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Die Erfindung betrifft ein optisches Gerät,mit dem
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Größe und Gestalt eines zu untersuchenden Gegenstandes durch den Vergleich
der optischen Abbildung des Gegenstandes mit einer Meßskala festgestellt werden
kann.
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Bei den bekannten optischen Geräten, wie Mikroskopen und Spaltleuchtengeräten,
wird,falls während der Benutzung eine Messung der Größe des zu untersuchenden Gegenstandes
(Probe) und ein Vergleich der äußeren Gestalt mit einer Skala notwendig ist, diese
Messung durchgeführt, indem eine Glasscheibe od.dgl., die eine genaue Skalierung
od.dgl. aufweist, in den Bereich der Abbildung des zu untersuchenden Gegenstandes,
die durch ein Objektiv im Bereich der Sehfeldblende des Okulars dargestellt wird,
angeordnet, so daß die Abbildung des zu untersuchenden Gegenstandes mit der Meßskala
überlagert wird.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, wird hierzu eine Probe 3 unter Verwendung
eines optischen Beleuchtungssystems beleuchtet, das aus einer Lichtquelle 1 und
einer Beleuchtungslinse 2 besteht, und die Abbildung der beleuchteten Probe 3 wird
durch ein Objektiv 4 dargestellt und durch ein Okular 5 betrachtet. In einem solchen
optischen System ist eine Sehfeldblende 6 und eine an dieser Sehfeldblende 6 befestigte
Skalenplatte 7 so angeordnet, daß bei einer Betrachtung der Abbildung der Probe
gleichzeitig eine Betrachtung der Abbildung der Skalenplatte 7 stattfindet.
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Bei einer solchen bekannten Anordnung ist es nicht möglich, die Skalenplatte
7 zu entfernen, ohne daß das Okular 5 ausgebaut und anschließend wieder eingebaut
wird, was sich in der Praxis als schwierig erwiesen hat. Falls die Skalenplatte
7 daher durchgehend eingebaut bleibt, haben sich
Mängel dahingehend
gezeigt, daß, wenn eine Probe ohne eine Messung der Größe oder Gestalt untersucht
werden soll, die Skala trotzdem störend im Bild ist. Falls keine Maßnahmen zur direkten.Beleuchtung
der Skalenplatte 7 durchgeführt werden, ist darüber hinaus die Skala so dunkel,
daß das Ablesen mit einem großen Zeitaufwand verbunden ist.
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Im Falle einer Prüfung eines zu untersuchenden Gegenstandes mit Hilfe
verschiedener optischer Geräte, wird außerdem oft nicht so sehr die absolute Gestalt
des zu untersuchenden Gegenstandes geprüft, sondern vielmehr eine Einklassifizierung
in vorgegebene Klassen vorgenommen, und die Zeitdauer dieses Klassifizierungsvorganges
hat einen großen Einfluß auf die gesamte Prüfungszeit. Daher ist bei einer Verwendung
einer solchen bekannten Vorrichtung, wie die oben beschriebene, die Prüfungszeit
unerwünscht lang.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Gerät
zu schaffen, bei dem eine ständig helle Skala in einer günstigen Position des Blickfeldes
so dargestellt werden kann, daß die Gestalt eines zu untersuchenden Gegenstandes
verglichen und vermessen werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher eine optische Vorrichtung mit
einem Objektiv und einer Sehfeldblende, die im Bereich der durch das Objektiv projizierten
optischen Darstellung des zu untersuchenden Gegenstandes angeordnet ist, vorgeschlagen,
die erfindungsgemäß eine Meßskala, die entweder in einer Öffnung im Außenrandbereich
der durch die Sehfeldblende gebildeten Öffnung oder, bei einer weiteren möglichen
Anordnung der Meßskala an einem anderen Ort, mit dieser Öffnung
in
Wirkverbindung stehend, angeordnet ist und ein Beleuchtungssystem zur Beleuchtung
der Meßskala aufweist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung
eine im Außenrandbereich der Sehfeldblende angeordnete und durch ein Beleuchtungssystem
direkt beleuchtete Skalenplatte mit einer Meßskala od.dgl. auf. Das Beleuchtungssystem
weist eine Lichtquelle, eine Sammellinse, einen Lichtleiter und/oder ein Paar reflektierender
Spiegel auf.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die austrittsseitige
Stirnseitenfläche des Lichtleiters zur Ausbildung eines optischen Beleuchtungssystems
direkt mit der Sehfeldblende verbunden, so daß die austrittsseitige Stirnseitenfläche
des Lichtleiters als Meßskala verwendet werden kann. Bei einer solchen Ausführungsform
wird der Lichtleiter aus einem Bündel von verschiedenartigen Einzelfasern unterschiedlicher
Dicke gebildet und eine Skalenplatte ist hierbei nicht notwendig.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Abbildung
der Skalenplatte, die durch ein optisches Beleuchtungssystem beleuchtet wird, oder
die Abbildung der austrittsseitigen Stirnseitenfläche des Lichtleiters mit Hilfe
einer abbildenden Linse und eines Paares reflektierender Spiegel in eine Öffnung
der Sehfeldblende projiziert. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Skalenplatte
außerhalb der Objektivfassung angeordnet werden und leicht ausgetauscht werden.
