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Vorrichtung zur Beleuchtung mikroskopischer Objekte mit auffallendem
Lichte Es sind Vorrichtungen zur Beleuchtung mikroskopischer Objekte mit auffallendem
Lichte bekannt,, die aus einem ringförmigen Spiegelkörper mit einer spiegelnden
Umdrehungsfläche bestehen, welche die von der Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen
ungefähr in - einem Punkte des Objektes vereinigt und deren optische Achse in Richtung
der optischen Achse des Mikroskopobjektivs verläuft. Bei derartigen Beleuchtungsvorrichtungen
wird es als Mangel empfunden, daß man bei Verwendung von üblichen Mikroskopen mit
einer verhältnismäßig engen Lichtdurchlaßöffnung des Mikroskoptisches nur wenig
ausgedehnte Objekte untersuchen kann.
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Der Gegenstand der Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung der
genannten Art, welche den Vorzug hat, auch Objekte der Untersuchung zugänglich zu
machen, welche die Lichtdurchlaßöffnung des Mikroskoptisches an Größe überschreiten.
Die Lichtquelle _ kann dabei eine eigentliche Lichtquelle, also eine Glühlampe u.
dgl., sein, oder sie kann von einer sogenannten sekundären Lichtquelle, also beispielsweise
von einer ebenen oder gewölbten, das Licht diffus zerstreuenden Fläche, gebildet
werden, auf welcher die eigentliche Lichtquelle mit Hilfe optischer Mittel abgebildet
wird.
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Der Spiegelkörper wird gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß die
spiegelnde Fläche ein Teil eines Umdrehungsellipsoides ist, in dessen einem Brennpunkt
die Lichtquelle und in dessen anderem Brennpunkt das Objekt angeordnet ist. Mit
Rücksicht auf die zentrale Lage der Lichtquelle auf der dem Objektive abgewandten
Seite des Objektes ist es notwendig, einen gewissen Winkelraum für den Lichtdurchtritt
zwischen der Oberfläche des Mikroskoptisches und der Auflagefläche für das Objekt,
also dem eigentlichen Objekttische, frei zu lassen. Das kann beispielsweise in der
Weise geschehen, daß man ein' Hilfstischchen auf den Mikroskoptisch aufsetzt, dessen
Platte gleichzeitig das im Sinne einer Durchleuchtung auf das Objekt hinzielende
Licht abblendet und zwischen dessen Füßen die Beleuchtungsstrahlen ungehindert zum
Spiegelkörper gelangen können. Man kann aber auch einen Glaskörper mit lichtundurchlässig
gemachter Oberfläche auf dem Mikroskoptische über der Lichtquelle als Objekttisch
anordnen, wobei man, um eine Beeinflussung der Richtung der diesen Glaskörper durchsetzenden
Lichtstrahlen zu vermeiden, sowohl die Lichteintrittsfläche als auch die Lichtaustrittsfläche
als zur Lichtquelle ungefähr konzentrische Kugelflächen ausbildet. Diese Ausführungsform
ist insofern günstiger als die erstgenannte, weil dabei der durch die Füße des Hilfstischchens
verursachte Ausfall an Beleuchtungsstrahlen wegfällt. Die beim Mikroskopieren in
der Regel nötigen Verschiebungen der Objekte in ihrer Ebene, also in einer Ebene,
die senkrecht zur Tubusachse steht, kann man außer durch Verschieben des dazu eingerichteten
Mikroskoptisches, beispielsweise bei Verwendung eines Mikroskops mit festem Tische,
in bequemer
Weise durch entsprechendes Verschieben des Hilfstischchens
bewirken.
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Es ist ersichtlich, daß die Lichtquelle, der Spiegelkörper und die
als Objektauflage dienende Fläche beim Mikroskopieren stets eine bestimmte Lage
zueinander haben müssen. Man kann sie also, um diese Lage jeweils herstellen zu
können, gegenüber einem festen Bezugskörper am Mikroskop, beispielsweise dem :Mikroskoptische,
beweglich machen. Es genügt aber auch, wenn nur je zwei dieser Teile gegenüber dem
dritten beweglich sind, wobei die beiden beweglichen Teile, abgesehen von nur einmal
auszuführenden Verschiebungen zum Zwecke der Justierung zueinander, fest miteinander
verbunden sein können. Auch kann einer der Teile mit einem für sich gegenüber dem
erwähnten festen Bezugskörper beweglichen Teile des Mikroskops fest verbunden sein;
so kann beispielsweise der Spiegelkörper oder das Hilfstischchen mit dem Tubus oder
die Lichtquelle mit dem in der Höhe verstellbaren Träger des gewöhnlichen Beleuchtungsapparates
des Mikroskops verbunden sein.
