-
Beschreibung
-
Vorrichtung zum Wechseln der Beleuchtungsoptik eines Mikroskops Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln der Beleuchtungsoptik eines Mikroskops
und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung für ein Mikroskop mit mehreren
Objektiven und entsprechend vielen Linsen der Beleuchtungsoptik, wobei die Objektive
und die Linsen verschiedene Vergrößerungswerte haben. Dabei kann die Beleuchtungsoptik
des Mikroskops so gewechselt werden, daß sie genau zu dem jeweils im Strahlengang
angeordneten Objektiv paßt.
-
Bei einem Mikroskop der genannten Art kann ein Revolver im Strahlengang
angeordnet sein, der den Wechsel einer Vielzahl von Objektiven ermöglicht. Ein Beobachter
wählt eine bestimmte Linse der Beleuchtungsoptik aus, die zu dem gewählten Objektiv
paßt, und die gewählte Linse der Beleuchtungsoptik wird im Strahlengang angeordnet.
Diese Anordnung erfordert einen mühseligen Austauschvorgang.
-
IJm diese Schwierigkeit zu umgehen, ist bereits eine Anordnung vorgeschlagen
worden, beider die Objektive oder der Revolver mit Anzeigeelementen versehen sind,
die den Vergrößerungswert
der verschiedenen Objektive anzeigen,
so daß beim Wechsel der Objektive diese Anzeigeelemente wahrgenommen und unter schieden
werden können, um einen selbsttätigen Wechsel der dazupassenden Linse der Beleuchtungsoptik
zu ermöglichen.
-
Diese Anordnung erfordert jedoch etreiuite Anzeigeelemente für jedes
Objektiv oder jede Objektivposition am Revolver.
-
Außerdem muß für jedes einem Vergrößerungswert entsprechende Anzeigeelement
eine exakte Unterscheidung sichergestellt sein. Das verursacht Schwierigkeiten bei
der Konstruktion der Anzeigeelemente.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum bequemeren Wechseln
der Beleuchtungsoptik eines Mikroskops zu schaffen.
-
Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung zum Wechseln der Beleuchtungsoptik
ist im Patentanspruch 1 angegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus
Anspruch 2.
-
Gemäß der Erfindung werden mehrere Linsen der Beleuchtungsoptik mit
unterschiedlichen Vergrößerungswerten der Reihe nach gewechselt, wobei ein photometrischer
Ausgang des Lichtempfangselements festgestellt und zum anschließenden Vergleich
der Werte gespeichert wird, um denjenigen Ausgang zu bestimmen, der den höchsten
Wert hat. Die Beleuchtungsoptik, die den Ausgang mit dem höchsten Wert erzeugt,
wird zur Verwendung mit dem jeweiligen Objektiv als diejenige gewählt, die am besten
zu dem Objektiv paßt. Dementsprechend ist es unnötig, getrennte Anzeigeelemente
vorzusehen, die einzelnen Objektiven oder Linsenpositionen am Revolver zugeordnet
sind. Alles, was für die Anordnung benötigt wird, ist das photometrische-Lichtempfangselement,
welches in einem Randbereich der Bil.lebene des Objektivs angeordnet ist, eine Detektoranordnung,
die den Ausgang des Lichtempfangselements feststellt und für Vergleichszwecke speichert
und eine Antriebsvorrichtung, die die
Linsen der Beleuchtungsoptik
in Abhängigkeit von einem von der Detektoranordnung empfangenen Signal wechselt.
Auf diese Weise wird eine Vorrichtung zum Wechseln der Beleuchtungsoptik eines Mikroskops
geschaffen, die in der praktischen Anwendung sehr zweckmäßig ist.
-
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten
anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Wechseln
der Beleuchtungsoptik eines Mikroskops gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung5
Fig. 2(A), (Bj und (C) Draufsichten zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen dem
Sehfeld des Objektivs, dem Eeleuchtungsfeld der Beleuchtungsoptik und photometri
schen Elementen.
