DE3689552T2 - Zoom-Mikroskop mit Kurbel und Gestängemechanismus. - Google Patents

Zoom-Mikroskop mit Kurbel und Gestängemechanismus.

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DE3689552T2
DE3689552T2 DE86106164T DE3689552T DE3689552T2 DE 3689552 T2 DE3689552 T2 DE 3689552T2 DE 86106164 T DE86106164 T DE 86106164T DE 3689552 T DE3689552 T DE 3689552T DE 3689552 T2 DE3689552 T2 DE 3689552T2
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Description

    1. Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf optische Instrumente, insbesondere auf Stereomikroskope und noch spezieller auf die Einrichtung für das Montieren und Bewegen der Linsen, um eine sich stufenlos ändernde Vergrößerung zu erzielen, gerichtet.
  • 2. Beschreibung des bisherigen Standes der Technik
  • Stereomikroskope des bisherigen Standes der Technik, die sich stufenlos ändernde Vergrößerungssysteme haben, verwenden einen Einstellmechanismus, weicher typischerweise aus einem Paar drehbar montierter und schräg voneinander angeordneter Tragwellen, welche jeweils ein Paar Kurvenschiebernuten haben, die darin ausgebildet sind, besteht. Die Tragwellen sind über eine geeignete Einrichtung, wie beispielsweise ein Zahnradgetriebe, mit einer drehbaren Einstellwelle verbunden. Komplementäre Paare von Linsenzellen sind über Kurveneingriffsglieder mit jeder Kurvenschiebernut so gekoppelt, daß eine Drehung der Einstellwelle verursacht, daß sich die Linsenzellen in Längsrichtung in einer der beiden Richtungen entlang der Tragwellen bewegen. Die von jeder Linsenzelle zurückgelegte Entfernung ist eine Funktion der Gestalt der Kurvenschiebernut, mit welcher jedes entsprechende Kurveneingriffsglied gekoppelt ist.
  • Beispiele für Stereomikroskope mit variabler Vergrößerung, wie sie vorstehend beschrieben sind, werden in den folgenden US- Patenten offenbart: 2,942,519, erteilt am 28. Juni 1960 auf O.W. Boughton u. a.; 3,057,259, erteilt am 9. Oktober 1962 auf R.F. Schuma; 3,061,801, erteilt am 30. Oktober 1962 auf O.W. Boughton u. a.; 3,502,392, erteilt am 24. März 1970 auf R.M. Muller; und 3,510,202, erteilt am 5. Mai 1970 auf O.W. Boughton.
  • Eine Abwandlung der vorstehend beschriebenen Mikroskope findet man im US-Patent Nr. 3,405,991, erteilt am 15. Oktober 1968 auf F.A. Seedhouse. Bei diesem Patent wird ein Zoom-Stereomikroskop beschrieben, welches komplementäre Linsenzellen hat, die verschieblich auf zwei Paaren paralleler Tragstangen aufgenommen werden. Jedes Paar Tragstangen wird winklig zu dem anderen Paar Tragstangen verschoben. Eine drehbare, in der Mitte liegende Nockenwelle beinhaltet ein Paar Kurvenschiebernuten, mit welchen die Linsenzellen durch Kurveneingriffsglieder gekoppelt sind. Wenn die Nockenwelle gedreht wird, dann wird jede Linsenzelle in Längsrichtung um einen vorbestimmten Betrag bewegt.
  • Die soeben beschriebenen Stereomikroskope leiden unter mehreren Gestaltungs- und Kostenproblemen. Erstens verwendet jedes eine spiralförmige Kurvenschiebernut, die auf einer Nockenwelle ausgebildet ist. Es ist allgemein bekannt, daß die Herstellung von Präzisions-Kurvenschiebernuten eine teure und schwer zu steuernde Prozedur ist, die eine teure Maschineneinrichtung erfordert. Es können auch irgendwelche Positionierfehler, die durch die Nocken- und Eingriffsgliedanordnung hineingebracht werden, die Auflösung des optischen Systems unakzeptabel machen. Diese Fehler können als Folge einer fehlerhaften Herstellung, Verschleiß an Nut oder Eingriffsglied oder aus beiden Gründen auftreten.
  • Zweitens beinhalten die vorstehend beschriebenen Instrumente ein Zahnrad-Antriebssystem zwischen der Einstellwelle und dem oder den Nocken. Die optischen Präzisionserfordernisse des Instruments verlangen die Verwendung von Präzisionszahnrädern, um den toten Gang zu minimieren, was die Kosten weiter erhöht.
