DE3636616A1 - Photometertubus fuer ein mikroskop - Google Patents

Description

Die bisher bekannten Photometertuben für Mikroskope lassen sich in zwei vom optischen Aufbau her unterschiedliche Typen ein­ teilen:

In Geräten des ersten Typs ist zur Sichtbarmachung der Meß­ felblende der gesamten Beobachtungsstrahlengang über eine soge­ nannte Umwegschleife geführt und wird dabei an der schrägge­ stellten und meist als Konkavspiegel ausgebildeten Meßfeld­ blende reflektiert. Solche Geräte sind z. B. in der DE-A 1-24 06 415, der DE-A 1-32 13 145 und der DE-A 1-32 03 142 beschrieben. Hier ist es schwierig die Meßfeldblende variabel zu gestalten oder zu beleuchten. Geräte mit Umwegschleifen besitzen außerdem den Nachteil, daß auf Grund des langen Weges für den Beobachtungsstrahlengang ein Nachvergrößerungsfaktor auftritt, der zu einem dunkleren Bild führt. Dies stört insbe­ sondere die Beobachtung lichtschwach fluoreszierender Objekte.

In Geräten des zweiten Typs ist der Beobachtungsstrahlengang über einen Strahlteiler direkt in den Okulartubus gelenkt. Das Bild der rückwärts beleuchteten Meßfeldblende wird dem im Oku­ lartubus entstehenden Zwischenbild überlagert, indem der Hilfs­ strahlengang zur Abbildung der Meßfeldblende koaxial zum Photo­ metriestrahlengang rückwärts geführt und mit Hilfe eines hinter dem zweiten Ausgang des Strahlteilerprismas angeordneten Retro­ reflektors in den Okulartubus eingespiegelt wird. Solche Geräte sind beispielsweise in der DE-PS-12 15 954, der CH-PS-6 15 762 oder der DE-A 1-34 43 728 beschrieben.

Geräte des letztgenannten Typs bieten die Möglichkeit die Meß­ feldblende austauschbar zu gestalten und auf einfache Weise zu beleuchten. Sie besitzen jedoch den Nachteil, daß das zur Beleuchtung der Meßfeldblende benötigte Licht im Abbildungs­ raum, d. h. an der Tubuslinse, am Objektiv oder an sonstigen optischen Elementen im Beobachtungsstrahlengang Reflexe verur­ sacht, die sich dem Bild des Objekts störend überlagern.

In der DE-PS-18 13 499 ist ein Photometertubus beschrieben, in dem der Beobachtungsstrahlengang über einen ersten Strahlteiler direkt in die Okulare reflektiert wird und bei dem das durch die Meßfeldblende hindurchtretende Licht über eine Umweg­ schleife geführt und über einen zweiten Strahlteiler dem Be­ obachtungsstrahlengang wieder überlagert wird. Diese Lösung liefert wegen der Hintereinanderschaltung mehrerer Strahlteiler nur ein recht lichtschwaches Bild der Meßfeldblende.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Photometer­ tubus für ein Mikroskop zu schaffen, der ein möglichst licht­ starkes und reflexfreies Zwischenbild mit darin sichtbarer Meßfeldblende liefert.

Ausgehend von einem Tubus mit einem Prisma bzw. Prismenschie­ ber, von dem das vom Objektiv kommende Licht in einen Beob­ achtungsstrahlengang und einen Photometriestrahlengang aufge­ teilt wird, und der eine Einrichtung zur Einspiegelung der Meßfeldblende in den Beobachtungsstrahlengang, wobei der Ab­ bildungsstrahlengang für die rückwärtig beleuchtete Meßfeld­ blende teilweise koaxial zur Achse des Photometriestrahlen­ ganges verläuft, wird diese Aufgabe gemäß den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, daß ein umschaltbarer Reflektor vorgesehen ist, durch den der Ab­ bildungsstrahlengang c für die Meßfeldblende vom Photometrie­ strahlengang b getrennt und dem zweiten Bildeingang des Prismas bzw. Prismenschiebers zugeführt wird.

Durch diese Maßnahme kann wie bei Geräten des zweiten Typs eine ebene, unverspiegelte Meßfeldblende verwendet werden, die senk­ recht zur optischen Achse des Photometriestrahlenganges ange­ ordnet ist und deshalb leicht auswechselbar ist. Da der Hilfs­ strahlengang für die rückwärtig beleuchtete Meßfeldblende nicht koaxial zum Photometriestrahlengang in das Teilerprisma ein­ tritt sondern nach Umlenkung dessen zweiten Eingang nutzt, sind Reflexe aus der Meßfeldblendenbeleuchtung vermieden. Es entsteht außerdem ein lichtstarkes Zwischenbild, da der Beobachtungs­ strahlengang nicht über Umwegschleifen geführt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung vereinigt somit die Vorteile der beiden einleitend genannten Bautypen ohne deren spezifischen Nachteile zu besitzen.