-
In Fig. 1 ist eine Lichtquelle 11 zur Beleuchtung zu sehen, deren
Licht durch einen Kondensor 12 und über einen Umlenkspiegel 13 durch eine im Beleuchtungsstrahlengang
angeordnete Linse lA der Beleuchtungsoptik fällt, um eine Probe 2 zu beleuchten.
Eine Objektabbildung der beleuchteten Probe 2 wird mittels eines im Beobachtungsstrahlengang
angeordneten Objektivs 3A auf einen vorherbestimmten Wert vergrößert und in eine
Bildebene 5 projiziert, um durch ein hier nicht gezeigtes Okular betrachtet zu werden.
-
Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird in der vorliegenden Reschreibung
für das gewählte Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Objektiven mit unterschiedlichen
Vergrößerungswerten anhand eines Paares von Objektiven 3A, 3B erläutert, von denen
das Objektiv 3A eine stärkere eine Vergrößerung von 100 und das Objektiv 33 eine
kleinere Vergrößerung, z.3. eine Vergrößerung von 10 ermöglicht. Diese Objektive
3A, 33. sind abnehmbar an einem Revolver 4 angebracht
und können
wahlweise durch Drehen des Revolvers 4 im Reobachtungsstrahlengang angeordnet werden.
Die Linsen der Releuchtungsoptik, die unterschiedliche Vergrößerungswerte haben,
sind gleichfalls anhand eines Paares von Linsen lA und 1B gezeigt, die jeweils einen
hohen bzw. einen niedrigen Vergrößerungswert haben.
-
Gemäß der Erfindung ist mindestens ein photometrisches Lichtempfangselement
6 in einem Randbereich der Bildebene 5 angeordnet, dessen Ausgang an einer Detektoranordnurg
7 anliegt. Die Detektoranordnung 7 kann z.B. eine zentrale Verarbeitungseinheit
mit Speicher und Vergleichsschaltung aufweisen, um den photoelektrischen Ausgang
des Lichtempfangselements 6 festzustellen und zu speichern. Beim nacheinander erfolgenden
Wechsel der Linsen lA, 1B der Beleuchtungsoptik werden die gespeicherten Werte miteinander
verglichen, um denjenigen Ausgang festzustellen, der den größten Wert hat. Ein entsprechendes
Signal wird dann an eine Antriebsvorrichtung 8 angelegt, die zum Wechseln der Linsen
der Releuchtungsoptik benutzt wird. Es sei noch darauf hingewiesen, daß beim Vergleich
der Ausgänge des Lichtempfangselements 6 die Antriebsvorrichtung 8 die Vielzahl
von Linsen der Beleuchtungsoptik nacheinander wechseln kann. Die Antriebsvorrichtung
8 dient dazu, in Abhängigkeit von dem Signal diejenige Linse der Beleuchtungsoptik
in den Bele'htungsstrahlengang zu bewegen, die den maximalen Ausgangswert erzeugt
hat.
-
Im Gebrauch wird zunächst davon ausgegangen, daß eine Beobachtung
unter Benutzung des Objektivs 3A mit starker Vergrößerung vorgenommen wird. Wenn
die Linse 1A der Beleuchtungsoptik zum Beleuchten der Probe 2 benutzt wird, formt
das Objektiv 3A eine vergrößerte Objektabbildung. Die Helligkeit im Randbereich
der Abbildung wird vom Lichtempfangselement 6 festgestellt und der photeelektrische
Ausgang desselben an die Detektoranordnung 7 angelegt, die den Ausgang wahrnimmt
und
speichert. Anschließend wird die Linse der Beleuchtungs optik gegen die Linse 1B
ausgetauscht, um die Probe 2 zu beleuchten, und eine Objektabbildung derselben wird
mit dem Objektiv 3A geschaffen. Die Helligkeit dieser Objektabbildung wird mit dem
photoelektrischen Lichtempfangselement 6 festgestellt, dessen Ausgang an die Detektoranordnung
7 angelegt wird, die den Ausgang wahrnimmt und speichert.
-
Die beiden gespeicherten Werte werden miteinander verglichen und der
größere Wert an die Antriebsvorrichtung 8 angelegt.
