion ihrer Position im Beleuchtungssystem bestimmt werden.
-
Dies ist der Sachverhalt, der mit der Formulierung, dass die Skala in der Ebene der Feldblende liegt, umschrieben wird. Bei der praktischen Ausführung des Mikroskops ist es allerdings oftmals nicht praktikabel, tatsächlich eine Feldblende und eine Skala an derselben Stelle anzuordnen. Die bevorzugte Lösung für dieses Problem besteht dann darin, die Skala an der optimalen Stelle im Lichtweg anzuordnen und dafür die Feldblende geringfügig, typischerweise um etwa 0,1 bis etwa 0,5 mm, zu verschieben.
-
Wegen ihres einfachen Aufbaus besonders bevorzugt ist die Gestaltung der Skala als Strichplatte, also als Platte aus einem durchsichtigen Material mit darauf in regelmäßigem Abstand angeordneten undurchsichtigen Markierungen in Form von Strichen.
-
Besonders kompakte Beleuchtungsoptiken, die eine hohe Lichtintensität bereitstellen können erhält man, wenn die Lichtquelle der ersten Beleuchtungsoptik und/oder die zweite Lichtquelle eine LED aufweist. Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es zeigt:
-
1: Eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Mikroskops.
-
Die Darstellungen sind insoweit schematisch, als lediglich einzelne Funktionsbaugruppen oder Optiken abgebildet sind, die gegebenenfalls eine Unterstruktur haben oder aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sind. Ferner entsprechen die durch gepunktete Linien in den Figuren angedeuteten Verläufe von Lichtstrahlen nicht der (physikalischen) Realität, sondern wurden so dargestellt, dass sie die resultierenden Beleuchtungs- bzw. Abbildungsverhältnisse anschaulich wiedergeben.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Mikroskops 200. Das Mikroskop 200 weist als Beobachtungsoptik eine Okularoptik 201 und einen Vergrößerungswechsler 202 auf, mit dem stufenweise die Vergrößerung, mit der das Mikroskop 200 einen zu betrachtenden Gegenstand 204 abbildet, variiert werden kann. Ferner ist eine Objektivoptik 203 Bestandteil der Beobachtungsoptik.
-
Außerdem weist das Mikroskop 200 erfindungsgemäß zwei Beleuchtungsoptiken zur Beleuchtung des zu betrachtenden Gegenstands 204 auf, zu denen das Objektivoptik 203 jeweils ebenfalls gehört. Mit anderen Worten gesagt ist die Objektivoptik 203 also eine gemeinsame Objektivoptik für Beobachtungsoptik und beide Beleuchtungsoptiken.
-
Zu den Beleuchtungsoptiken gehören weiterhin jeweils Lichtquellen 210, 220, deren Lichtstrahlen durch Kollektoroptiken 211, 221 konzentriert werden und über Umlenkmittel 214, 215 bzw. 224, 225 auf Hilfslinsen 216, 226 gelenkt werden. Da im Strahlengang der ersten Beleuchtungsoptik ein Wellenlängenfilter 217 angeordnet ist, stellt die zweite Beleuchtungsoptik an der gemeinsamen Objektivoptik 203 Licht mit einer anderen Wellenlängenverteilung bereit als die erste Beleuchtungsoptik. Die Umlenkmittel 214, 215 können vorteilhaft als Filter realisiert werden, die das Licht nur im gewünschten Wellenlängenbereich reflektieren, insbesondere als dichroitische Filter.
-
Derselbe Effekt kann auch ohne Filterung durch den Wellenlängenfilter 217 erreicht werden, wenn Lichtquellen 210, 220, die eine unterschiedliche Wellenlängenverteilung aufweisen, verwendet werden. Ferner weist der Strahlengang der ersten Beleuchtungsoptik auch eine Feldblende 212 und eine Skala 213 auf.
-
Die Hilfslinsen 216, 226 sind so ausgewählt und angeordnet, dass die Kollektoroptik die jeweilige Lichtquelle 210, 220 in etwa in die Ebene der zugehörigen Hilfslinse 216, 226 abbildet und dass die Hilfslinse 216, 226 die Ebene, in der das Licht der zugehörigen Lichtquelle 210, 220 am homogensten ist, nach unendlich abbildet. Zwischen Hilfslinsen 216, 226 und der gemeinsamen Objektivoptik 203 herrscht also Kollimation. Die Skala 213 ist in der Ebene der Feldblende 212 angeordnet dargestellt und wird demzufolge auf das zu betrachtende Objekt 204 projiziert und bei der Abbildung des Objekts in der Beobachtungsoptik einschließlich der Objektivoptik 203 mit abgebildet. Bei realen Bauformen wird allerdings fast immer eine Verschiebung zwischen Skala 213 und Feldblende 212 von einigen zehntel mm auftreten. Die Skala 213 ist dann vorzugsweise an der idealen Position für die Feldblende 212 angeordnet, während letztere verschoben ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 200
- Mikroskop
- 201
- Okularoptik
- 202
- Vergrößerungswechsler
- 203
- gemeinsame Objektivoptik
- 204
- zu beobachtender Gegenstand
- 210, 220
- Lichtquelle
- 211, 221
- Kollektoroptik
- 212
- Feldblende
- 213
- Skala
- 214, 215, 224, 225
- Umlenkmittel
- 216, 226
- Hilfslinsen
- 217
- Wellenlängenfilter
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
