DE3216439A1

DE3216439A1 - Anordnung zur ausleuchtung von beobachtungsebenen in optischen geraeten

Info

Publication number: DE3216439A1
Application number: DE19823216439
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 6500 Mainz Kriege
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1982-05-03
Filing date: 1982-05-03
Publication date: 1983-11-03

Description

Beschreibung
Es ist bekannt, zur Beleuchtung in optischen Geräten faseroptische Lichtleiter einzusetzen. Wie in Fig. la dargestellt, wird dabei das eine Ende des faseroptischen Lichtleiters 1, der in der Regel aus multiplen, optisch transparenten Fasern 2 besteht, beleuchtet, beispielsweise mittels einer Lampe, während das andere Ende mittels eines optischen Linsensystems 3 abgebildet wird (z.B. in der Objektebene von Mikroskopen).
Dabei wird jedoch die Struktur der Faseranordnung 4 übertragen. Dies führt zu nicht brauchbaren Inhomogenitäten des Beleuchtungsfeldes.
Um dies zu kompensieren, wird in der Regel das Ende des Lichtleiters unscharf abgebildet; nachteilig ist hierbei, daß man einen verschwommenen Leuchtfleck in der Abbildungsebene mit Restinhomogenitäten und nicht zu vernachlässigbarem Lichtverlust erhält.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zum Ausleuchten von Beobachtungsebenen, beispielsweise Objektebenen, die diese Nachteile vermeiden. Dieses Ziel wird mit einer Anordnung gemäß den Patentansprüchen erreicht.
Erf.indungsgemäß werden also die geschilderten Nachteile durch Vorsetzen eines an sich bekannten Lichtleitstabes 5 (Fig. 1b), bestehend aus einem homogenen, optisch transparenten Kern mit hoher Brechzahl und einem Mantel aus einem optisch niedriger brechenden Material,behoben.
In Fig. 2 ist der Strahlengang durch einen Lichtleitstab dargestellt.
Die Apertur eines solchen Lichtleitstabes ist bekannterweise definiert durch die Beziehung N.A. = Die Länge des Lichtleitstabes 5 hängt nur von dem zur Abbildung eingesetzten optischen System 3 ab. Sie ist so zu wählen, daß die Austrittsfläche des Lichtleitstabes 5 scharf abgebildet wird, während die Austrittsebene des Lichtleitbündels 2 außerhalb des Schärfentiefebereichs dieses optischen Systems liegt.
Die Abbildung des Lichtleitstabendes ergibt ein gleichmäßig ausgeleuchtetesscharf begrenztes Leuchtfeld 6.
Durch geeignete Formgebung kann der Lichtleitstab 5 an den Querschnitt des Lichtleiterbündelendes 2 angepaßt sein. Dies wird am folgenden Beispiel erläutert: Das lichtaufnehmende Ende des Lichtleitbündels ist z.B.
rund, das Austrittsende ist z.B. rechteckig. Der Lichtleitstab ist ebenfalls rechteckig. Auf diese Weise lassen sich auch sehr schmale Lichtspalte mit homogener Ausleuchtung herstellen.
Wie aus Fig. 3 a + b zu ersehen ist, kann der Lichtleitstab auch konisch ausgebilde sein.
Es gilt dann die Beziehung d1 . n3 sinOC = d n . sind 1 2 4 Durch eine geeignete Wahl der Durchmesser d1 und d2 kann man danach die Größe bzw. die Apertur des Leuchtflecks beein -flussen.
Um möglichst geringe tibergangsverluste vom Lichtleiterbündel 2 zum Lichtleitstab 5 zu haben, sind die beiden Teile vorzugsweise mit einem optischen Kitt verbunden, wobei die Brechwerte der Faserkerne, des Kitts und des Lichtleitstabkerns möglichst gleich sind.
Zusätzlich kann die Lichtaustrittsfläche des Lichtleitstabes mit einer reflexmindernden Schicht versehen sein.

Claims

Anordnung zur Ausleuchtung von Beobachtungsebenen in optischen Geräten Patentansprüche: 1. Anordnung zur Ausleuchtung von Beobachtungsebenen, bestehend aus einem faseroptischen Lichtleiter, der beleuchtet wird, wobei eine Abstrahlungsfläche dieser optischen Anordnung mittels eines optischen Linsensystems in der Beobachtungsebene abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Lichtaustrittsende des Lichtleiters ein lichtleitender Stab, der einen Kern mit einem bestimmten Brechwert und einen diesen Kern umgebenden Mantel mit niedrigerem Brechwert als dem des Kerns aufweist, so angeordnet ist, daß dessen Abstrahlungsfläche mittels des optischen Linsensystems in der Beobachtungsebene abgebildet wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Lichtleitstabes so gewählt wird, daß die Lichtaustrittsebene des Lichtleiters außerhalb des Schärfentiefebereichs der abbildenden Optik liegt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge. -gekennzeichnet, daß sowohl der Lichtleiter als auch der Lichtleitstab eine von der Kreisform abweichende geometrische Form der Endflächen besitzen.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Querschnitteder Endflächen des Lichtleiters unterschiedliche Gestalt besitzen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen des Lichtleitstabes unterschiedlich groß sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsfläche des Lichtleitstabes eine reflexmindernde Schicht besitzt.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleitstab mittels eines optischen Kitts fest mit dem Lichtleiter verbunden ist.