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Vorrichtung zur Beleuchtung mikroskopischer Objekte Das Hauptpatent
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beleuchtung mikroskopischer Objekte, bei welcher
die Apertur des Beleuchtungsstrahlenbündels und die Größe des von ihm getroffenen
Leuchtfeldes mit Hilfe eines zwischen einem Lampenkondensor und einem Mikroskopkondensor
angeordneten, zusätzlichen optischen Systems der Apertur des Beobachtungsstrahlenbündels
und der Größe des mikroskopischen Sehfeldes angepaßt werden. Dieses zusätzliche
optische System ist in Richtung der Achse des Beleuchtungsstrahlenbündels ganz oder
zum, Teil verschieblich und bildet das vom Lampenkondensor erzeugte, umgekehrte
Bild der Lichtquelle wiederum. umgekehrt in veränderlicher Größe ab, so daß ungefähr
in der Ebene der Eintrittsöffnung des Mikroskopkondensors ein aufrechtes Lichtquellenbild
entsteht. Mit der Beleuchtungsvorrichtung wird die von Köhler aufgestellte Bedingung
für die beste Lichtausbeute in der Weise erfüllt, daß die Lichtquelle ungefähr in
der vorderen Brennebene des Mikroskopkondensors, die mit dessen Lichteintrittsöffnung
angenähert zusammenfällt, und der Lampenkondensor ungefähr in der Objektebene abgebildet
werden. Eine Beleuchtungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art ergibt ein
verhältnismäßig langes Zusatzgerät für Mikroskope und kann entweder so ausgeführt
werden, daß die Lichtquelle und die optischen Teile in bekannter Weise auf einer
optischen Bank aufgestellt werden oder auch in einem gemeinsamen Gehäuse gefaßt
werden, welches zum-Befestigen in dem an den Mikroskopstativen in der Regel vorhandenen
Kondensörträger geeignet ist. Diese letztgenannte konstruktive Durchbildung der
Vorrichtung ist zwar wesentlich bequemer zu handhaben als die erstgenannte Ausführung,
ist jedoch wegen ihrer Länge nicht besonders handlich. Man strebt deshalb danach,
die Baulänge bei möglichst gleich vollkommener Beleuchtungswirkung zu verkürzen.
Diese Verkürzung ist möglich, wenn man den Erfindungsgegenstand des Hauptpatents
in Verbindung mit Beleuchtungsvorrichtungen anwendet, bei denen die von Köhler aufgestellte
Bedingung nicht streng erfüllt wird, indem man die optischen Teile und ihre Abstände
voneinander nach der Erfindung so wählt, daß die genannte zweite Abbildung der Lichtquelle
in oder in der Nähe der Objektebene zwischen dieser und der
vorderen
Brennebene des Mik_roskopkondensors liegt. Die -im Hauptpatent .beschriebene Beleuchtungsvorrichtung
kann als Grenzfall angesprochen werden, welcher dadurch ausgezeichnet ist, daß er
die Köhlersche Bedingung erfüllt und die dabei in Betracht kommende größte Baulänge
hat.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt der
Fall dar, bei welchem die kleinste Baulänge sich ergibt. Bei diesem Grenzfalle wird
. die Lichtquelle mit Hilfe des Lampenkondensors ungefähr am Orte des zusätzlichen
optischen Systems umgekehrt abgebildet und dieses umgekehrte Lichtquellenbild mit
Hilfe des zusätzlichen Systems und des Mikroskopkondensors in der Objektebene wiederum
umgekehrt abgebildet. Der dabei auftretende Nachteil, daß infolge der Abbildung
der Lichtquelle im Objekte die Objektbeleuchtung nicht über das ganze Leuchtfeld
streng gleichförmig ist, kann in der Regel. unbedenklich in Kauf genommen werden,
weil die praktisch zur Verwendung kommenden Lichtquellen, z. B. solche mit Glühlampenfäden,
eine genügend große Leuchtfläche oder so dicht nebeneinander liegende leuchtende
Flächenstreifen aufweisen, daß ihre Abbildung im Objekte, d. h. in der Einstellebene
des Mikroskops, nicht stört. Überdies läßt sich die Vorrichtung noch dadurch verbessern,
daß man als Lichtquelle eine Glühlampe mit einer das Licht diffus zerstreuenden
Birne, also eine Lichtquelle mit besonders großer, gleichmäßig leuchtender Fläche
verwendet, bei der von einer Abbildung des eigentlichen Glühfadens im Objekte nichts
mehr zu bemerken ist. Die beim Hauptpatente hervorgehobenen Vorzüge der Beleuchtung
unter Benutzung eines ganz oder zum Teil beweglichen optischen Zusatzsystems werden
durch die Nichterfüllung der Köhlerschen Bedingung nicht merkbar beeinträchtigt.
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Bei dem in Abb. i der Zeichnung in.einem Mittelschnitt und in Abb.
2 in einem schematischen Mittelschnitt wiedergegebenen- Ausführungsbeispiele der
Erfindung ist eine als Lichtquelle dienende Glühlampe 1 mit ihrer Fassung 2 in einem
rohrförmigen Gehäuse 3 befestigt. Unmittelbar hinter der Glühlampe i sind zwei Sammellinsen
4 und 5 gefaßt, die als Lampenkondensor dienen und denen eine Irisblende 6 folgt.
Mittels eines Ringes 7 ist an dem Gehäuse 3 ein rohrförmiges Verlängerungsstück
8 befestigt, welches eine zerstreuende Linse 9 trägt und als Führung für eine in
der Achsenrichtung verschiebliche Muffe lo dient, die mit einem Gewindestück iz
durch einen Längsschlitz 12 des Verlängerungsstückes 8 hindurchgreift. Die Muffe
-To ist mit einem Längsschlitz 13 versehen, durch welchen die -Fassung der Linse
9 hindurchgreift, und trägt zwei gleiche Sammellinsen 14 und 15, die so angeordnet
sind, daß sich je eine der Linsen auf den Seiten der Linse 9 befindet. Auf dem Verlängerungsstück
8 ist eine Hülse 16 drehbar, die mit einem Innengewinde 17 versehen ist, in welches
das Gewindestück il eingreift. Durch einen Ring 18 ist das Verlängerungsstück 8
-mit einem Prismengehäuse i9 verbunden. Dieses Prismengehäuse ig enthält
ein den Strahlengang um einen rechten Winkel ablenkendes Spiegelprisma 2o und trägt
einen Mikroskopkondensor 2i, welcher drei sammelnde Glieder 22, 23 und 24 enthält.
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Zum Gebrauche wird die Beleuchtungsvorrichtung mit dem Mikroskopkondensor
21 in bekannter Weise in den Kondensorhalter des zu benutzenden Mikroskops eingesetzt
und darin festgeklemmt. Die Glühlampe i wird durch Anschluß an ein Stromnetz zum
Leuchten gebracht. Die Linsen 4, 5 des Lampenkondensors bilden den Glühfaden 25
(Abb. a) der Lampe :r umgekehrt innerhalb des von den Linsen 14, 9 und 15 gebildeten
pankratischen Umkehrsystems ab. Dieses Bild 26 des Glühfadens 25 dient wiederum
als Objekt für das Umkehrsystem 14, 9 und 15 und den Mikroskopkondensor 22, 23 und
24, so daß in der Objektebene des Mikroskops ein aufrechtes Bild 27 des Glühfadens
entsteht. Die Blende 6, welche vom Umkehrsystem 14, 9 und 15 in der Eintrittsöffnung
des Mikroskopkondensors 22, 23 und 24 abgebildet wird, dient als Aperturblende des
Beleuchtungssystems. Durch Drehen der Hülse 16 können die Linsen 14 und 15 gegenüber
der Linse 9 in der Achsenrichtung verschoben werden. Dabei entspricht die Wirkungsweise
des pankratischen Umkehrsystems 14, 9 und 15 der beim Hauptpatente beschriebenen
Wirkungsweise, mit dem Unterschiede, daß die aufrechten Bilder des Glühfadens statt
in der Ebene der Eintrittsöffnung des Mikroskopkonderisors in der Objektebene liegen.
Benutzt man eine Glühlampe 1 mit mattierter Birne oder einer Birne aus Opalglas,
dann findet selbtverständlich keine scharfe Abbildung des Glühfadens 25 statt. Es
wird viehhehr in der Objektebene eine Kreisfläche, ungefähr vom Durchmesser des
entsprechenden Glühfadenbildes annähernd gleichmäßig beleuchtet.
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In der folgenden Zusammenstellung sind die Glasarten der optischen
Glieder des Ausführungsbeispiels durch Angabe der Brechungszahlen nD für die D-Linie
des Sonnenspektrums gekennzeichnet und ferner die Krümmungsradien y, die Glasdicken
d und die Abstände Z dieser Glieder angegeben. Die Angaben dieser Größen beziehen
sich auf ein gestreckt angeordnetes Beleuchtungssystem entsprechend Abb. 2, bei
dem eine Verkürzung des Strahlenwegs infolge des Wegfalls des in Abb. i benutzten,
-den Strahlengang ablenkenden Prismas 2o berücksichtigt worden ist.
| Linsen 4, 5, 22, 23 und 24 ........... nD = 1,51633 |
| Linse 9 ........................... nD = 1,62o04 |
| Linsen 14 und 15 ................... nD = 1,63958 |
| Y1 = 00 11 = 12,0 |
| 72 = -10,520 dl = 3,5 |
| y3 = -[- 27,605 12 = T,0 |
| y4 = - 27,6o5 d2 = 2,5 |
| y5 = -I- 18,415 13 = 2,4 |
| 71, = -18,415 14 = 43,967 |
| 7' = - 9,512 d3 = 4,11 |
| 73 = + 9,512 15 = 1,098 |
| y9 = + 18,415 d4 = 0,93 |
| 710 -=-18,415 16 = 6,o95 |
| yll = 00 1' = 8,829 |
| y12 = - 32,32 d5 = 4,11 |
| y13 = + 11,7 b3 = 29,114 |
| y14 = 00 d 6 = 5,5 |
| y15 = -f- 6,oo8 19 = 0,500 |
| 716 = 00 d7 = 12,o |
| 110 = 0,o |
| d$ - 8,o73 |
| 111 - 1,25 |