Zusätzlich kann einer der reflektierenden Spiegel drehbar angelenkt gehalten sein,
so daß die Meßskala relativ zur Abbildung des zu untersuchenden Gegenstandes bewegt
werden kann.
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Hierdurch ist es möglich, die Größe oder die äußere Gestalt des zu
untersuchenden Gegenstandes unter Verwendung der MeB-skala sehr leicht zu vergleichen
und auszumessen.
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In allen voranstehend beschriebenen Ausführungsformen kann innerhalb
des optischen Beleuchtungssystems ein Filter oder eine Blende so angeordnet sein,
daß die Helligkeit der Meßskala variabel einstellbar ist oder das Skalenbild völlig
gelöscht werden kann und der Verwendungsbereich von solcher Maßen ausgerüsteten
Geräten wesentlich vergrößert wird.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt: F i g. 1 eine optische Vorrichtung in einer bekannten
Ausführungsform, bei deren Verwendung die Gestalt und Größe eines zu untersuchenden
Gegenstandes verglichen und vermessen werden kann, in einer schematischen Darstellung,
F i g. 2 die optische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen
Darstellung, F i g. 3A bis 3D die Skalenplatte, die in der optischen Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in einer schematischen Darstellung,
F i g. 4 die Abbildung eines zu untersuchenden Gegenstandes und einer Meßskala in
einer optischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen
Darstellung, F i g. 5 die optische Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform
in einer schematischen Darstellung, F i g. 6 die optische Vorrichtung in einer weiteren
Ausführungsform in einer schematischen Darstellung,
F i g. 7 die
optische Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen Darstellung,
F i g. 8 die optische Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen
Darstellung, F i g. 9 die optische Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform
in einer schematischen Darstellung, F i g. 10 die Sehfeldblende in einer in Fig.
9 verwendeten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung, F i g. 11 die
optische Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen Darstellung,
F i g. 12 die optische Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen
Darstellung, F i g. 13 die optische Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform
in einer schematischen Darstellung.
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Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
der optischen Vorrichtung ist mit 1 die Lichtquelle, mit 2 die Linse der Probenbeleuchtung,
mit 3 die Probe (der zu untersuchende Gegenstand), mit 4 das Objektiv und mit 5
das Okular bezeichnet, wobei es sich um Teile eines Mikroskops handelt, die den
gleich bezeichneten Teilen der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entsprechen.
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Mit 9 ist eine Sammellinse, mit 10 ein Lichtleiter, der aus einem
Bündel von Einzelfasern besteht und einendseitig mit der eintrittsseitigen Stirnfläche
in entsprechender Weise zur Lichtaufnahme des von der Sammellinse 9 gesammelten
Lichtes der Lichtquelle 1 angeordnet und am anderen Ende durch eine Halterung 11
in entsprechender Weise im Bereich der Projektion der Probe durch den Mikroskoptubus
8 gehalten ist,und mit 12
eine Skalenplatte bezeichnet, die vor
der austrittsseitigen Stirnseitenfläche des Lichtleiters 10 angeordnet ist und in
einer in einem Teil der Okularfassung befindlichen Öffnung 6a befestigt ist.
