DE7932821U1 - Automatische durchlichtbeleuchtung fuer mikroskope - Google Patents

Description

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Die NeUefUng" betrifft eine Vorrichtung" zur⁴ automatischen Steuerung" def* BetMebspäPäiretef elftes Ourchlichtbeleuchtuncjssystems für Mikroskope*

Zur Herstellung optimale^ BeleUGhtuhcjsbediricjUngen/ wie es für das pieren mit höchstmöglichem Kontrast und Auflösungsvermögen nötig ist/ muß nach dem Köhler'sehen Prinzip das Objekt mit einer auf das tür Beobachtung Verwendete Objektiv abgestimmten keuchtfeIdgröße und Apertur* ausgeleuchtet werden* Die zur Einhaltung dieses Prinzips nötigen Einstellarbeiten erfordern bei jedem Öbjektivwechsel zusätzliche Handgriffe*

Es ist daher bereits seit längerer Zeit versucht Worden/ bei einem Objektiv-Wechsel automatisch mi tschaltende Beleuchtungseinrichtungen zu schaffen/ die aber alle recht aufwendig und teuer sind und sich daher in einem preiswerten Routinemikrosköp/ dessen Benutzerkreis in besonderem Maße von dieser Arbeitserlei chterung profitieren würde, nicht realisieren lassen*

Aus der DE-AS 1 807 786 ist bekannt, die Beleuchtungseinstellung durch Verwendung eines Kondensorrevolvers zu vereinfachen, und in der US-PS 3 679 287 wird eine bewegungsma'ßige Kopplung zwischen einem Kondensor revolver und dem Objektivrevolver vorgeschlagen.

Kondensoren bestehen jedoch aus mehreren präzise herzustellenden und zu zentrierenden Linsengliedern. Da sie außerdem in unmittelbarer Objektnähe unter dem Tisch des Mikroskopes angeordnet sind, benötigt ein Kondensorrevolver eine aufwendige Mechanik, mit der der Kondensor beim Wechsel abgesenkt wird, oder muß der Tisch für das Wegschwenken des Kondensors ausgebrochen werden. Wenn der Tisch als Kreuztisch ausgebildet ist, ergeben sich im letzteren Falle unerwünschte, einschränkende ^ebenbeHingungen für dessen Führuhgsbahnen.

Es ist äuth bekannt, in das Beleuchtungssystem HilfsCinsen einzuschwenken (DE-OS 2 116 625) und das Ein- oder Ausschwenken der Hiifslinsen durch einen elektrischen Antrieb vorzunehmen/ der über einen eine Kennung an den Objektiven abtastenden Signalgeber gesteuert wird (DE-OS 2 846 655). Eine andere Vorrichtung benutzt beim Drehen des Objektivrevolver^ betätigte Schalter, um ein im Beleuchtüngsstrahlengang angeordnetes Linsenglied paraLlel zur öptischeR Achse mit Hilfe eines Elektromotors zu verschieben (DE-AS 2 219 521).

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Derartige ÜbeftfägOfigssysteme zwisöheh Objektivrevolver und Beleuchtungssystem sind nicht nUP Wegen der' Verwendung elektrischer Antriebe äUfWendicl Und teUef'i Die nötige genaue Positionierung eilier größeren Anzahl Vöfi L-insengliederR zUf Änderung der Brennweite des Beleuchtuhgssystems erfordert präzise hergestellte Führungen und einen höhen Justieraufwand bei der Fertigung·

Die DE=OS 2 644 341 beschreibt eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung eines BeleuchtUfigs'systeniS/ die durch Lichtmengenmessung in der Bildebene gesteuerte Motoren zur kontinuierlichen Regelung zweier als Apertur- und Seh* feldblendeh arbeitenden Irisblenden benutzt* Auch diese Vorrichtung ist wegen der Verwendung mindestens zweier Motoren mit den dazugehörigen Getrieben, der Steuerelektronik,- Stromversorgung etCi aufwendig und teuer. Außerdem kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Eigenschaften der zu untersuchenden Proben die Funktion der Anordnung unerwünscht beeinflussen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Neuerung eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung der Betriebsparameter eines Durchlichtbeleuchtungssystems zu schaffen, die sich durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau sowie hohe Betriebssicherheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspructegelöst durch

a) einen im Beleuchtungsstrahlengang angeordneten ersten Revolver, der den Objektiven jeweils zugeordnete, feste Aperturblenden trägt;

b) einen ebenfalls im BeleuchtungsstrahLengang angeordneten, zweiten Revolver, der den Objektiven jeweils zugeordnete, feste Leuchtfeldblenden trägt;

c) mechanische übertragungsmittel, die den Aperturblendenrevolver und den Leüchtfeldblendenrevolver mit dem Objektivrevolver bewegüngsmäßig köppeCh*;-