  • Drittens müssen die Führungsstäbe, auf welchen die Linsenzellen gleiten, präzisionsgeschliffen sein, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Dies erfordert zusätzliche Herstellungskosten.
  • Viertens ist bei jedem der vorstehend beschriebenen Instrumente ein Präzisionselement (Kurveneingriffsglied) zum gleitenden Eingriff in ein zweites Präzisionselement (Kurvenschiebernut) montiert. Folglich wird, sofern nicht die Oberflächen mit einer speziellen Schmierung oder Beschichtung behandelt sind oder ein reibungsarmes Lager an dem Kurveneingriffsglied befestigt ist, eine unangemessene Reibung zwischen den Oberflächen vorhanden sein.
  • J.A. Clark, Miterfinder der vorliegenden Erfindung, hat die Nachteile der Nocken- und Eingriffsgliedanordnung und die Vorteile eines einfachen Kurbel- und Kurbelschwingenmechanismus' für die Verschiebung einer Vielzahl von Linsen oder Linsenzellen entlang einer geraden Bahn erkannt, wie er bei einem Monozoomsystem erforderlich ist. Die Vorteile des Kurbel- und Schwingenmechanismus' werden im US-Patent Nr. 3,516,732 beschrieben, welches am 23. Juni 1970 erteilt worden ist. Die offenbarten Mechanismen umfassen einen Kurbel- und Schwingenmechanismus, welcher eine Zoomwirkung in einem Monozoomsystem von einem Vergrößerungsbereich bis zu 5 : 1 sorgt. Als die Arbeit abgeschlossen wurde, wurde dieses Verhältnis als recht hoch angesehen. Als jedoch die Verwendung von Zoom-Mikroskopen anstieg, wurde offensichtlich, daß größere Verhältnisse erforderlich sind. Als die Zoomverhältnisse größer wurden, dachte man, daß ein Kurbel- und Schwingenmechanismus, so, wie er beschrieben wurde, nicht verwendet werden könnte, weil eine nicht akzeptable Defokussierung beobachtet wurde. Dies war die Folge der Tatsache, daß die Auswanderung des Kurbel- und Schwingenmechanismus' nicht genau an die spezifischen Parameter der Optik angepaßt werden konnte. Das heißt, während bestimmter Teile der linearen Bewegung der Zoomlinsen, die durch die Bewegung des Kurbel- und Schwingenmechanismus' ausgelöst wurde, wandert das System aus dem Brennpunkt, und das Bild wird unscharf.
  • Die Erfindung, wie sie im Nachstehenden im Detail beschrieben und dargelegt wird, überwindet die Probleme, die man bei den vorstehend beschriebenen Einrichtungen antrifft, ist wirtschaftlich in der Herstellung und gestattet eine schnelle Veränderung bei der Vergrößerung.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stereomikroskop entsprechend Anspruch 1.
  • Die bevorzugte Ausführungsform liefert ein optisches Instrument mit veränderlicher Vergrößerung, welches einen Kurbel- und Schwingenmechanismus für die genaue Steuerung der Bewegung angepaßter Linsenpaare innerhalb des Zoombereichs des Instruments beinhaltet. Das Instrument kann ein Paar winklig verschobener Tragstangen beinhalten, an welchen kooperierende Linsenpaare montiert sind. Die Linsenzellen-Baugruppenpaare sind miteinander durch Kurbelschwingen gekoppelt, welche durch eine drehbare Kurbelwelle betätigt werden. Eine Nockenfläche ist auf der Kurbel ausgebildet, welche in ein Kurveneingriffsglied bei einem Satz der Kurbelschwingen eingreift. Die Länge der Kurbelschwingen kann deshalb effektiv geändert werden, um einen Zustand außerhalb des Brennpunktes zu kompensieren und zu korrigieren.
  • Die drehbare Kurbelwelle beinhaltet ein Paar Knöpfe, welche einstellbare Anschlagmechanismen beinhalten, um die Größe der verfügbaren Drehung zu begrenzen, wodurch die lineare Entfernung, die von den einzelnen Linsenzellen durchlaufen wird, begrenzt wird.
  • Ein Federelement hält jedes Paar Linsenzellenbaugruppen in positivem Kontakt gegen die Führungsstangen, an denen sie montiert sind. Jede Linsenbaugruppe beinhaltet einen Stabilisationsarm, um die Baugruppe auf der Tragstange zu stabilisieren und zu führen.
  • Weiterhin sind die Federelemente kooperativ zwischen dem Gelenkpunkt der Kurbelschwinge an der Linsenzellenbaugruppe und dem Gelenkpunkt der Kurbelschwinge an der Kurbel montiert, um dadurch die Linsenzelle zur Kurbel hin zu spannen.