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Wie in den Fig. 3A, 3B, 3C und 3D beispielsweise dargestellt ist,
werden Skalenplatten 12 in den verschiedensten Ausführungen und Farben, die von
der Art des zu untersuchenden Gegenstandes abhängen, verwendet.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird durch die Sammellinse
9 ein Teil des von der Lichtquelle 1 ausgestrahlten Lichtes gesammelt und auf die
eintrittsseitige Stirnseitenfläche gestrahlt. Nach Eintritt in den Lichtleiter 10
wird das Licht übertragen und über die austrittsseitige Stirnseitenfläche zur Beleuchtung
der vor der austrittsseitigen Stirnseitenfläche angeordneten Skalenplatte 12 ausgestrahlt.
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Die Abbildung 3' der Probe 3 wird durch das Objektiv 4 in den Bereich
der beleuchteten Skalenplatte 12 projiziert und kann daher in der in Fig. 4 dargestellten
Weise durch das Okular 5 betrachtet werden. Die beleuchtete Skala 12' liegt bei
einer Betrachtung neben der Abbildung 3' der Probe 3. Durch den Vergleich der Abbildung
3' der Probe 3 mit der Skala 12' kann die Größe und die äußere Gestalt der Probe
festgestellt werden.
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Bei einer solchen Anordnung wird die Skala 12' nicht der Abbildung
30 der Probe 3 überlagert und ist daher bei einer Betrachtung der Abbildung 3' der
Probe 3 nicht im Wege.
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Deshalb kann die Abbildung 3' leicht untersucht werden. Wenn nur die
Abbildung 31 der Probe 3 untersucht werden soll, kann,
wie durch
die gestrichelte Linie angedeutet, ein ND-Filter 13 im Beleuchtungssystem zwischengeschaltet
sein, oder es kann eine Blende 13 im Beleuchtungssystem vorgesehen sein, die so
weit geschlossen wird, daß das Licht zur Beleuchtung der Skalenplatte 12 reduziert
oder vollständig gelöscht wird. Daher wird dann die Untersuchung der Probe 3 nicht
durch das die Skalenplatte beleuchtende Licht behindert, wa t ür eine messungslose
Betrachtung günstig und wünschenswert ist.
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Bei der in Fig, 5 dargestellten zweiten Ausführungsform einer optischen
Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine zusätzliche Lichtquelle
zur Beleuchtung der Skalenplatte 12 vorgesehen ist, sind die Lichtquelle zur Beleuchtung
der Skalenplatte 12 mit 14, die abbildende Linse mit 15 und die reflektierenden
Spiegel mit 16, 17 bezeichnet.
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Bei dieser Ausführung wird das zur Beleuchtung der Skalenplatte 12
von der Lichtquelle 14 ausgestrahlte Licht durch die abbildende Linse 15 zu einem
in sich parallelen Lichtbündel geformt und dann durch den reflektierenden Spiegel
16 umgelenkt. Das gebündelte Licht tritt dann durch eine Öffnung in der Fassung
in den Mikroskoptobus 8 ein und wird durch den reflektierenden Spiegel 17 umgelenkt
zur Beleuchtung der Skalenplatte 12. Daher liegt, wie auch bei der oben beschriebenen
ersten Ausführung (Fig. 2) die hell beleuchtete Skala 12' bei einer Betrachtung
neben der Abbildung 3' der Probe 3. Wenn nur die Abbildung 3' der Probe 3 betrachtet
werden soll, kann, wie bei 13 durch die gestrichelte Linie angedeutet, ein ND-Filter
13 im Beleuchtungssystem zwischengeschaltet werden, oder eine vorgesehene Blende
13 geschlossen werden, so daß eine Betrachtung der Probe möglich wird,
ohne
daß eine Störung durch die Beleuchtung der Skalenplatte 12 die Betrachtung beeinträchtigt.
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Bei der in Fig. 6 dargestellten dritten Ausführungsform einer optischen
Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die eintrittsseitige Stirnseitenfläche
10a des Lichtleiters 10 so angeordnet, daß sie das von der Sammellinse 9 gesammelte
Licht der Lichtquelle 1 aufnimmt, wie in der oben beschriebenen ersten Ausführung
(Fig. 2), aber die austrittsseitige Stirnseitenfläche 10b des Lichtleiters 10 ist
bei dieser Ausführung anstelle der Skalenplatte 12 angeordnet. Der Lichtleiter 10
ist mit seinem austrittsseitigen Ende 10b so in der Sehfeldblende 6 angeordnet,
daß die austrittsseitige Stirnseitenfläche die Aufgabe der Skalenplatte 12 übernimmt.