Diese Lösung basiert also auf einem feststehenden Kondensor für alle Objektive. Somit sind keine aufwendigen Maßnahmen für die Bewegungsmechanik eines Kondensorrevolvers erforderlich und die Anzahl der benötigten Linsenglieder ist minimat. Der Kondensor wird beim Umschalten des Objektivrevolvers mit Hilfe von festen Blenden auf die zum jeweiLigen Objektiv passende Apertur und" Leuchtfeldgröße eingestellt.

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Da der BeHUt2er eines Mikroskops fast durchweg nur" mit einigen/ WeRiQeR Ob= jektivefi arbeitet/ die ständig aiii Objektivrevolver⁸ befestigt sind> Werden auch nur Wenige/ auf die Objektive abgestimmte Leuchtfeld- b2W« Aßefturblenden befiötigü/ die ebenfalls auf jeweils einem Revolver Platz finden* Dieser Wird durch eine einfache überträcjungsrnechanik zusammen mit dem Objektivrevolver geschaltet* Dadurch sind Fehler in der Einstellung der Blenden im Gegensatz zu Systemen/ die mit durch Lichtmengenmessung gesteuerten/ motorisch eingestellten irisblenden arbeiten/ praktisch ausgeschlossen*

Es ist vorteilhaft, den Apertur- und den Leuchtfeldblendenrevölver als dreh= bare Scheiben auszubilden und auf einer gemeinsamen Antriebswelle anzuordnen/ um einen besonders einfachen Aufbau des Systems zu erreichen* Die erforderliche Drehbewegung beim Blendenwechsel kann ohne Schwierigkeiten von der Drehbewegung des Objektivrevolvers abgeleitet werden.

Zweckmäßig werden die Blenden auswechselbar in die Revolver eingelegt/ um ohne großen Aufwand das Beleuchtungssystem auf die vom Benutzer gewünschte Objektivkombination anzupassen, bzw. um diesen die Möglichkeit zu geben, bei einer Änderung der Bestückung des Objektivrevolvers selbst das Beleuchtungssystem anpassen zu können.

Damit auch große Objektfelder bei Beobachtung im Bereich der Lupenvergrößerung ausgeleuchtet werden kennen, ist zweckmäßig eine Hilfslinse in der entsprechenden Schaltstellung des Blendenrevolvers vorgesehen, mit der die Brennweite des Beleuchtungssystems an diesen FaLl angepaßt wird.

Weiterhin ist es zweckmäßig, in der Aperturebene eine zusätzliche, unabhängig von der Revolverstellung kontinuierlich einstellbare Irisblende anzuordnen. Damit ist es möglich, die Beleuchtungsapertur zur Kontrasterhöhung ausgehend "von dem durch den Revolver eingestellten Wert zu Verringern.

Wenn die Beleuchtungseinrichtung mit einfachen Mitteln für die gängigen Kontrastierungsverfahren wie DunkelfeLdbeleuchtung, Phasenkontrast, Inter^erenzkontrast tauglich gemacht werden solL, empfiehlt es sich, in unmittelbarer Nähe der Aperturebene einen zusätzlichen, unabhängig vom Aperturblendenrevolver betätigbaren Revolver anzuordnen, der die für die durchzuführenden V&r-

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■fähfen fiötigefi Zefitfälblefiden,. Ringblenden b2W. eifieh" Polarisator enthält» Zur Angleichung der⁵ Bildhelli gkeit im MellfeIdbetrieb ist es zweckmäßig, ein" Graufilter" in der betreffenden SöhäLtste llung vorzusehen* fliese Ölenden können ebenfalls aUsWeohselbaP jeweils ifi eineril 2entfierbären Rahmen im Z-U-sätfrevölver eingelegt seih> um der Ringcjföne in den entsprechenden Objektiven angepaßte Blenden verwenden zu können bzw« die Ringblenden gegenüber den PhäsenMngen in den Objektiven justieren iu könnehi bef ZusätzfeVölver kann beispielsweise die Form eines Schiebers besitzen, auf dem die Blendenträger Und die dazugehörenden Zeritfierschfäubeh angeordnet sind*