-
In Abhängigkeit von diesem Ausgangswert bringt die Antriebsvorrichtung
8 diejenige Linse der Beleuchtungsoptik, die den maximalen Wert erzeugt hat,- in
den Beleuchtungsstrahlengang, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Linse lA
der Beleuchtungsoptik mit der starken Vergrößerung.
-
Wenn das Objektiv gegen das Objektiv 3B mit der kleineren Vergrößerung
ausgetauscht wird, werden nacheinander die Linsen lA, 1B der Beleuchtungsoptik zum
Beleuchten der Probe ausgetauscht und die Ausgangssianm1edes photometrischen Lichtempfangselements
6 miteinander verglichen, um diejenige Linse der Beleuchtungsoptik festzustellen,
die das maximalen Ausgangssignalerzeugt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Linse 1B mit der kleinen Vergrößerung. Dementsprechend wird diese Linse der Beleuchtungsoptik
in den Beleuchtungsstrahlengang bewegt.
-
So wird erfindungsgemäß diejenige Beleuchtungsoptik, die dem gerade
benutzten jeweiligen Objektiv am besten entspricht, automatisch gewählt.
-
Bei der Uberlegung des Grundes, weshalb das beschriebene Verfahren
die pfahl der optimalen Beleuchtungsoptik ermöglicht, ist zu bedenken, daß bei der
Benutzung des Objektivs mit starker
Vergrößerung (Objektiv 3A),
während die im Beleuchtungs strahlengang angeordnete Linse der Beleuchtungsoptik
eine kleine Vergrößerung schafft (Linse lB), das Beleuchtungsfeld der Optik mit
kleiner Vergrößerung größer ist als das der Optik mit der starken Vergrößerung.
Das Beleuchtungslicht trifft also auf das Objektiv 3A über die ganze Pupille hinweg
auf. Da jedoch die Optik mit der kleinen Vergrößerung eine numerische Apertur hat,
die beträchtlich geringer ist als die der Optik mit der starken Vergrößerung, ergibt
sich eine unzureichende Lichtmenge. Folglich ist der Ausgang des photometrischen
Lichtempfangselements 6 für die hier beschriebene Kombination niedrig.
-
Wenn im Gegensatz dazu das Objektiv 33 mit der kleinen Vergrößerung
in Kombination mit der Linse lÄ der Beleuchtungsoptik mit der starken Vergrößerung
benutzt wird, gilt das Umgekehrte. Mit anderen Worten, das Beleuchtungsfeld ist
kleiner im Vergleich zu dem, welches mit der Optik mit der kleinen Vergrößerung
erzielt wird. Folglich wird eine Abbildung von einem Teil geschaffen, der nicht
beleuchtet wird, wenn das Objektiv 3B mit der geringen Vergrößerung benutzt wird.
Andererseits hat die Optik mit der starken Vergrößerung eine größere numerische
Apertur und erzeugt folglich große Helligkeit. Die mit dem Objektiv 3B geschaffene
Abbildung ist also nur in ihrem Mittelbereich sehr hell, während der Randbereich
dunkel ist, weil es an Lichteinfall fehlt. Dementsprechend erzeugt das photometrische
Lichtempfangselement 6 wieder einen Ausgang mit niedrigem Wert.
-
Bei einer Kombination des Objektivs 3A mit starker Vergrößerung mit
der Linse lA der Beleuchtungsoptik mit starker Vergrößerung oder einer Kombination
des Objektivs 3B mit geringer Vergrößerung und der Linse 1B der Beleuchtungsoptik
mit geringer Vergrößerung, die beide jeweils die beste Paarung darstellen, fällt
das Sehfeld des Objektivs mit dem Beleuchtungsfeld der
Beleuchtungsoptik
zusammen. Die Beleuchtungsoptik hat eine numerische Apertur, die zu der numerischen
Apertur des'Objektivs paßt, so daß die gesamte Objektabbildung, die mit dem Objektiv
gyeschaffen wird, ausreichend hell ist. Eine solche Kombination führt also zu einem
maximalen Ausgang des photometrischen Lichtempfangselements 6.
