DE3914274A1

DE3914274A1 - Durchlichtbeleuchtungseinrichtung fuer mikroskope

Info

Publication number: DE3914274A1
Application number: DE3914274A
Authority: DE
Inventors: Franz Muchel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1989-04-29
Filing date: 1989-04-29
Publication date: 1990-10-31
Anticipated expiration: 2009-04-30
Also published as: US5032011A; CH681048A5; DE3914274C2; AT399058B; JPH02302712A; ATA96790A

Description

Die in Mikroskopen verwendeten Beleuchtungseinrichtungen be sitzen in der Regel neben der Lichtquelle und einem dieser zugeordneten Kollektor eine Leuchtfeldblende mit regelbarem Durchmesser sowie einen Kondensor, der neben einer ebenfalls regelbaren Aperturblende aus zwei oder mehr Linsen besteht. Die regelbaren Leuchtfeld- und Aperturblenden sind erforder lich, um Köhlersche Beleuchtungsbedingungen einstellen zu können.

Die bisher bekannten Kondensoren einfacher Bauart, wie sie beispielsweise in der US-PS 45 21 076 beschrieben sind, ent halten eine Frontlinse in Form einer Plankonvexlinse, da der artige Linsen relativ einfach herzustellen sind. Dennoch sind die Toleranzanforderungen an dieses Element noch kosten intensiv. Denn einmal muß bei der Herstellung dieser Linse der Keilfehler klein genug gehalten werden. Zum anderen muß die Linse in ihrer Aufnahme gut zentriert sein.

Aus der DE-PS 5 93 232 ist eine Auflichtbeleuchtungseinrichtung für Mikroskope bekannt, die allein aus einer Glühlampe und einer Glaskugel besteht. Da hier weder eine regelbare Leucht feldblende noch eine Aperturblende vorgesehen sind, lassen sich Köhlersche Beleuchtungsbedingungen mit dieser bekannten Einrichtung nicht einstellen. Vielmehr wird dort die Größe des Leuchtfeldes durch variieren des Abstandes zwischen Licht quelle und Glaskugel eingestellt, was zu einer mehr oder minder sogenannten kritischen Beleuchtung führt, bei der die Lichtquelle selbst in die Nähe der Objektebene abgebildet wird.

Aus der GB-A-21 23 973 ist ein Objekthalter bekannt, der eine Glaskugel besitzt, die als Kondensor dienen soll und Licht in die Stirnfläche einer Glasfaser einkoppelt. Abgesehen davon, daß auch hier weder eine Leuchtfeld- noch eine Aperturblende vorgesehen sind, handelt es sich bei der beschriebenen Ein richtung um eine Spezialanfertigung zur Prüfung von Glas fasern, die nicht zur Beleuchtung beliebiger Objekte am Mikroskop eingesetzt werden kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine einfache Durchlichtbeleuchtungseinrichtung für Mikroskope zu schaffen, die bei ausreichend hoher Apertur in gewohnter Weise die Einstellung Köhlerscher Beleuchtungsbedingungen erlaubt, jedoch einen möglichst einfachen und in der Herstellung preis günstigen Aufbau besitzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Ausbildung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Da gemäß der Erfindung die Frontlinse als Vollkugel ausge bildet ist entsteht erst gar kein Keilfehler, dessen Toleranz zu beachten wäre. Außerdem zentriert sich die Kugel in ihrer Fassung von selbst, so daß auch diese Toleranz in der Montage entfällt. Bereits mit der Kugel als alleiniger Linse im Kondensor läßt sich eine für viele Zwecke ausreichend hohe Apertur von 0,45 des Kondensors erzielen. Wenn höhere Aperturen gefordert werden, ist es zweckmäßig, eine weitere Sammellinse, beispielsweise eine langbrennweitige Plankonvex linse hinzuzufügen. Mit dieser Maßnahme läßt sich ein Kondensor mit einer Apertur von 0,8 schaffen, der auch für Phasenkontrast geeignet ist. Die Erfindung ermöglicht es somit, einen preiswerten Durchlichtkondensor bei gleichzeitig guter optischer Leistung zu schaffen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Fig. 1-3 der beigefügten Zeichnungen:

Fig. 1 Ist eine Prinzipskizze der Optik eines Kondensors aus zwei Linsen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist die Prinzipskizze der Optik des Kondensors bei ausgeklappter zweiter Linse;

Fig. 3 stellt den Kondensor nach Fig. 1 mit seiner Fassung im eingebauten Zustand in einem aufrechten Mikroskop im Schnitt entlang der optischen Achse dar.

