DE2443167A1 - Scharfeinstellvorrichtung - Google Patents

Description

• Scharfeinstellvorrichtung.
• Die Erfindung betrifft eine Scharfeinstellvorrichtung für optische Gerste.
• Bei Mikroskopen wird mit einer Grob- und einer Feinstellschraube nach Gutdünken des Beobachters scharf eingestellt, wobei vom Objektiv ein reelles Zwischenbild entworfen wird, das dann mittels des Okulars hetrachtet wird. Bei wenig kontrastreichen Objekten ist diese Methode jedoch unbefriedigend, da der Beohachter unter Ümständen keinen Punkt des Objektes findet der sich genügend von der Umgehung abhebt, so daß er auf ihn einstellen könnte. Bei Reihenuntersuchungen ermüdet zudem d-as Auqe des Beobachters von den Anstrenqunqen beim Scharfeinstellen schnell.
• Meistens muß bei Objektwechsel erneut eingestellt werden, wodurch der Vorganq wiederholt wird.
• Es sind Einstellhilfen für Mikroskone bekannt, hei denen durch mechanische Abtaster der Abstand zum Objekt ermittelt wird. Dabei kann das Objekt aber deformiert werden. Außerdem setzt diese Methode voraus, daß das Objekt über grmere Teile hinweg gleich hoch ist. Die Justierung eines solchen Abtasters ist schwierig und zudem fiir jedes Objektiv gesondert durchzuführen. Pneumatisch geregelte Einstellvorrichtungen können ehenfalls das Objekt ungünstig- beeinflussen. Außerdem muß es so schwer sein, daß es in Luftstrom nicht wegflieqt. Der Aufwand für fernsehtechnische Einstelivorrichtungen ist äußerst qroß.
• er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scharfstellvorrichtung zu schaffen, die auf das Objekt keinen Einfluß nimmt.
• Sie soll auch nachträglich in Auflicht-Mikrosko@e eingebaut werden können. Weiterhin soll sie beim Auf- und Durchlichtverfahren sowie unabhängig vom benutzten Objektiv arbeiten.
• Die Lösunq der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß ein Lichtpunkt in der Zwischenbildebene oder einer ihr gleichwertigen Ebene erzeugt und durch das Objektiv in die Objektfläche des Objektivs abgebildet wird.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Lichtpunkt mittels Laserlicht erzeugt wird, wobei nicht auf kleinsten Lichtpunkt auf dem Objekt, sondern auf größte (;ranulen im Beugungsbild des Lichtnunktes von hand und/oder automatisch eingestellt wird.
• Die Erfindung wird im folgenden mittels zweier Ausführungsbeispiele anhand der Figuren 1 und 2 naher erläutert.
• Ein prinzinieller Strahlengang ist in Fiqur 1 ezeit, Der Beobachter muß so einstellen, daß das Bild des Lichtnunktes 12, 12' auf die Oberfläche des Objektes kommt, dann hat er scharf eingestellt. Befindet sich die Oberfläche des Objekts 1 ober- oder unterhalb der Objektebene 7, sieht er statt des Punktes 12, 12' einen größeren Lichtfleck. Er muß also so einstellen, daß der Punkt 12 seine kleinste Ausdehnung hat. Der Meßsträhl, dargestellt durch parallele Lichtbündel 2, wird über den Auflichtkondensor 3, den Strahlteiler 4 und die @upillenebene 5 sowie das Objektiv 6 auf das Objekt 1 gelenkt. Dabei kann die Beleuchtunq des Objektivs 1 in iiblicher Weise entweder in Auflicht oder Durchlicht erfolgen.
• Auf diesen Punkt 12 kleinster Ausdehnung kann mit technischen rlitteln auch automatisch scharf gestellt werden, z.B. durch eine photoelektrische Intensitätsmessung im Bild dieses Punktes 12, 12', wobei über einen Regelkreis der Enin- und/oder Grobtrieb motorisch so lange bewegt wird, bis maximale Intensität gemessen wird.
• wird ein Deckgläschen verwendet so ist beim Durchfahren der Objektebene 7 auf einen zweiten Lichtpunkt (nicht dargestellt) einzustellen. Da die Zwischenbildebene 8 im Mikroskop (schematisch dargestellt durch das Okular 9) festliegt, arbeitet die Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung unabbängig vom benutzten Objektiv 6.