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Da das Reflexionsvermögen von Oberflächenspiegeln bekanntlich unter
dem Einflusse der Luft bald nachläßt, wird oft die Benutzung eines lichtdurchlässigen
Spiegelkörpers mit zwei Umdrehungsflächen als Oberflächen vorgezogen, bei welchem
die der Lichtquelle abgewandte Oberfläche die spiegelnde Fläche ist. Da in diesem
Falle beide Oberflächen optisch wirksam sind, andererseits aber die Herstellung
der in erster Linie in Frage kommenden asphärischen Umdrehungsflächen mit von der
Kreisform abweichender Meridiankurve kostspieliger als die Erzeugung von Umdrehungsflächen
mit kreisförmiger Meridiankurve ist, empfiehlt es sich, der nicht spiegelnden Oberfläche
eine kreisbogenförmige Meridiankurve zuzuteilen. Für die Oberfläche mit kreisförmiger
1Meridiankurve kommen torische Flächen oder Kugelflächen in Frage. Falls man nicht
der Ausführungsform den Vorzug gibt, bei welcher die der Lichtquelle abgewandte
Spiegelfläche Kugelform hat, wird man die der Lichtquelle zugekehrte Oberfläche
kugelförmig ausbilden, wenn man auf möglichst geringe Dickenunterschiede des Spiegelkörpers
entlang der Meridiankurve Wert legt.
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Bei allen Ausführungsformen der neuen Beleuchtungsvorrichtung ist
es in das Belieben des Konstrukteurs gestellt, welcher Teil der ganzen Umdrehungsfläche
als Spiegel benutzt wird. Es ist also keineswegs notwendig, daß man einen durch
zwei senkrecht zur Umdrehungsachse geführte Schnitte aus der Umdrehungsfläche herausgetrennten
Ring anwendet. Die Schnitte können im Gegenteil beliebig zur Umdrehungsachse geführt
werden und brauchen weder parallel zueinander noch eben zu sein. .
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In den Abb. x und 2 der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung in schematischen Mittelschnitten im Aufriß dargestellt.
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In beiden Ausführungsbeispielen bezeichnet a den mit einer Lichtdurcblaßöffnung
b versehenen Mikroskoptisch und c den Tubus eines Mikroskops der üblichen Bauart.
Am Tubus c ist ein Mikroskopobjektiv d befestigt. Eine kleine Glühlampe e dient
als Lichtquelle der Beleuchtungsv orrichtung.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen (Abb. r und 2) sind ringförmige Spiegel
benutzt, welche Teile von Umdrehungskörpern sind, deren Umdrehungsachsen mit der
Tubusachse zusammenfallen. Die Lichtquelle e ist demgemäß in der Lichtdurchlaßöffnung
b des Mikroskoptisches a
angeordnet. Beim ersten Beispiel (Abb. Z)
ist der Spiegel ein Metallspiegel f, dessen innere, spiegelnde Fläche g ein Teil
eines Umdrehungsellipsoides ist, welches den einen Brennpunkt h am Orte der Lichtquelle
e und den andern Brennpunkt i am Orte des zu untersuchenden Objektes hat. Auf dem
Mikroskoptische ist ein Hilfstischchen k aus Glas mit ebener, lichtundurchlässig
geschwärzter Oberfläche l mit einer halbkugelförmigen Aussparung m konzentrisch
zur Glühlampe e aufgestellt. Die äußere Begrenzung st dieses Glaskörpers
k bildet einen Teil einer zur Aussparung m konzentrischen Kugelfläche, wobei
die Höhe des Glaskörpers k dem Brennpunktsabstande 1a, i des Spiegels entspricht.
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Beim Gebrauch der Vorrichtung wird das zu untersuchende Objekt auf
die geschwärzte Fläche l aufgelegt. Die von der Glühlampe e
ausgesandten
Lichtstrahlen fallen innerhalb eines Winkelbereichs a auf eine Ringzone des
Spiegels f
,und werden von dieser im Brennpunkte i gesammelt, so daß der dort
gelegene Teil des Objektes eine intensive, allseitige Beleuchtung mit auffallendem
Lichte erhält.
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Das zweite Beispiel (Abb. 2) hat an Stelle des Glaskörpers k des ersten
Beispiels ein Hilfstischchen, das aus einer mit drei Füßen o versehenen Platte P
besteht. An Stelle des Metallspiegels f des ersten Beispiels ist hier ein gläserner
Spiegelkörper q vorgesehen. Die äußere, mit einer spiegelnden Schicht y belegte
Fläche des Spiegelkörpers q ist ein Teil eines Umdrehungsellipsoids. Die Gestalt
der inneren Fläche s weicht von der der Spiegelfläche ab und ist so bestimmt, daß
die Gesamtwirkung des Spiegelkörpers q der des Metallspiegels f
ungefähr
gleicht.
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Beim Gebrauch dieser Beleuchtungsvorrichtung dient die Platte p an
Stelle der Fläche l des ersten Beispiels als Objektauflage. Im übrigen entspricht,
abgesehen von dem Unterschiede in der Strahlenführung, welcher durch die Brechung
an der Fläche s hervorgerufen wird, die Wirkung der Vorrichtung vollkommen der des
ersten Beispiels.