  • Die Schwingen sind mit der Kurbel und den Linsenzellen-Baugruppen in einer solchen Art und Weise gekoppelt, daß den Schwingen ermöglicht wird, aufeinander zu und zueinander hin zu schwenken, wenn die Linsenzellen-Baugruppen entlang der winklig verschobenen Führungsstangen nach oben und nach unten auswandern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Stereomikroskops mit variabler Vergrößerung, das den Kurbel- und Schwingenmechanismus entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
  • Fig. 2 ist eine Ansicht entlang der Linie 2 - 2 von Fig. 1;
  • Fig. 3 ist eine vergrößerte partielle Vorderansicht ähnlich der Fig. 1, die den Kurbel- und Schwingenmechanismus in einer anderen Stellung zeigt;
  • Fig. 4 ist ein rechter Seitenaufriß des in Fig. 3 gezeigten Kurbelarm- und Schwingenmechanismus';
  • Fig. 5 ist ein vergrößerter partieller Boden-Grundriß des langen Kurbelarms und der Schwingen;
  • Fig. 6 ist eine vergrößerte Teilansicht, die die Verbindung einer der Langarmschwingen mit einer der unteren Linsenzellenbaugruppen zeigt;
  • Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Kurbel;
  • Fig. 8 ist eine Grafik, die die Beziehungen zwischen den Kurven der optischen und der mechanischen Ausgänge für die Linsen zeigt, die von der oberen und der unteren Zoomlinsenbaugruppe getragen werden;
  • Fig. 9 ist ein teilweise geschnittener oberer Grundriß der unteren Linsenzellenbaugruppen und der dazugehörigen Vorspannfeder; und
  • Fig. 10 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer der Halterungen für die Befestigung der Schwenkzapfen an den Linsenträgern.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Das optische Instrument 10, eine Fassung für ein Stereomikroskop mit variabler Vergrößerung, umfaßt generell ein unteres Gehäuse 12, ein oberes Gehäuse 14 und einen Montagerahmen 15, welche alle mit Hilfe konventioneller Methoden miteinander gekoppelt sind. Ein konventionelles schwenkbares binokulares Okularpaar 16, von denen eines in Fig. 2 gezeigt wird, ist an dem oberen Gehäuse 14 montiert. Die Okulare sind einstellbar, um Fokussierdifferenzen zwischen den Augen auszugleichen und um den Pupillenabstand zu verändern. Eine Vielzahl von Spiegeln 17 ist an dem Montagerahmen 15 in irgendeiner bequemen konventionellen Art und Weise fluchtend mit den Okularen 16 und entlang der optischen Achsen 18 und 20 montiert, wobei diese Achsen gegeneinander so geneigt sind, daß sie an einem Punkt 22 in einer Objektebene 24 konvergieren, wie man am besten in Fig. 1 sieht.
  • Die Einrichtung zum Tragen und Positionieren der beweglichen Optik entlang der Achsen 18 und 20 beinhaltet ein Paar Führungsstangen 26 und 27, die an dem Montagerahmen 15 montiert sind. Wie man am besten in Fig. 1 und 3 sieht, trägt die Führungsstange 26 ein Paar zusammenwirkende obere und untere Zoomlinsenbaugruppen 28 und 30, welche zum Zweck einer linearen Bewegung entlang derselben gleitend montiert sind. Die Führungsstange 27 hat obere und untere Zoomlinsenbaugruppen 32 und 34, die in ähnlicher Weise daran montiert sind.
  • Wie am besten in Fig. 3 und 9 veranschaulicht, ist die untere Linsenbaugruppe 30 am inneren Teil von Führungsstange 26 mit Hilfe einer linearen Nut 48 montiert, die in Längsrichtung in dem Träger 50 der Linsenbaugruppe ausgebildet ist. Um eine Drehung des Trägers 50 um die Stange 26 zu verhüten, erstreckt sich ein Stabilisierungsarm 52 von dem Träger 50 aus, um mit der gegenüberliegenden Führungsstange 27 in Kontakt zu kommen. In ähnlicher Weise ist die untere Linsenbaugruppe 34 mit Hilfe einer linearen Nut 54 am äußeren Teil der Führungsstange 27 montiert. Um eine Drehung zu verhüten, erstreckt sich ein Arm 56 von dem Träger 58 der Linsenbaugruppe, um mit der Führungsstange 26 in Kontakt zu kommen.
  • Die obere Zoomlinsenbaugruppe 28 ist an dem äußeren Teil von Führungsstange 26 über eine lineare Nut 36 montiert, welche in Längsrichtung in dem Träger 38 der Linsenbaugruppe ausgebildet ist. Wie bei den Trägern 50 und 58 erstreckt sich, um eine Drehung in bezug auf Stange 26 zu verhüten, ein Stabilisierungsarm 40 (am besten in Fig. 1 und 2 veranschaulicht) vom Linsenträger 38, um mit der gegenüberliegenden Führungsstange 27 angrenzend an die obere Zoomlinsenbaugruppe 32 in Kontakt zu kommen, welche daran über die Schwalbenschwanznut 42 montiert ist. Ein Stabilisierungsarm 44 erstreckt sich vom Linsenträger 46, um mit der gegenüberliegenden Führungsstange 26 in Kontakt zu kommen. Die Stabilisierungsarme 40 und 44 sind gegenüberliegend von den Stabilisierungsarmen 52 und 56 an den Führungsstangen 26 und 27 angeordnet, um zu ermöglichen, daß die obere und die untere Linsenbaugruppe dicht zueinander gebracht werden können, wie in Fig. 1 veranschaulicht.
  • Wie man am besten in Fig. 2 und 9 sieht, werden die linearen Nuten 48 und 54 in Richtung auf die Führungsstangen 26 beziehungsweise 27 durch eine hufeisenförmige Feder 62 vorgespannt, welche zwischen den Trägern 50 und 58 der Linsenbaugruppen durch Stifte 61 und 63 befestigt ist. Die durch die Feder 62 ausgeübte Kraft drückt nicht nur die Nuten 48 und 54 in Eingriff mit den Stangen 26 und 27, sie übt auch ein Moment auf beide Träger 50 und 58 aus, welches das freie Ende des Stabiliserungsarmes 52 in Eingriff mit Stange 27 und das freie Ende von Stabilisierungsarm 56 in Eingriff mit der Stange 26 drückt. In ähnlicher Weise werden die oberen Zoomlinsenbaugruppen 28 und 32 entsprechend entlang der linearen Nuten 36 und 42 zu den Führungsstangen 26 und 27 mit Hilfe der hufeisenförmigen Feder 60 vorgespannt, welche zwischen den Trägern 38 und 46 befestigt ist. Die Stabilisierungsarme 40 und 44 wirken dem durch Feder 60 induzierten Moment entgegen und verhüten folglich eine Drehung der Linsenbaugruppen 28 und 32 um die Stangen.
  • Die Zoomlinsen-Halte- und Positioniereinrichtung beinhaltet auch eine Einstellwelle 64, die drehbar in dem Montagerahmen 15 mit Hilfe der Lager 66 und 68 montiert ist, generell quer zu den Führungsstangen 26 und 27. Wie am besten in Fig. 2, 4 und 7 veranschaulicht, ist an der Einstellwelle 64 eine Kurbel 70 montiert, die einen langen Arm 72 und einen kurzen Arm 74 hat. Der lange Arm 72 hat eine Nockenfläche 76, die daran ausgebildet ist. Die Kurbel ist fixierbar an Welle 64 beispielsweise durch eine Madenschraube 78 befestigt.
  • Wie man am besten in Fig. 3 und 4 sieht, ist ein erstes Paar Kurbelschwingen 80 und 82 schwenkbar am kurzen Kurbelarm 74 durch den Kurbelzapfen 84 beziehungsweise 86 montiert. Die Schwinge 80 ist an ihrem entgegengesetzten Ende schwenkbar durch den Kurbelzapfen 88 mit dem Träger 38 der oberen Zoomlinsenbaugruppe verbunden. Das eine Ende einer Feder 90 ist an der Nut 92 von Kurbelzapfen 84 befestigt, und ihr anderes Ende ist in Nut 94 von Kurbelzapfen 88 befestigt. Ähnlich der Schwinge 80 ist Schwinge 82 schwenkbar mit dem Träger 46 der oberen Zoomlinsenbaugruppe durch den Kurbelzapfen 96 verbunden. Das eine Ende einer zweiten Feder 98 ist mit der Nut 100 in Kurbelzapfen 86 befestigt, und ihr entgegengesetztes Ende wird in Nut 102 von Zapfen 96 aufgenommen. Wie man auch in Fig. 3 und 4 sieht, haben die Schwingen 80 beziehungsweise 82 versetzte Teile 104 und 105, über welche jede entsprechende Feder verläuft. Diese Anordnung gestattet, daß die Federn 90 und 98 Kräfte in der durch die Pfeile A in Fig. 4 gezeigten Richtung auf die Zapfen 86 und 96 und, nicht gezeigt, auf die Zapfen 84 und 88 ausüben. Die Federn schaffen auch automatisch einen Ausgleich für einen Verschleiß zwischen den verbindenden Teilen, dadurch, daß sie die Zapfen und Öffnungen zusammenziehen, um sicherzustellen, daß jeder Zapfen immer auf einer Seite der dazugehörigen Öffnung durch eine Kraft belastet wird, die größer als die Reibung zwischen den Teilen ist. Man erkennt aus den Zeichnungen, daß die Federn 90 und 98 auch so wirken, daß sie die Schwingen 80 und 82 auf den Zapfen halten. Die Bedeutung dieser Tatsache wird im Nachstehenden erklärt.