Bei dieser Ausführung besteht der Lichtleiter aus verschiedenartigen Einzelfasern
unterschiedlicher Dicke, so daß die austrittsseitige Stirnseitenfläche,wie beispielsweise
in den Fig. 3B, 3C und 3D dargestellten Skalenplatte 12 ausgestaltet ist, wobei
die anderen Bestandteile denen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
(Fig. 2). völlig gleichen. Mit dem Lichtleiter 10 wird bei dieser Ausführung ein
Teil des von der Lichtquelle 1 ausgestrahlten Lichtes übertragen und über die austrittsseitige
Stirnfläche ausgestrahlt. In diesem Fall bildet die austrittsseitige Stirnseitenfläche
10b die Skala 12' und daher ist es, wie beider in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform,mögich,
die Skala neben der Probenprojektion liegend zu betrachten.
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In Fig. 7 ist eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Diese im wesentlichen der drit-
ten Ausführung gleichende
Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 6 dargestellten Ausführung dahingehend,
daß für die Beleuchtung der Skala nicht die Lichtquelle 1, sondern die Lichtquelle
14 verwendet wird.
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In Fig. 8 ist eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Bei dieser Ausführung wird ein Teil des Lichtes der Lichtquelle 1 zur
Beleuchtung der Skalenplatte 12 verwendet und mit Hilfe mehrerer reflektierender
Spiegel auf die Skalenplatte 12 geleitet. Hierbei wird ein Teil des Lichtes der
Lichtquelle 1 durch die Linse 9 zu einem im wesentlichen in sich parallelen Lichtbündel
geformt und durch die reflektierenden Spiegel 18, 19 und 20 im rechten Winkel zur
Beleuchtung der Skalenplatte 12 umgelenkt.
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In Fig. 9 ist eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt, bei der die Skalenplatte 12 außerhalb des Mikroskoptubus 8 angeordnet
ist. Hierbei wird ein Teil des Lichtes der Lichtquelle 1 durch die Linse 9 zu einem
im wesentlichen in sich parallelen Lichtbündel geformt und durch den reflektierenden
Spiegel 18 umgelenkt, zur Beleuchtung der Skalenplatte 12, die außerhalb des Mikroskoptubus
8 angeordnet ist.
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Die beleuchtete Skalenplatte 12 wird durch die Linse 21 abgebildet.
Nach Umlenkung durch die reflektierenden Spiegel 19, 20 wird die Abbildung der Skalenplatte
an der entsprechenden Stelle der Sehfeldblende dargestellt. In der Sehfeldblende
6 ist eine Öffnung 6a vorgesehen, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Die Anordnung
der Skalenplatte 12 und der Öffnung 6a in der Sehfeldblende 6 ist entsprechend des
Wirkszusammenhangs beider Teile 6a, 12 unter Berücksichtigung der
abbildenden
Linse 21 gestaltet. In dieser Ausführung wird das von der beleuchteten Skalenplatte
12 ausgestrahlte Licht durch die abbildende Linse 21 zusammengefaßt und in einer
Richtung, die fast senkrecht zur Seitenwandung des Mikroskoptubus 8 steht, durch
den reflektierenden Spiegel 19 umgelenkt, der an einem auskragenden, im Bereich
der Befestigung des Okularhalters am Gehäuse des Mikroskoptubus 8 angebrachten Halter
11 befestigt ist. Es tritt in den Mikroskoptubus 8 durch eine im Mikroskoptubus
8 befindliche Öffnung 8a ein und wird durch den Spiegel 20, der an einem im Bereich
der öffnung 8a an der inneren Gehäusewand des Mikroskoptubus 8 auskragenden Halters
11 befestigt ist, in eine fast zur optischen Achse des Untersuchungssystems parallele
Richtung umgelenkt, um die Abbildung der Skalenplatte 12 in die Öffnung 6a, die
sich in der Sehfeldblende 6 befindet, zu projizieren. Die Abbildung 3' der Probe
3 wird in die öffnung 6a projiziert, und daher kann der die Untersuchung durchführende
gleichzeitig die Abbildung 3' der Probe 3 und die Skala 12' nebeneinanderliegend
betrachten.
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Bei einer solchen Ausführung, in der die Abbildung der Skalenplatte
12 in die Öffnung durch die abbildende Linse 21 projiziert wird, ist es möglich,
wenn die abbildende Linse 21 auswechselbar ist und eine Vielzahl von Linsen mit
unterschiedlichen Brennweiten zum Austausch bereit steht, mit einer Skalenplatte
12, Skalen 12' von verschiedener Größe zu schaffen, die für verschiedene Zwecke
genutzt werden können.