Um jederzeit kontrollieren zu können> ob der Kondensor richtig fokussiert ist/ ist ein in der Ebene der Leuchtfeldblende in den Strahlengang einschwenkbares Hilfsobjekt zweckmäßig/ denn Wegen dör Automatik des Beleuchtungssystems liegt der Rand der Leuchtfeldblende immer außerhalb des Sehfelds* Dieser Arbeitsgang gehört jedoch zu den sekundären Handgriffen, der nur dann erforder-Licht ist, wenn mit Objektträgern gearbeitet wird/ die sehr starken Dickeschwahkungen unterliegen*

Anhand der beigefügten Zeichnungen/ die eine Ausführungsform eines Beleuchtungssystems nach der vorliegenden Neuerung skizzieren, wird diese beispielhaft erläutert:

In Fig. 1 ist der Gesämtaufbäu einer Durchlichtbeleuchtuhg nach der vorliegenden Erfindung vereinfacht dargestellt;

Fig. 2 stellt eine detaillierte Skizze des Aperturblendenrevolvers aus

Fig. 1 dar;

Fig* 3 skizziert den in Fig. 1 dargestellten Leuchtfeldblendenrevolver

mit einer zusätzlichen FokussierhiIfe für den; Kondensor.

Ein mit der Welle 3 verbundener Revolver 1 ist zur Aufnahme von vier Objektiven bestimmt, von denen ein Objektiv 2 dargestellt ist. Der Objektivrevolver 1 wird vom Benutzer durch einen Betätigungsknopf 11 über ein Winkelge-

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triebe 9,10 und mit Gelenkgliedern 4,6 verbundenen VJellen 5 und 7 in vier mögliche RaststeLlungen geschaltet. Durch ein Stirnradgetriebe 8,13 wird gleichzeitig mit dem Objektivrevolver 1 über eine parallel zur optischen Achse angeordnete, gemeinsame Welle 18 der Leuchtfeldblendenrevolver 12 und der Aperturblendenrevolver 17 geschaltet.

Der Leuchtfeldblendenrevolver 12 trägt vier verschiedene Leuchtfeldblenden 22a,fa,c und d, die mit vier entsprechenden Aperturblenden 27 im Revolver 17, von denen zwei (27a und b) dargestellt sind, nach dem Köhler'schen Beleuchtungsprinzip auf die am Revolver 1 zu befestigenden Objektive abgestimmt sind. Um den Beleuchtungsstr^hlengang nicht zu beschränken besitzt das Stirnrad 13 vier genügend groß dimensionierte öffnungen 23a-d.

Das Beleuchtungssystem enthält eine Lampe 21 zur Beleuchtung des Objektträcers 29 mit Hilfe des Kollektors 28 und des zweiteiligen Kondensors 19,20. In unmittelbarer Nähe der Aperturebene befindet sich ein als Schieber ausgebildeter Zusatzrevolver 14, der jeweils eine Zentralblende 26 für Dunkelfeldbeleuchtung, eine Ringblende 25 für Phasenkontrast und in der gezeigten Schaltstellung ein nicht dargestelltes Graufilter zur Helligkeitsminderung bei Hellfeldbeleuchtung trägt. Im dargestellten, eingeschobenen Zustand sind die Justierschrauben 15 a und 15b zur Zentrierung der Ringblende 25 und Ju- ; stierschrauben 16a und b zur Justierung der Zentralblende 26 verdeckt und ' können vom Benutzer nicht unbeabsichtigt verstellt werden. Wird z.B. statt '■ der Ringblende 25 ein Polarisator eingesetzt, dann können die Justierschrauben 15a und b zum Abgleich der Kreuzungstellung gegenüber einem feststehenden Ana- I lysator verwendet werden, wenn die Befestigung des justierbaren Aufnähmerähmens für den Polarisator bzw. die Blende 25 so ausgelegt ist, daß eine Ver- j Schiebung des Rahmens in der Ebene des Zusatzrevolvers 14 mit Hilfe der \