  • Der lange Kurbelarm 72 ist schwenkbar mit den unteren Zoomlinsenträgern 50 und 58 durch Kurbelschwingen 108 und 110 verbunden, wie man am besten in Fig. 3, 4, 5 und 6 sieht. Schwenkzapfen 112 wird in der länglichen Öffnung 114 aufgenommen, die in einem Ende von Schwinge 108 ausgebildet ist. Das gegenüberliegende Ende von Schwinge 108 ist an Schwenkzapfen 116 mit Hilfe von Öffnung 118 befestigt, welche geringfügig größer im Durchmesser als der Zapfen ist. Der Schwenkzapfen 120 wird in einer länglichen Öffnung 122 von Schwinge 110 aufgenommen. Das gegenüberliegende Ende von Schwinge 110 ist an Schwenkzapfen 124 über eine (nicht gezeigte) Öffnung mit geringem Übermaß befestigt. Ein Kurveneingriffsglied 126 ist mittels irgendeines bequemen Verfahrens, beispielsweise durch C-Klammern, zwischen den Schwingen 108 und 110 angrenzend an die Zapfen 112 und 120 befestigt, so daß es in engen Kontakt mit der Nockenfläche 76 kommt, die am langen Kurbelarm 72 ausgebildet ist.
  • Eine Feder 130 ist an einem Ende so angepaßt, daß sie in einer Nut 132 von Kurbelzapfen 112 aufgenommen wird und dagegen anliegt. Wie am besten in Fig. 3 und 4 veranschaulicht, verläuft die Feder 130 durch die Bohrung 131 von Schwinge 108. Das entgegengesetzte Ende der Feder 130 wird, wie am besten in Fig. 6 veranschaulicht, in der Nut 134 von Schwenkzapfen 116 auf genommen und liegt dagegen an. Die Feder 136 ist in ähnlicher Weise gestaltet und zwischen Kurbelzapfen 120 und Schwenkzapfen 124 von Linsengruppenträger 56 befestigt. Durch Verweis auf Fig. 4 sieht man, daß die Gestalt der Feder 130 und ihre Befestigung mit der Schwinge 108 gestattet, eine Kraft in der durch Pfeil B gezeigten Richtung gegen den Zapfen 112 und, wie durch Pfeil C gezeigt, eine Kraft gegen den Zapfen 116 auszuüben. Dementsprechend erkennt man leicht, daß die Federn 130 und 136 die Zapfen 112 und 120 in einen positiven Eingriff gegen die Schlitze 114 und 122 drücken, während sie gleichzeitig die Zapfen 116 und 124 in positivem Eingriff innerhalb der Öffnungen 118 halten, so, wie es in Fig. 6 gezeigt wird.
  • Ein Bahnbewegungs-Anschlagmechanismus 138 ist an der Einstellwelle 64 und dem Montagerahmen 15 befestigt, wie man am besten in Fig. 1, 2 und 4 sieht. Der Mechanismus umfaßt eine Stange 140, welche sich senkrecht von der Einstellwelle 64 zwischen einem Paar winklig verschobenen Anschlagstiften 142 und 144 erstreckt, welche sich von dem Montagerahmen 15 erstrecken.
  • Wie am besten in Fig. 1 veranschaulicht, ist ein Paar Vergrößerungs-Einstellknopfbaugruppen 146 jeweils in geeigneter Weise an der Einstellwelle 64 an einem Ende derselben befestigt. Jede Knopfbaugruppe 146 umfaßt ein Rad 148, welches gleitend über eine Nabe 150 paßt und einstellbar daran durch Madenschraube 152 befestigt ist. Die Nabe 150 ist ihrerseits an der Welle 64 durch die Madenschraube 154 befestigt. Eine Nase 156 (wovon eine gezeigt wird) erstreckt sich von jedem Rad 148, um mit Anschlaglappen 158 (von denen einer gezeigt wird), die auf dem Montagerahmen 15 ausgebildet sind, nach einem vorbestimmten Grad an Drehung von Welle 64 in Eingriff zu kommen, wie im Nachstehenden erklärt wird.