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Wenn einer oder beide reflektierenden Spiegel 19 und 20 um eine zur
Zeichenebene vertikale Achse drehbar gelagert sind, wie es in Fig. 9 durch die gestrichelten
Linien angedeutet ist,
ist es möglich, die Abbildung der Skalenplatte
12 zu verschieben. Daher kann bei Bedarf die Skala 12' der Abbildung 3' der Probe
3 überlagert werden. Wenn die Skalenplatte 12 mit einer üblichen Skala versehen
ist, ist es möglich, eine genaue Vermessung der Probe durch Uberlagerung der Skala
12' auf die Abbildung 3' der Probe 3 und eine reine Betrachtung ohne Vermessung
je nach Bedarf durch einfaches Umschalten durchzuführen.
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Bei dieser Ausführung kann auch eine weitere Lichtquelle zur Beleuchtung
der Skalenplatte 12 Verwendung finden, wie z.B. die Lichtquelle 14, die in Fig.
5 dargestellt ist.
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In Fig. 11 ist eine siebente Ausführung der vorliegenden Erfindung
dargestellt, bei der der gleiche Lichtleiter verwendet wird, wie in den Ausführungen
gemäß Fig. 6 und 7 und der aus einer Kombination von verschiedenartigen Einzelfasern
unterschiedlicher Dicke besteht. Hierbei wird das von der Lichtquelle 14 ausgestrahlte
Licht durch die Sammellinse 15 auf der eintrittsseitigen Stirnseitenfläche 10a des
Lichtleiters 10 gesammelt, durch den Lichtleiter 10 übertragen und an der austrittsseitigen
Stirnseitenfläche 10b ausgestrahlt. Die von der Stirnseitenfläche durch die abbildende
Linse 21 ausgestrahlte Abbildung wird von den reflektierenden Spiegeln 19 und 20
umgelenkt und dann so in die Öffnung 6a der Sehfeldblende 6 projiziert, daß die
Abbildung (der Skala) 12' der austrittsseitigen Stirnseitenfläche des Lichtleiters
10 neben der Abbildung 3' der Probe 3 betrachtet werden kann.
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In Fig. 12 ist die achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt, in der das von der Lichtquelle
14 ausgestrahlte Licht
durch die Sammellinse 15 in den Lichtleiter 10 eintritt und die Skalenplatte 12
durch das von der austrittsseitigen Stirnseitenfläche des Lichtleiters 10 ausgestrahlte
Licht beleuchtet wird.
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In Fig. 13 ist die neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
dargestellt, in der das von der Lichtquelle 1 ausgestrahlte Licht durch die Sammellinse
9 in den Lichtleiter 10 eintritt und daß durch die abbildende Linse 21 aus der austrittsseitigen
Stirnseitenfläche 10b des Lichtleiters 10 durch die reflektierenden Spiegel 19,
20 umgelenkt wird, und so auf die Sehfeldblende gerichtet wird, daß durch die abbildende
Linse 21 die Abbildung der austrittsseitigen Stirnseitenfläche des Licht leiters
10 in die Öffnung 6a der Sehfeldblende 6 projiziert wird.
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Die optische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein
Beleuchtungssystem für die Skalenplatte unter Verwendung von Licht aus der Untersuchungsquelle
oder von Licht aus der Skalenplattenbeleuchtungslichtquelle auf,und daher ist die
Skala hell und gut zu sehen. Wie anhand der entsprechenden Ausführungsformen dargeste]lt
wurde, kann darüber hinaus durch eine Reduzierung oder völlige Ausschaltung der
Beleuchtung der Skala durch eine Zwischenschaltung eines ND-Filters oder durch Schließen
der Blende, wenn die Skala nicht erforderlich ist, ein Einfluß des Skalenbeleuchtungslichts
auf die Untersuchungen der Probe vermieden werden.
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Darüber hinaus ist die Skala bei einer Untersuchung der Probe nicht
störend im Wege, weil die Skala neben der Ab-
bildung der Probe
betrachtet wird. Es ist leicht, die bekannten und gebräuchlichen optischen Geräte
zu optischen Geräten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung umzuwandeln, beispielsweise
durch Austausch des Okulars durch ein erfindungsgemäßes Okular.
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