DE3010307A1

DE3010307A1 - Optisches system fuer ein diskussionsmikroskop

Info

Publication number: DE3010307A1
Application number: DE19803010307
Authority: DE
Inventors: Ken Yonekubo
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1980-10-02
Also published as: JPH0130126B2; DE3010307C2; US4283110A; JPS55130511A

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 4300 ESSHNT- Ate RSJHRSTOwr 1 ;· TiL.: (O2O1) 4126 Seite -^- "■ '■■"-' "--"- ο

OLYMPUS OPTICAL CO., LTD Hatagaya 2-43-2, Shibuya-ku, Tokyo-to, Japan

Optisches System für ein Diskussionsmikroskop

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System für ein Diskussionsmikroskop, mit dessen Hilfe mehrere Beobachter die vergrößerten Bilder derselben Probe bzw. desselben Objekts gleichzeitig beobachten können.-.

Ein Diskussionsmikroskop ist ein Gerät, in welchem der vom Objekt ausgehende Strahlengang durch das Objektiv in mehrere Strahlengänge aufgeteilt wird, so daß mehrere Beobachter die Bilder des Objekts durch Okulare beobachten können. Einer der Nachteile bei einem herkömmlichen optischen System^ eines derartigen Diskussionsmikroskops besteht darin, daß die Ober- und Unterseiten oder die rechten und linken Seiten der von verschiedenen Stellen aus beobachteten Bilder vertauscht sind, so daß die Orientierung der von einer Anzahl von Beobachtern beobachteten Bilder uneinheitlich sind.

Dieser Mangel herkömmlicher optischer Systeme für Diskussionsmikroskope wird durch die Erfindung ausgeräumt. Der Erfindung

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liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches System für ein Diskussionsmikroskop zur Verfugung zu stellen, mit dessen Hilfe eine Anzahl von Personen dieselbe Probe bzw. dasselbe Objekt anhand von einheitlich orientierten Bildern beobachten können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen des mit

dem erfindungsgemäßen optischen System ausgerüsteten Diskussionsmikroskop;

Fig. 3 bis 6 Darstellungen des erfindungsgemäßen optischen Systems;

Fig. 7 eine teilweise perspektivische Darstellung

des erfindungsgemäßen optischen Systems; und

Fig. 8 ein Beispiel einer in dem erfindungsgemäßen optischen System verwendeten Relaislinsen.

Einzelheiten des erfindungsgemäßen Diskussionsmikroskops werden nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels angegeben. Figur 1 ist eine Draufsicht und Figur 2 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Diskussionsmikroskops. Bei dem beschriebenen Diskussionsmikroskop ist ein optisches System mit fünf Okularpaaren 1, 2, 3, 4 und 5 an dem Objektiv 10 angeordnet. Der vom Objekt ausgehende Objektivstrahlengang wird geteilt und in der nachfolgend beschriebenen Weise von dem optischen System in jedes Okular gerichtet. Wie in Fig. 1 veranschaulicht

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ist, kann jeder Beobachter A. bis A₅ gleichzeitig die vergrößerten Bilder desselben Objekts bzw. derselben Probe beobachten. Figur 3 ist eine Draufsicht auf das optische System des beschriebenen Diskussionsmikroskops, Fig. 4 ist eine Darstellung desselben optischen Systems, gesehen aus der Richtung IV, Fig. 5 ist eine Darstellung in Richtung des Pfeils V und Fig. 6 eine Darstellung, gesehen in der .Richtung des Pfeils VI. Wie in diesen Ansichten gezeigt ist, weist das optische System in dem beschriebenen Diskussionsmikroskop ein Prisma P. mit einem Halbspiegel H^ über der Objektivlinse auf. Der Strahlengang durch die Objektivlinse wird von dem Halbspiegel H^, des Prismas P^ in zwei Strahlengänge geteilt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der eine, entlang der optischer Achse nach oben gehende Strahlengang* von dem ersten Beobachter A. durch ein Okular 1 beobachtet wird. Der andere, vom Halbspiegel H. reflektierte Strahlengang bzw. das reflektierte Strahlenbündel wird von einem Halbspiegel H„ eines Prismas P_? wiederum in zwei Strahlengänge bzw. -bündel geteilt. Einer der Strahlengänge wird an einer reflektierenden Fläche M₂ reflektiert und geht entsprechend der Darstellung in Fig. 3 nach rechts. Dieser Strahlengang bzw. diese Strahlenbündel durchläuft ein Relaislinsensystem L und wird wiederum in zwei Strahlengänge bzw. -bündel von einem Halbspiegel H-eines Prismas P₃ geteilt. Der den Halbspiegel H₃ durchlaufende Strahlengang wird an der Oberfläche M_ entsprechend der Darstellung in Fig. 5 reflektiert und läuft durch ein Prisma P. nach oben, so daß er durch ein Okular 2 von einem zweiten Beobachter Ap beobachtet werden kann. Der Strahlengang bzw. das Strahlenbündel, das den Halbspiegel H« des Prismas Pp durchläuft und vom Halbspiegel H_ des Prismas P₃ reflektiert wird, wird von einer Fläche M_n. -eines Prismas Pj- nach oben reflektiert und von einem dritten Beobachter A₃ durch ein Okular 3 beobachtet. Da das optische System mit den zugehörigen Gruppen von Prismen P₃, P. und P₆. an den linken und den rechten Seiten symmetrisch angeordnet und ausgebildet