Zweckmäßig ist ein weiterer schaltbarer Reflektor vorgesehen, über den die rückwärtige Beleuchtung der Meßfeldblende in den Photometerstrahlengang eingespiegelt wird. Es ist weiterhin vorteilhaft, diesen zweiten Reflektor, den schaltbaren ersten Reflektor zur Ausspiegelung des Meßfeldblendenstrahlenganges und das Teilerprisma motorisch zu schalten und die jeweiligen Antriebe mit einer Steuereinheit zu koppeln, die einen Speicher für die in den Schaltstellungen "Beobachtung" und "Photometrie" und gegebenenfalls noch "Photographie" oder "TV" miteinander zu kombinierenden Stellungen der Reflektoren bzw. des Teilerpris­ mas enthält.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Fig. 1 und 2 der Zeichnungen:

Fig. 1a ist eine Prinzipsskizze des Gesamtstrahlenganges in dem neuen Photometertubus;

Fig. 1b ist eine Prinzipsskizze des vom Spiegel (10) in Fig. 1a eingespiegelten Beleuchtungsstrahlenganges für die Meßfeldblende (7);

Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild der Antriebe für die schaltbaren optischen Elemente aus Fig. 1 dar.

In Fig. 1a ist mit (1) die Tubuslinse bezeichnet, die in Verbindung mit dem nicht dargestellten Objektiv des Mikroskops zur Zwischenbilderzeugung verwendet ist. Über der Tubuslinse befindet sich ein Teilerprisma (2), welches das vom Objektiv kommende, in den ersten Bildeingang (31) eintretende Licht in den Beobachtungsstrahlengang (a) hinter dem ersten Bildausgang (34) und den Photometriestrahlengang (b) hinter dem zweiten Bildausgang (33) des Prismas (2) teilt.

Der den ebenfalls hier nicht dargestellten Okularen zugewandte, erste Ausgang (34) des Teilerprismas (2) ist in Schaltstellung "Photometrie" durch eine Einschlagblende (4) verschlossen, die verhindert, daß Falschlicht über die Okulare in den Photometer­ strahlengang eindringt. Während der Beobachtung und Auswahl des zu photometrierenden Bereiches kann die Blende (4) durch einen Elektromotor (24) beiseite geschwenkt werden.

Der an der Teilerfläche (3) des Prismas (2) transmittierte Teilstrahlengang (b) für die Photometrie trifft nach Durchtritt durch den zweiten Bildausgang (33) auf einen Spiegel (5) auf und wird an diesem umgelenkt. Hinter dem Spiegel (5) ist in einer Zwischenbildebene die Meßfeldblende (7) angeordnet.

Auf die Meßfeldblende (7) folgt ein Linsensystem (8), das zur Abbildung der Objektivpupille auf die Kathode des Photomulti­ plyers (9) bzw. den Eintrittspalt eines zwischengeschalteten Monochromators dient.

Das Prisma (2) befindet sich auf einem Schieber, der eine zweite Schaltstellung besitzt, in der ein weiteres Prisma mit anderem Teilerfaktor angeordnet ist. Das Prisma (2) teilt das vom Objektiv kommende Licht im Verhältnis 90/10, d. h. es reflek­ tiert 10 Prozent des Lichts in den Beobachtungsstrahlengang (a). Das zweite, in Fig. 2 mit (22) bezeichnete Teilerprisma wird in Schaltstellung "Beobachtung" über die Tubuslinse (1) geschoben und besitzt einen Transmissionsfaktor von 0,1, re­ flektiert jedoch 90 Prozent des einfallenden Lichts in den Beobachtungsstrahlengang (a).

Zur Sichtbarmachung der Meßfeldblende (7) ist eine Lichtquelle (10) mit vorgeschalteter Streuscheibe (12) und einer Kolli­ matorlinse (13) vorgesehen. Das von diesen in Fig. 1b darge­ stellten Elementen erzeugte Lichtbündel wird mit Hilfe eines zwischen der Meßfeldblende (7) und dem Linsensystem (8) ange­ ordneten Klappspiegels (11) in den Photometriestrahlengang (b) eingespiegelt. In der Schaltstellung "Beobachtung" befindet sich der Klappspiegel (11) in der gestrichelt gezeichneten Stellung, wodurch die Meßfeldblende (7) von hinten beleuchtet wird. Gleichzeitig ist der ebenfalls schaltbare Umlenkspiegel (5) in die gestrichelt gezeichnete Position bewegt, so daß das durch die Meßfeldblende (7) hindurchtretende Licht auf einen in Schaltstellung "Photometrie" nicht benutzten, weiteren Umlenk­ spiegel (14) fällt. Der Spiegel (14) ist im Vergleich zum Spiegel (5) stärker gegen die optische Achse geneigt und re­ flektiert das durch die Meßfeldblende (7) hindurchtretende Licht im spitzen Winkel in Richtung auf ein Dachkantprisma (15). Von dort wird es dem zweiten Eingang (32) des Teilerprismas (2) zugeführt.