  • In Funktion wird das Gehäuse 12 an einer entsprechenden Halterung (typischerweise einem Stativ) in irgendeiner allgemein bekannten Weise so montiert, daß, wie vorstehend erklärt, die optischen Achsen 18 und 20 am Brennpunkt 22 in der Objektebene 24 konvergieren. Das Stativ beinhaltet einen (nicht gezeigten) Einstellmechanismus, welcher den Bedienungsmann in die Lage versetzt, den gesamten Mikroskophalter nach oben oder nach unten zu bewegen, um das betrachtete Objekt in den Brennpunkt zu bringen. Wenn dies bewerkstelligt ist, dann können die Zoomeigenschaften des Instruments 10 zum Einsatz gebracht werden, um die Vergrößerung des betrachteten Objekts zu variieren.
  • Wenn einmal der Brennpunkt mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Stativ-Einstellmechanismus' eingestellt ist, dann wird die Einstellwelle 64 durch einen oder beide Knöpfe 146 so gedreht, daß die langen und kurzen Kurbelarme 72 und 74 gedreht werden. Wie in Fig. 1 und 2 veranschaulicht, befindet sich Einstellwelle 64 in ihrer oberen Drehungs-Endlage, wie sie durch die Anschlagstange 140 diktiert wird, die mit dem Anschlagstift 144 in Eingriff kommt. In dieser Stellung befinden sich der lange Kurbelarm 72 und die Linsenbaugruppen 30 und 34 an ihrer oberen Grenzlage, während der kurze Kurbelarm 74 in seiner unteren Grenzlage ist. Es wird offensichtlich, daß durch Drehen der Welle 64 im Uhrzeigersinn aus der Stellung, die in Fig. 1 gezeigt wird, diese ihre untere Dreh-Grenzlage erreicht, wie in Fig. 4 gezeigt, wo sich der Anschlagstift 142 mit der Anschlagstange 140 in Eingriff befindet. In dieser Stellung sind der lange Kurbelarm 72 und der kurze Kurbelarm 74 in ihrer unteren beziehungsweise oberen Grenzlage.
  • Der lange Kurbelarm 72 und die unteren Linsenbaugruppen 30 und 34 sind durch Kurbelschwingen 108 und 110 miteinander gekoppelt, wie vorstehend beschrieben, so daß die Rotation von Kurbelarm 72 in eine lineare Bewegung der unteren Linsenbaugruppen 30 und 34 entlang der Führungsstangen 26 und 27 umgesetzt wird. Der kurze Kurbelarm 74 und die oberen Linsenbaugruppen 28 und 32 sind in ähnlicher Weise für eine lineare Bewegung in der den Linsenbaugruppen 30 und 34 entgegengesetzten Richtung entlang der Führungsstangen 26 und 27 durch die Schwingen 80 und 82 gekoppelt. Dementsprechend bewegt eine Drehung von Kurbelwelle 70 in einer Richtung die oberen (28 und 32) und die unteren (30 und 34) Zoomlinsenbaugruppen weg voneinander, während eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung sie näher zusammenbringt.
  • Wie jene, die mit der Technik vertraut sind, einschätzen können, können die Stellungen über der Objektebene, in die die Linsen, die durch die oberen und unteren Zoomlinsenbaugruppen getragen werden, durch eine Kurbel- und Schwingenanordnung gebracht werden, nicht ausreichend nahe bei den Stellungen über der Objektebene liegen, die notwendig sind, um das Bild über den gesamten Zoombereich im Brennpunkt zu halten. Das heißt, es treten über den gesamten Bahnbewegungsbereich der Zoombaugruppen bestimmte Bedingungen außerhalb des Brennpunktes auf, welche durch eine zweidimensionale Koppelbewegung nicht ausgeglichen werden können. Dies wird unter Verweis auf Fig. 8 offensichtlich, welche eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen den optischen und mechanischen Ausgangskurven für die Linsen darstellt, die von den oberen und den unteren Zoomlinsenbaugruppen getragen werden. Wie jene, die mit der Technik vertraut sind, einschätzen können, sind die optischen und mechanischen Kurven der durch die Baueinheiten 28 und 32 getragenen Zoomlinse, wie durch die Kurve A-A repräsentiert, angepaßt. Jedoch die Kurve C-C und die mechanische Kurve B-B für die Zoomlinse, die durch die Baugruppen 30 und 34 getragen wird, sind nicht ausreichend angepaßt. Wenn zum Beispiel die Einstellwelle 64 um den durch 1 - 2 dargestellten Winkel gedreht wird, dann bewegen sich die oberen Zoomlinsen durch Kurbel 74 und die Schwingen 80 und 82 auf der geforderten Kurve, wie durch Kurve A-A dargestellt. Für jede Höhe der oberen Zoomlinse über der Objektebene 24 gibt es, wie auf der Kurve A-A dargestellt, eine entsprechende Höhe der unteren Zoomlinsen über der Objektebene 24, wie durch die Kurve C-C dargestellt, um den Brennpunkt für das optische System beizubehalten. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die effektive Länge der Schwingen 108 und 110 kontinuierlich geändert, wie nachstehend erklärt wird.