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ist, wird der an dem Halbspiegel Hp des Prismas Pp in Richtung nach links (Fig. 3) reflektierte Strahlengang von einem vierten Beobachter A. und einem fünften Beobachter A₁- durch die Okulare 4 bzw. 5 beobachtet, wobei die Funktionen der Prismen P₃, P₄ und P₅ auf der rechten Seite des optischen Systems gleich sind.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des beschriebenen optischen Systems. Da die Anordnung des auf der linken Seite gelegenen Teils des optischen Systems symmetrisch zu demjenigen des rechten Teils des optischen Systems ist, konnte auf die Darstellung des einen Teils verzichtet werden. Im folgenden wird die Orientierung des vom Beobachter beobachteten Bildes anhand der Zeichnung erläutert. Es sei angenommen, daß die Bildorientierung an der Austrittsseite der Objektivlinsen O₁ ist; die Orientierung des vom ersten Beobachter nach Durchlaufen des Prismas P, beobachteten Bildes ist dann Ο», bleibt also gleich der Bildorientierung 0.. Nach der Reflexion am Halbspiegel H. des Prismas P. wird die Bildorientierung Oy. zu 0~ und nach einer weiteren Reflexion an der Reflexionsfläche Mp des Prismas Pp ergibt sich die Bildorientierung O₄. Nach Durchlaufen der Relaislinse L wird die Bildorientierung O₅, wobei die rechten und linken Seiten sowie die Ober- und Unterseiten umgekehrt bzw. vertauscht sind. Das an der Reflexionsfläche M, des Prismas P₃ reflektierte Strahlenbündel hat die Bildorientierung Og und nach der Reflexion an der Reflexionsfläche M- des Prismas P. ist die Bildorientierung O₇, die von dem zweiten Beobachter beobachtet wird. Der am Halbspiegel H₃ des Prismas P₃ reflektierte Strahlengang hat die Bildorientierung 0„ und nach der Reflexion an der Reflexionsfläche M₅ des Prismas P,- ergibt sich die Bildorientierung Oq, die von dem dritten Beobachter beobachtet wird. Unter diesen Bedingungen sind die ersten und zweiten Beobachter derselben Richtung zugekehrt, während die zweiten und dritten Beobachter einander zugewandt sind.

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Obwohl die Bildorientierung O_Q und die Bildorientierungen Op und O₇ entsprechend der Darstellung in Fig. 7 umgekehrt sind, werden sie als dieselben Blldorientierungen von den Beobachtern beobachtet. In der gleichen Weise können auch die vierten und fünften Beobachter einheitlich orientierte Bilder beobachten.

In dem oben beschriebenen optischen System kann ein Relaislinsensystem an irgendeinem Punkt angeordnet werden, soweit es zwischen dem Halbspiegel H₁ und dem Halbspiegel H- liegt. So kann beispielsweise neben den in Fig. 7-dargestellten geeigneten Punkte zwischen dem Halbspiegel H« und dem Halbspiegel Hg die Relaislinse auch zwischen dem Halbspiegel H^ und dem Halbspiegel H₃ angeordnet,werden. In dem zuletzt genannten Fall reicht nur eine Relaislinse aus. Die Relaislinse kann jenseits des Halbspiegels H- angeordnet werden. In diesem Falle ist jedoch eine solche Relaislinse jeder Beobachtungsstelle zuzuordnen. Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Relaislinsensystems. Dieses Relaislinsensystem besteht aus einem afokalen Zwei-Gruppen-Linsensystem, wobei

die - die beiden Gruppen von,L₁ und Lp/gleiche' Brennweite haben und der hintere Brennpunkt von L₁ und der vordere Brennpunkt von L_ zusammenfallen. Wenn dieses Relaislinsensystem im Strahlengang des Strahlenbündels angeordnet wird, kann sich eine Relaisübertragung des Bildes von der Objektivlinse bei - 1 X (Vergrößerung) ergeben. Die Relaislinse wird durch Einstellung des Abstands zu dem von der Objektivlinse entworfenen Bild derart positioniert werden, daß das Bild von der Relaislinse in der Nähe des Brennpunkts des Okulars (des Punkts, an dem das Bild des Objekts von der Objektivlinse in einem herkömmlichen Mikroskop entworfen wird) ·-· entworfen wird. Das in Fig. 8 gezeigte Relaislinsensystem

ist so,ausgebildet, daß der frontseitige Brennpunkt von das

L^ und/von der Objektivlinse entworfene Bild zusammenfallen

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und das Relaislinsenbild am hinteren Brennpunkt von L_? entworfen wird. Wenn der gewünschte Bildpunkt einen größeren Abstand haben soll, d.h. wenn beispielsweise viele optische Elemente zwischen der Linsen L~ und dem Okular angeordnet werden sollen, kann die Anordnung so getroffen werden, daß das Bild der Objektivlinse innerhalb bzw. einwärts des vorderen Brennpunkts, der Linse L₁ entworfen wird. Die umgekehrte Anordnung ist ebenfalls möglich.