• Die Oberflache des Objekts 1 hraucht nicht ehen zu sein. Der Bereich, in dem der Lichtpunkt fokusiert ist, entspricht der Schärfentiefe des Objektivs 6. Mit zunehmender Objektivvergrößerung und damit der numerischen Apertur wird die Schärfentiefe geringer. Das hat zur Folger daß hei stark vergrößernden Objektive 6 genauer auf die Schärfenebene eingestellt werden kann.
• Wird zur Herstellung des Lichtnunktes 12 in der Zwischenbildebene 8 ein Laser benutzt, etwa ein t1elium-Neon--Laser, so eraibt sich der Vorteil der günstigen Intensitätsverteilung im Punkte, da nämlich der Laserstrahl 2, 11 in seiner Achse 11 ein deutliches ttaximum der Intensität besitzt. Dieses Maximum hat dann auch der Lichtpunkt 12, 12', so daß noch leichter aüf dieses eingestellt .
• werden kann.
• Bei Benutzung von Laserlicht 2, 11 (siehe nimmehr Figur 2) kann die bekannte Erscheinung der Granulation qenutzt werden.
• Die Granulation ist eine Erscheinung, die immer dann auftritt, wenn kohärentes Licht auf eine statistisch streuende flache trifft. Die von einem streuenden Punkt der Fläche ausqehenden Lichtwellen interferieren mit jeder, von einem anderen Punkt ausgehenden Lichtwelle. Dadurch entsteht eine statistische Hell-Dunkel-Verteilung, die Granulation, Dabei hängt die Größe der Granulen von der Ausdehnung der kohärent beleuchteten Fläche ab.
• Das Granulationsfeld ist ein Beuqungshild dieser Fläche.
• Laserlicht ist in hohem laße kohärent, also interferenzfähig.
• Es gibt in der Praxis kaum eine Oberfläche, die so wenig Unregelmäßig]-eiten aufweist, daß im Laserlicht keine Grapulation auftritt.
• Der mit Laserlicht 2, 11 erzeuqte Lichtnunkt 12, 12' sei nun auf die Oberfläche des Objekts 1 (die Bezugszeichen entsprechen den Teilen der Ausführung nach Figur 1) abgebildet. In der Pupillenebene 5 entsteht das Praunhofersche Beugungsbild 13 sowohl des Objektes 1 als auch des Lichtnunktes 12. Durch Einbringen einer weiteren Linse, z.B. Bertrand-Linse 14, in den Abbildungsstrahlengang 15 kann die Pupillenebene 5 in die Zwischehildebene 8 und der Lichtpunkt 13 als Lichtnunkt 13' abgebildet und somit betrachtet bzw. ausgemessen werden.
• Ist das Objekt 1 deformiert, so ist die vom Laserlicht 2, 11 ausgeleuchtete Fläche nicht punktförmig, sondern flachenhaft. Es wird eine mehr oder weniger gro]ze Granulation betrachtet. Wird das Objekt 1 der Schärfenebene 7 genähert, so wird die vom Laser 2, 11 beleuchtete Fläche immer kleiner, die beobachteten Granulen wachsen schnell an und erreichen ihre maximale Große, enn das Objekt 1 in der Schärfenebene 7 lieqt. Der Kontrast im Bild der Punillenebene 5 ist dann am geringsten. Im Idealfall (Lichtpunkt beugungsbegrenzt, keine Phasenstorungen), wäre die Pupillenebene 5 qleichmäßig ausgeleuchtet, der Kontrast Null. Auf größte Ausdehnung der Granulen oder auf geringsten Kontrast kann mit bekannten Mitteln auch automatisch eingestellt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Scharfeinstellvorrichtung für optische Geräte, gekennzeichnet durch Erzeugung eines Lichtnunktes (12, 12', 13, 13') in der Zwischenbildebene (8) oder einer ihr gleichwertigen Ebene und durch Abbildung des Lichtpunktes (12, 12'; 13, 13'Y durch das Objektiv (G) in die Objektfläche (7) des Objekts (1).

2. Scharf ein stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-.

zeichnet, daß das Einstellen des Gerates automatisch erfolgt.

3. Scharfeinstellvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Erzeugung des Lichtpunktes (12, 12', 13, 13') mittels Laserlicht (2, 11).

4. Scharfeinstellvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einstellen nicht auf kleinsten Lichtpunkt auf dem Ohjekt (1), sondern auf größte Granulen im Beugungsbild (13) des Lichtpunktes (12)-von IIand und/oder automatisch.