  • Wie vorstehend beschrieben ist ein Korrekturnocken 76 am langen Kurbelarm 72 vorhanden. Die Oberfläche des Nockens 76 wird berechnet, um in Verbindung mit den Bewegungen der Schwingen 108 und 110 die Brennpunktabweichung zwischen den mechanischen und den optischen Ausgängen ausreichend zu korrigieren, um den Brennpunkt beizubehalten. Das Kurveneingriffsglied 126, welches zwischen den Schwingen 108 und 110 befestigt ist, wird durch Federn 130 und 136 gegen die Nockenfläche 76 vorgespannt. Diese Vorspann-Anordnung gestattet zusammen mit länglichen Öffnungen 114 und 122, daß die Schwingen entlang von Zapfen 112 und 120 zurück- und vorschwingen und dadurch effektiv ihre Länge so ändern, daß die unteren Zoomlinsen der Kurve C-C folgen können.
  • Wie aus den Zeichnungen offensichtlich wird, müssen, wenn die oberen (28 und 32) und die unteren (30 und 34) Linsenbaugruppen von einer Stellung zu einer anderen entlang der Führungsstangen 26 und 27 verschoben werden, die Schwingen 80, 82 und 108, 110 in der Lage sein, auf einander zu und voneinander weg und auch um die Achsen der Schwenkzapfen zu schwenken. Um dies aufzunehmen, sind die Öffnungen in den Schwingen 80, 82, 108 und 110 geringfügig größer im Durchmesser als die Schwenkzapfen, an denen sie angebracht sind und wirken folglich als sphärische Verbindungselemente. Wie vorstehend erklärt, wirken die Federn 90, 98, 130 und 136 als Halteeinrichtung, um die Schwingen an Ort und Stelle an den Zapfen zu halten.
  • Der Betrag, um welchen sich die effektive Länge der Schwingen 108 und 110 ändern muß, um den Brennpunkt beizubehalten, hängt in erster Linie von der minimalen Vergrößerung und dem Zoomverhältnis ab. Für ein kompaktes Zoomsystem 6 : 1 wird die Fläche von Nocken 76 mit dem Rechner abgeleitet, wobei einer Reihe von Variablen für: den relativen Winkel zwischen den Stangen 26 und 27; die Länge von Kurbel 74; die Länge von Kurbel 72; die Länge der Schwingen 80 und 82; die Änderung bei der effektiven Länge der Schwingen 80 und 82 als Folge der relativen Bewegung in der Ebene der Stangen 26 und 27; die Länge der Schwingen 108 und 110 und die Veränderung der Längen als Folge der relativen Bewegung in der Ebene der Stangen 26 und 27; die Lage (X-, Y- und Z-Koordinaten) jedes Zapfens bezogen auf den vorderen Scheitelpunkt seiner zugeordneten Linsen; den Winkel, um den die Kurbeln gedreht werden und auch den Anfangs- und Endpunkt der Kurbeln; und die Position der Drehachse bezogen auf die Objektebene und die Ebene, die durch die beiden optischen Achsen gebildet wird, Rechnung getragen wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist ein Bahnweg-Anschlagmechanismus 138 eingebaut, um zu verhüten, daß der Mechanismus durch eine Bedienungsperson beschädigt wird, die versucht, die Linsen zu weit entweder nach oben oder nach unten zu fahren. Jedoch innerhalb des maximalen Bahnweges, der durch die Bahnweganschläge gestattet wird, kann ein willkürlicher Anschlag durch Einstellen der Knopfbaugruppen 146 gesetzt werden. Um dies zu bewerkstelligen, ist es für den Bedienungsmann nur notwendig, zu bestimmen, welches die maximale und die minimale Vergrößerung für das zu betrachtende Objekt ist. Bei vielen ähnlichen Proben sind auf diese Weise durch ein einfaches Einstellen der Grenzen für die Untersuchung einer Probe die Grenzen auch für die übrigen Proben gültig. Folglich wird das jeweils untersuchte Objekt auf den Objekttisch gebracht, und es werden die Knopfbaueinheiten 146 gedreht, um das Objekt beispielsweise in den gewünschten Zustand hoher Vergrößerung zu bringen. Die Madenschraube 152 wird gelöst und das Rad 148 solange gedreht, bis Nase 156 gegen Ansatz 158 stört. Dann wird die Madenschraube 152 wieder festgezogen. Die Knopfbaueinheiten 146 werden dann solange in der entgegengesetzten Richtung gedreht, bis man eine gewünschte geringe Vergrößerung erhält. Die Prozedur würde dann bei dem gegenüberliegenden Knopf wiederholt. Auf diese Weise kann man ziemlich genaue und wiederholbare Vergrößerungszustände für ein Maximum und ein Minimum einfach und leicht erhalten.
  • Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, sind die Schwenkzapfen an den Baueinheiten 28, 30, 32 und 34 mit Hilfe von Winkelkonsolen 160 befestigt, wie am besten in Fig. 10 gezeigt. Jede Konsole 160 ist an jedem einzelnen Linsenträger durch Senkkopf-Maschinenschrauben 162 und 164 befestigt, welche in gegenüberliegenden V-Schlitzen 166 und 168 aufgenommen werden, die in der Konsole ausgebildet sind. Bei dem Prozeß des Fokussierens des Instruments kann es notwendig sein, die Lage irgendeiner Linsenbaugruppe in bezug auf ihren Partner auf der Tragstange geringfügig zu justieren. Um diese Justierung auszuführen, ist es nur notwendig, eine der Schrauben zu lösen und dann die andere festzuziehen. Es wird aus Fig. 10 offensichtlich, daß die Köpfe der Schrauben 162 und 164 konisch ausgebildet sind. Durch Lösen der einen und Festziehen der anderen wird der Konus auf der Unterseite des Schraubenkopfes, die festgezogen wird, gegen den V- Schlitz gedrückt, was bewirkt, daß sich die Konsole von der Schraube, die festgezogen wird, und entlang der Linsenbaueinheit linear weggezogen wird. Der Abstand zwischen den Linsenbaueinheiten und deshalb der Brennpunkt wird dementsprechend justiert.
  • Es sollte selbstverständlich sein, daß die in der vorstehenden Spezifikation beschriebene Ausführungsform nur in Form eines Beispiels gegeben worden ist und als solche modifiziert werden kann, ohne von dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen dargelegt wird.

Claims (4)

1. Stereomikroskop mit zwei optischen Zoom-Systemen mit Linsen (28' 30; 32, 34), das Haltemittel (15), entlang derer die Linsen (28' 30; 32, 34) linear bewegbar sind, eine von den Haltemitteln (15) gehaltene drehbare Welle (64) und Mittel (70, 80, 82, 108, 110) zum Koppeln der Drehung der Welle (64) mit der linearen Bewegung der Linsen (28, 30; 32, 34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop ferner ein Paar einstellbarer Bewegungsanschlagmechanismen, von denen jeder so angeordnet ist, daß er wahlweise die lineare Bewegung der Linsen (28, 30; 32, 34) begrenzt, wobei jeder Bewegungsanschlagmechanismus ein erstes Anschlagmittel (158) auf den Haltemitteln (15) aufweist; sowie erste und zweite Mittel (150, 48) aufweist, die zueinander und bezüglich der Welle (64) drehbar einstellbar sind, wobei das zweite Mittel (148) ein zweites Anschlagmittel (156) trägt, so daß es bei einem vorbestimmten Grad der Drehung in einer Richtung auf der Welle bezüglich der Halterung in Eingriff mit dem ersten Anschlagmittel (158) kommt, wodurch der Umfang der linearen Bewegung der Linsen (28, 30; 32, 34) in einer Richtung wahlweise durch eines des Paares von Mechanismen und in entgegengesetzter Richtung durch den anderen des Paares von Mechanismen gesteuert werden kann.
2. Stereomikroskop nach Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten Mittel (148, 150) erste und zweite Knöpfe (150; 148) konzentrisch zueinander befestigt aufweisen, wobei der erste Knopf (150) einstellbar an der Welle (64) befestigt und der zweite Knopf (148) einstellbar am ersten Knopf (150) befestigt ist.
3. Stereomikroskop nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das zweite Anschlagmittel (156) eine Nase aufweist.
4. Stereomikroskop nach Anspruch 3, bei dem das erste Anschlagmittel (158) an dem Haltemittel (15) ein gekrümmter Schlitz ist und bei dem der Vorsprung (156) vom gekrümmten Schlitz auf genommen wird.
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