Ein im Teilstrahlengang (c) zwischen dem Dachkantprisma (15) und dem zweiten Eingang (32) des Teilerprismas (2) angeordnete Lin­ sensystem (16) bildet die Meßfeldblende (7) in die Zwischen­ bildebene im Beobachtungsstrahlengang (a) d. h. in den Okular­ tubus ab, so daß dem dort entstehenden Bild des Objektes das Bild der hell erleuchteten Meßfeldblende (7) überlagert ist. Das Bild der Meßfeldblende (7) läßt sich relativ zum Objektbild mit Hilfe einer in zwei Richtungen kippbaren Planplatte (36) vor dem zweiten Bildeingang (32) des Prismas (2) feinfühlig justieren.

Oberhalb des schaltbaren Spiegels (5) befindet sich eine Ab­ schlußplatte (6) vor einer Aufnahmeschwalbe (35), an die eine Fernsehkamera oder eine photographische Kamera angesetzt werden kann. Dorthin gelangt in Schaltstellung "Beobachtung", d. h. wenn der Spiegel (5) ausgeschwenkt ist und sich in der gestrichelt dargestellten Stellung befindet, das von der Teilerschicht (3) im Prisma (2) bzw. (22) transmittierte Licht.

Wie Fig. 2 zeigt sind der Antrieb (23) für den Prismen­ schieber, der Antrieb (24) für die Klappblende (4) im Beob­ achtungsstrahlengang, der Antrieb (25) für den umschaltbaren Spiegel (5), der Antrieb (21) für den Schwenkspiegel (11) und die Glühlampe (10) der Meßfeldblendenbeleuchtung gemeinsam an ein Steuergerät (26) angeschlossen. In diesem Steuergerät (26) sind die zueinander passenden Positionen bzw. Schaltzustände der genannten fünf Bauteile für die Betriebsarten "Beobach­ tung", "Photometrie" und "TV/Photographie" gespeichert und durch Betätigung der drei Eingabetasten (27-29) aufrufbar. Es ist weiterhin eine vierte Eingabetaste (30) vorgesehen, mit der der Benutzer eine für seine Bedürfnisse sinnvolle Schaltkombination aufrufen kann, die er selbst abgespeichert hat. Die vom Be­ nutzer selbst definierte Schaltkombination erlaubt eine TV- Darstellung des Objekts mit eingespiegelter Meßfeldblende im TV-Bild.

Die Positionen bzw. Schaltzustände sind der Übersichtlichkeits­ halber in nachstehender Tabelle zusammengestellt:

In der bisher dargestellten Form ist es nicht möglich, gleich­ zeitig zu photometrieren und das Objekt mit der am Anschluß (35) befestigten z. B. TV-Kamera darzustellen, weil der Spiegel (5) entweder nur die eine oder die andere Betriebsweise er­ möglicht. Eine gleichzeitige TV-Darstellung während des Photo­ metriens ist aber möglich, wenn der Spiegel (5) als Strahltei­ ler ausgebildet ist, oder wenn anstelle des Vollspiegels (5) ein schwenkbarer Strahlteiler an dieser Stelle vorgesehen ist.

Claims (5)

1. Photometertubus für ein Mikroskop mit einem Prisma bzw. Prismenschieber, von dem das vom Objektiv kommende Licht in einen Beobachtungsstrahlengang a und einem Photometerstrah­ lengang d aufgeteilt wird, und einer Einrichtung zur Ein­ spiegelung der Meßfeldblende in den Beobachtungsstrahlen­ gang, wobei der Abbildungsstrahlengang für die rückwärtig beleuchtete Meßfeldblende teilweise koaxial zur Achse des Photometriestrahlenganges b verläuft, dadurch gekennzeich­ net, daß ein umschaltbarer Reflektor (5) vorgesehen ist, durch den der Abbildungsstrahlengang c für die Meßfeldblende (7) vom Photometriestrahlengang b getrennt und dem zweiten Bildeingang (32) des Prismas (2) bzw. Prismenschieber zuge­ führt wird.

2. Photometertubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsoptik (16) für die Meßfeldblende in dem ausge­ spiegelten Teilstrahlengang c zwischen dem umschaltbaren Reflektor (5) und dem zweiten Bildeingang (32) des Prismas (2) angeordnet ist.

3. Photometertubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Beleuchtung der Meßfeldblende (7) über einen weiteren schaltbaren Reflektor (11) in den Photo­ metriestrahlengang b eingespiegelt wird.

4. Photometertubus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schaltbare Reflektor (5), der weitere schaltbare Re­ flektor (11) zur Beleuchtung der Meßfeldblende (7) und der Prismenschieber (2) motorisch angetrieben sind und ihre Antriebe (23, 25, 31) über eine Steuereinheit (26) gekoppelt sind, die einen Speicher für die für Beobachtung und Photo­ metrie zu kombinierenden Positionen der Einzelantriebe ent­ hält.

5. Photometertubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schaltbare Reflektor (5) teildurchlässig ist.