In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Objektträger mit (1) bezeichnet. Der Kondensor besitzt eine Glaskugel (2) als Frontlinse im Abstand d ₁ unterhalb des zu beleuchtenden Objektträgers (1) sowie eine Aperturblende (3), und enthält zusätzlich im Abstand d 4 zur Aperturblende eine längerbrennweitige plankonvexe zweite Linse (5). Die optischen Daten dieses Kondensors sind in der nachstehenden Tabelle I aufgeführt:

Dieser Kondensor besitzt eine Apertur von 0,8 und ist deshalb selbst für das Arbeiten in Verbindung mit Objektiven bis zu einem Abbildungsmaßstab von 100× sehr gut geeignet. Denn üblicherweise wird zwecks besserer Kontrastierung die Kondensorapertur ohnehin immer etwas niedriger als die Objektivapertur, etwa auf 2/3 der Objektivapertur, eingestellt.

In der Darstellung nach Fig. 3 ist der mechanische Aufbau der kompletten Durchlichtbeleuchtungseinrichtung inklusive des Kondensors und der Lichtquelle dargestellt. Dort ist mit (15) der Fuß und mit (10) die Tischplatte des ansonsten nicht vollständig dargestellten Mikroskops bezeichnet. Im Fuß (15) befindet sich die Glühlampe (6) der Beleuchtungseinrichtung sowie ein Kollektor (8), von dem die Öffnung der durch den Ring (9) im Durchmesser einstellbaren Leuchtfeldblende (4) ausgeleuchtet wird. Zwischen der Lichtquelle (6) und dem Kollektor (8) ist eine Streuscheibe (7) eingefügt, die zur Homogenisierung der Leuchtdichte in der Ebene der Leuchtfeld blende (4) dient.

Der unterhalb des Objekttisches (10) angeschraubte Kondensor ist mit einem Einstellhebel (19) für die ebenfalls regelbare Aperturblende (3) versehen. Die als Vollkugel ausgebildete Frontlinse (2) wird von einer Kappe (12) gegen eine zentrierende Auflage im Gehäuse (13) des Kondensors gedrückt. Hier geht man bei der Montage einfach so vor, daß die kugelige Frontlinse (2) in ihre Fassung eingelegt und die Kappe (12) aufgesetzt wird. Irgendwelche Zentriermaßnahmen sind hier bei nicht erforderlich.

Die unterhalb der Aperturblende (3) angeordnete zweite Linse (5) ist in einer durch Stellschrauben senkrecht zur optischen Achse justierbaren Fassung (14) aufgenommen. In der Dar stellung nach Fig. 3 ist nur eine der beiden Ein stellschrauben, die Einstellschraube (18) zu sehen. Der Träger (16) für die Justierfassung (14) ist um eine parallel zur optischen Achse versetzte Drehachse schwenkbar, so daß die Linse (5) aus dem Strahlengang ausgeschwenkt werden kann.

Zwischen der Linse (5) und der Aperturblende (3) ist Platz gelassen für einen Schieber bzw. Revolver, auf dem Phasenringe oder andere Kontrastierungsmittel in den Strahlengang zu sätzlich eingebracht werden können.

Die Zentrierfassung für die Glaskugel (2) ist federnd ausge bildet, so daß die Glaskugel (2) mit Hilfe eines Hebels, der mit einem auf die Kappe (12) wirkenden Gewindering (20) ge koppelt ist, abgesenkt werden kann. Bei ausgeklappter Linse (5) und abgesenkter Frontlinse (2) resultiert im wesent lichen der in Fig. 2 dargestellte Strahlengang und Apertur und Feldgröße sind an Objektive mit kleinerem Abbildungs maßstab angepaßt. Bei korrekter Einstellung gelten dann die in der nachstehenden Tabelle II angegebenen Werte für die Abstände und Apertur:

Claims

1. Durchlichtbeleuchtungseinrichtung für Mikroskope mit einer regelbaren Leuchtfeldblende (4) und einem Kondensor, der eine Aperturblende (3) und ein oder zwei Linsen (2, 5) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Fronlinse (2) des Kondensors die Form einer Vollkugel besitzt.

2. Durchlichtbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensor aus zwei Linsen (2, 5) besteht und die zweite Linse (5) eine langbrennweitige Sammellinse ist.

3. Durchlichtbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (5) ausklappbar ist.

4. Durchlichtbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, ge kennzeichnet durch die in der nachstehenden Tabelle I angegebenen Daten für die Radien r, Abstände und Dicken d der Linsen sowie Brechzahl n _d und Dispersion ν _d der ver wendeten Gläser oder Daten, die ausgehend von diesen Werten durch Variation einzelner Parameter zu einer Be leuchtungseinrichtung vergleichbarer Leistung führen:

5. Durchlichtbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensor nur eine Linse (2) ent hält und die in der nachstehenden Tabelle II angegebenen Daten für den Radius r der Linse, die Brechzahl n _d und Dispersion ν _d des verwendeten Glases sowie die Abstände d eingehalten sind oder Daten, die ausgehend von diesen Werten durch Variation einzelner Parameter zu einer Be leuchtungseinrichtung vergleichbarer Leistung führen: