DE7219226U - Automatische Fokusslereinrichtung - Google Patents

Description

BRNST LBITZ QMBH Unter Zeichen: B 2728 633 Wetzlar,dm .1 7 · Mai 1972. Se/GG rertfe* J10/2U Automatische Fokussiereinrichtung

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Fokussieren eines Mikroskops auf unterschiedliche Objektebenen.

Bekannt ist eine Vorrichtung zur Fernverstellung eines Meß- oder Arbeitstisches mit Hilfe eines Stellmotors, welche auch zur Fokussierung bei Mikroskopen angewendet werden kann. Dabei sind zur Vorwahl einer Fokussierungs-Nulleinstellung ein mit einem Potentiometer und einem induktiven Taster ausgerüsteter Kompensationskreis sowie ein Umschalter zum wahlweisen Verbinden des Stellmotors mit einer Anordnung zur Erzeugung einer einstellbaren Spannung zum definierten Verschieben des Tisches aus der Nullstellung vorgesehen.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Nullstellung durch bekanntlich Fehlern unterworfene subjektiv visuelle Schärfenbeurteilung gefunden werden muß.

Auch ist es bekannt, bei einem optischen Gerät mit Beleuchtungseinrichtung Fokussierfehler dadurch zu bestimmen, daß in der Ebene der Beleuchtungsblende, welche nur bei Scharfeinstellung der Präpan.ioberflache zu dieser konjugiert liegt, fotoelektrische Empfänger angeordnet sind, die bei Scharfeinstellung eine extreme Beleuchtung registrieren. Mit den Ausgangssignalen der fotoelektrischen Empfänger wird eine Servostufe angesteuert, welche die Anordnung zu einem geschlossenen Regelkreis ergänzt, so daß die Fokussierung auch bei Präparatbewegungen automatisch erhalten bleibt. Diese Eiarichtung ist also zum automatischen Fokussieren in nur einer Ebene geeignet.

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Oft will man aber Präparatepartien, die in unterschiedlichen Objektebenen liegen, untersuchen. Dies läßt sich mit der beschriebenen Einrichtung nur erreichen, wenn man die Fokussierautomatik abschaltet und von Hand fokussiert.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine automatische Fokussiereinrichtung für Mikroskope und dergleichen zu schaffen, mit der man wahlweise auf unterschiedliche Ebenen innerhalb des Präparates automatisch fokussieren kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung der obengenannten Art dadurch gelbst, daß das Objekt ut;>d ein optisches Raster in Bezug auf das Mikroobjektiv konjugiert zueinander angeordnet sind, wobei die Lage des Rasters oder einer weiteren optischen Baugruppe die Lage der Objektebene relativ zum Objektiv definiert, und daß dem Raster fotoelektrische Empfänger zugeordnet sind, denen über eine elektrische Auswerteschaltung ein die lage des Fokus des MikroObjektivs relativ zur Oberfläche des Objektes variierendes Servosystem nachgeschaltet ist.

Die neue Einrichtung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Mikroskop mit automatischer Fokussiereinrichtung,

Fig. 2 eine Doppelkeilanordnung.

Beim in Fig.1 dargestellten Mikroskop wird ein Präparat 6 über ein Objektiv 9 durch den Tubus 2 hindurch auf ei.n Durchlichtraster 10 abgebildet, welches längs der optischen Achse des Objektivs verschieblich angeordnet ist. Diese Verschiebung um definierte Strecken, durch welche die beobachtete Objektebene bestimmt wird, erfolgt beispielsweise mittels eines Schraubenmikrometers oder eines Keiltriebes (nicht mit dargestellt). Statt das Raster 10 zu verschieben,

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kann man, wie in Fig.2 dargestellt, auch zwischen Raster und Objektiv 9 eine Planparallelplatte definiert variabler Dicke in Form eines an sich bekannten Doppelkeiles 16 vorsehen. Da sich diese Platte 16 im konvergenten Strahlengang befindet, hat eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung

ihrer Dicke in der erfindungsgemäßen Anordnung die gleiche Wirkung wie eine Rasterverschiebung zum Objektiv 9 hin bzw. von diesem fort. Die Verschiebung des Doppelkeiles 16 kann direkt nach der Verschiebung der Fokussierebene am Objekt, z.B. im μηι geeicht werden. Der Strahlengang zwischen

Objektiv 9 und Okular 11 darf durch die Platte 16 nicht
beeinflußt werden. Da bekanntlich Vechselsignale leichter
zu verarbeiten und insbesondere zu verstärken sind als
Gleichsignale, ist man bestrebt, die Meßsignale in Form

von Wechselsignalen zu erhalten. Zu diesem Zwecke ist, wie in Fig.1 dargestellt, das Durchlichtraster 10 mittels
federnder Drähte 1²* elastisch gelagert. Außerdem sind
senkrecht zur optischen Achse auf das Raster wirkende Antriebe in Form von Piezostäben 15 vorhanden, die von einem Generator gespeist das Raster in oszillierende Bewegung
versetzen. Die das Raster verlassenden Signallichtflüsse
beaufschlagen fotoelektrische Empfänger 12, 13 > deren Ausgangssignale einer elektronischen Auswerteeinrichtung 7
zugeführt sind. Diese liefert über ein Verbfadungskabel 8

Steuersignale an eine den Objekttisch hebende oder senkende Verstelleinrichtung 5· Zur Beobachtung des Objektes 6 ist ein Okular 11 vorgesehen.

Die Funktion dieser Einrichtung ist folgende ι

Durch de 1 beschriebenen Regelkreis bedingt, wird das Objekt unabhängig von der Lage des Objektivs stets scharf auf das Raster 10 abgebildet. Verschiebt man nun das Raster parallel zu sich selbst längs der optischen Achse, so ändert sich
la gleichzeitig die Lage des Fokus des Mikroskopobjektivs
relativ zur Objektoberflache, d.h. es wird auf eine andere

Objektebene fokussiert. u_

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Man könnte nun daran denken, von vornherein ohne Automatik in bekannter Weise gezielt die Lage des Objektes relativ zum Objektiv direkt zu verändern. In diesem Falle würde aber die Fokussierung verloren gehen, sobald sich das Objekt durch störende Effekte ungewollt in seiner Höhenlage relativ zum Objektiv verschiebt. Hier bringt die oben beschriebene Automatik Abhilfe=

-5·

Claims (1)

1. Einrichtung zum automatischen Fokussieren eines Mikroskops auf unterschiedliche Objektebenen mit einem am Mikroskopstativ montierten Servosystem sowie einer fotoelektrisch angesteuerten Auswertestufe, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (6) und ein optisches Baster (1O) in Bezug auf das Mikroobjektiv (9) konjugiert zueinander angeordnet sind, wobei die Lage des Rasters (1O) oder einer weiteren optischen Baugruppe (16) die Lage der Objektebene relativ zum Objektiv (9) definiert, und daß dem Raster (ΐθ) fotoelektrische Empfänger (12, 13) zugeordnet sind.

   Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Easter (ΐθ) senkrecht zu seiner Ebene definiert verschiebbar angeordnet ist.

   Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Baugruppe (i6) ein den Beobachtungsstrahlengang zum Okular (ii) nicht beeinflußender Doppelkeil ist, welcher zwischen dem Objekt (6) und dem Raster (ΐθ) angeordnet ist.