-
Diese drei Kombinationsalternativen sind in, den Fig. 2(A), :(B) und
(C) gezeigt, die das Verhältnis zwischen Sehfeld, Beleuchtungsfeld und Anordnung
photometrischer Elemente schematisch darstellen. Im einzelnen zeigt Fig. 2(A) die
Verwendung einer Beleuchtungsoptik mit geringer Vergrößerung in Kombination mit
dem Objektiv 3A für starke Vergrößerung (lOOX). Hierbei liegt die Stelle, an der
photometrische Lichtempfangselemente 6, die in einem Randbereich des Sehfeldes 9
des Objektivs 3A angeordnet sind, innerhalb des Beleuchtungsfeldes 10. Da aber die
numerische Apertur der Beleuchtungsoptik kleiner ist als die des Objektivs 3A mit
der starken Vergrößerung, bleibt das gesamte Beleuchtungsfeld dunkel, so daß die
photometrischen Lichtempfangselemente 6 einen Ausgang von geringem Wert erzeugen.
-
Fig. 2(B) zeigt die Verwendung der Beleuchtungsoptik mit starker Vergrößerung
in Kombination mit dem Objektiv 3B mit geringer Vergrößerung (lOX). Hierbei sind
die photometrischen Lichtempfangselemente 6 außerhalb des Beleuchtungsfeldes 10
angeordnet,, welches folglich sehr dunkel bleibt. Deshalb erzeugen die Lichtempfangselemente
6 einen Ausgang von geringem Wert.
-
Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 2(C) die beste Paarung zwischen Objektiv
und Beleuchtungsoptik. In diesem Fall paßt das Beleuchtungsfeld 10 und die numerische
Apertur der Beleuch tungsoptik gut zum Sehfeld 9 bzw. zur numerischen Apertur des
Objektivs, so daß die Umgebung der photometrischen Lichtempfangselemente
6
ausreichend hell ist. Sie erzeugen also einen maximalen Ausgang.
-
Aus der Beschreibung ergibt sich, daß diejenige Beleuchtungsoptik,
die dem jeweils benutzten Objektiv am besten entspricht, selbsttätig ausgewechselt
werden kann, indem die Releuchtungsoptik gegen das verwendete Objektiv ausgewechselt
wird, die einzelnen Ausgangswerte des photometrischen Lichtempfangselements gespeichert
und miteinander verglichen werden, um' diejenige Beleuchtungsoptik zu bestimmen,
die den höchsten Ausgangswert erzeugt.
-
In den Fig. 2(A) bis 2(C) ist zwar die Verwendung von vier photometrischen
Lichtempfangselementen 6 gezeigt, jedoch liegt auf der Hand, daß nur mindestens
ein photometrisches Lichtempfangselement im Randbereich der Abbildung vorgesehen
zu sein braucht. Jedoch ermöglicht die Anordnung einer Vielzahl von photometrischen
Lichtempfangselementen 6, die in der erwähnten Weise vorgesehen sind, daß erfindungsgemäß
eine Ungleichmäßigkeit in der Beleuchtung festgestellt werden kann.
-
Insbesondere können die jeweiligen Ausgänge der photometrischen Lichtempfangselemente
unter Bedingungen ohne Probe festgestellt werden, und die Lichtquelle kann zentriert
werden, damit die Ausgänge der einzelnen Lichtempfangselemente einander gleich sind.
-
Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt ein Mikroskop mit zwei
Objektiven für starke und schwache Vergrößerung zum Zusammenwirken mit zwei Linsen
der Beleuchtungsoptik für starke bzw. schwache Vergrößerung dar. Es sei jedoch erwähnt,
daß die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist sondern gleichermaßen anwendbar ist
an jedem beliebigen Mikroskop mit einer Vielzehl von Objektiven, die unterschiedliche
Vergrößerungswerte haben, und mit einer Vielzahl von Beleuchtungsoptiksystemen,
die verschiedene Vergrößerungswerte haben.
Leerseite