Im Hinblick auf die verschiedenen Anordnungen zugehöriger Bauelemente ist es erwünscht, daß alle Strahlengänge vom Halbspiegel H. bis zu den Reflexionsflächen M₄ und M₅ in der gleichen Ebene liegen. Die Zahl der Reflexionsflächen vom Halbspiegel H₁ bis zur Reflexionsfläche M₃ (einschließlich der Flächen H₁ und M„ selbst) ist beliebig, soweit sie geradzahlig ist.

Wie oben erläutert, ist es mit dem beschriebenen optischen System für ein Diskussionsmikroskop nach der Erfindung möglich, jedem Beobachter ein Bild der 'gleichen Probe in einheitlicher Orientierung zur Verfugung'zu stellen.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 4300 ESSSNi 1 AM R1JHHBTBN A - T>€L.: (02 01) 4126 OLYMPUS OPTICAL CO., LTD. Ansprüche

1. ,'Optisches System für ein Diskussionsmikroskop,

adurch gekennzeichnet, daß auf der optischen Achse des Mikroskopobj^ektivs (10) ein erster Strahlenteiler (H₁, P₁) angeordnet ist, der das vom Objekt ausgehende und durch das Objektiv (10) fallende Strahlenbündel in ein entlang der optischen Achse des Objektivs (10) verlaufendes erstes Strahlenbündel und ein in einer von der optischen Achse abweichenden Richtung verlaufendes zweites Strahlenbündel aufteilt, daß ein das zweite Strahlenbündel etwa in eine Richtung parallel zum ersten Strahlenbündel richtendes optisches Element (P-, M.) vorgesehen ist und daß im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels eine Relaislinse bzw. ein Relaislinsensystem (L) angeordnet ist, wobei der Strahlenteiler (H₁, P₁), das Relaislinsensystem (L) und das optische Element (P., M₄) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Strahlenteiler (H₃, P₃)ZUm weiteren Aufteilen des zweiten Strahlenbündels im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels angeordnet ist, daß ein zweites optisches Element (P₅) vorgesehen ist, das ein vom zweiten Strahlenteiler (H₃, P₃) abgeteiltes drittes Strahlenbündel im wesentlichen parallel zur Richtung des ersten Strahlen-

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_ 2 — · ■

bündeis richtet und daß wenigstens eine Relaislinse (L^, L₂) im Strahlengang des vom ersten Strahlenteiler (H₁, P..) in eine von der optischen Achse des ersten Strahlenbündels abweichende Richtung gerichteten Strahlenbündels angeordnet ist, wobei der zweite Strahlenteiler (H-, P_)_; die Relaislinse (L₁, L_?) und das zweite optische Element (Pg) in der gleichen Ebene wie der erste Strahlenteiler (H₁, P^) und das erste optische Element (P₄) angeordnet sind.

3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Reflexionsspiegel (Mp, M-, M., Μ_ς) in jedem Strahlengang angeordnet ist und daß die Anzahl der Faltungen bei der Reflexion an den Spiegeln sowohl für das zweite Strahlenbündel als auch für das dritte Strahlenbündel geradzahlig ist. ' ·

4. Optisches System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaislinse (L) zwischen dem ersten Strahlenteiler (H₁, P₁) und dem zweiten Strahlenteiler (H₃, P^) angeordnet ist. . '■

5. Optisches System nach^Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Relaislinsen (L) sowohl zwischen dem zweiten Strahlenteiler (H-, P-) und dem ersten optischen Element (P₄) als auch zwischen dem zweiten Strahlenteiler (H-,P-) und dem zweiten optischen Element (P₁-) angeordnet sind.

6. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein das zweite Strahlenbündel nach dessen Durchlauf durch die erste Relaislinse (L) teilender dritter Strahlenteiler, ein drittes optisches Element, das ein von dem dritten Strahlenteiler abgteiltes viertes Strahlenbündel parallel zum ersten Strahlenbündel richtet, ein vierter Strahlenteiler zum weiteren

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Teilen des dritten Strahlenbündels nach dessen Durchlauf durch eine zweite Relaislinse und ein fünftes optisches Element vorgesehen sind, das ein von dem vierten Strahlenteiler abgeteiltes fünftes Strahlenbündel parallel zum ersten Strahlenbündel richtet, wobei der dritte Strahlenteiler, der vierte Strahlenteiler, das dritte optische Element und das vierte optische Element in derselben Ebene wie die ersten und zweiten Strahlenteiler, die ersten und zweiten optischen Elemente und die .ersten und zweiten Relaislinsen angeordnet sind.

7. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Relaislinsen (L₁, L_) zu einem afokalen Linsensystem gehören und jeweils zwei Linsengruppen aufweisen.

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