Schrauben 15a und b von einer gleichzeitigen Verdrehung begleitet ist, i-

Direkt über dem Schieber 14/ ebenfalls noch in unmittelbarer Nähe der Apertur- \

ebene befindet sich eine über nicht dargestellte Betätigungsmittel einstell- j

bare irisblende 24, die als KonträStiecungshiIfe im Hellfeldbetrieb benutzt I

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Der Aperturblendenrevolver 17 ist in Fig. 2 nochmals detaiLLierter dargesteLLt: Er besteht aus einer Scheibe, die vier in gleichem Abstand zu ihrem Mittelpunkt angeordnete Bohrungen gleichen Durchmessers besitzt. Diese dienen zur Aufnahme von jeweils 3 Blendeneinsätzen 27a,b und c sowie der HilfsLinse 30, mit der sich die Brennweite des Kondensors ändern Läßt. Die Blendeneinsätze 27a,b und c sowie die Fassung der HilfsLinse 30 bestehen jeweils aus Ringen, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Bohrungen im Blendenrevolver 17 ist, und die einen federnden Ansatz besitzsvi, der nach dem Eindrücken der Blendeneinsätze diese im Reibschluß in den Bohrungen hält.

Anhand von Fig. 3 sei nochmaLs das überprüfen der exakten Fokussierung des Kondensors erläutert:

Im normalen Betriebszustand sind die Ränder der Leuchtfeldblenden 22a-d nicht sichtbar, da die Kopplung zwischem dem Objektivrevolver und dem LeuchtfeldblendenrevoLver 12 bei korrekter Bestückung stets dafür sorgt, daß die jeweiligen Sehfelder, durch gestrichelte Kreise angedeutet, innerhalb der Leuchtfelder liegen. Als Kriterium für die e>akte Fokussierung des Kondensors dient jedoch der Kontrast der LeuchtfeldbLenoenbegrenzung. Diese wird nun durch ein vom Benutzer mittels eines nicht dargestellten HebeLs in unmittelbarer Nähe der Leuchtfeldblende einschwenkbares Hilfsöbjekt 32 verkleinert, d.h. die Kante 33 des Hilfsobjekts 32 wird nach dem Einschwenken für den Benutzer sichtbar. Der Kondensor kann nun mittels nicht dargestellter Einstellmittel durch Scharfstellen der Begrenzung 33 exakt fokussiert werden.

Mit der dargestellten Beleuchtungseinrichtung sind ohne größeren Aufwand alle primär bei einem Objektivwechsel anfallenden E^leuchtungseinstelluriaen automatisiert. Für die im Revolver 1 angebrachten Objektive stellt sich automatisch beim Einschwenken in den Abbildungsstrahlengang der richtige Leuchtfelddurchmesser - er ist ca. 25% größer als der jeweilige Sehfelddurchmesser - und die korrekte Beleuchtungsapertur = sie liegt bei zwischen 75% und 95% der Objektivapertur - ein, wenn die Bestückung der Revolver aufeinander abgestimmt ist. Unabhängig davon besitzt der Benutzer die Freiheit, Köntrastierungsmethöden nach seiner Wahl einzusetzen. Mit einer derartigen Beleuchtungseinrichtung" kann ein preisgünstiges und bedienungsfreundliches Routine-Mikroskop geschaffen werden^ für das ein langgehegter Bedarf in breiten Benutzerkreisen besteht.

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Claims (8)

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1. Durchlichtbeleuchtung für Mikroskope, in denen bei feststehendem Kondensor ein Objektivrevolver mit ELementen des BeLeuchtungssystems gekoppelt ist, gekennzeichnet durch

a) einen im BeLeuchtungsstrahlengang angeordneten ersten Revolver (17), der den Objektiven (2) jeweils zugeordnete, feste Aperturblenden (27a, b,c) trägt;

b) einen ebenfalls im Beleuchtungsstrahlengang angeordneten, zweiten Revolver (12), der den Objektiven (2) jeweils zugeordnete, feste Leuchtfeldblenden (22a,b,c,d) trägt;

c) mechanische übertragungsmittel (3-8,13), die den Aperturblendenrevolver (17) und den Leuchtfeldblendenrevolver (12) mit dem Objektivrevolver (1) bewegungsmäßig koppeln.

2. Durchlichtbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aperturblendenrevolver (17) und der Leuchtfeldblendenrevolver (12) als drehbare Scheibm auf einer gemeinsamen Antriebswelle (18) angebracht sind.

3. Durchlichtbeleuchtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur- und Leuchtfeldblenden austauschbar im jeweiligen Revolver befestigt sind.

4. Durchlichtbeleuchtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Blendenrevolver (17) eine Hilfslinse (30) trägt.

5. Durchlichtbeleuchtung nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet durch eine in der Aperturebene des Kondensors (19,20) angeordnete, kontinuierlich veränderbare Irisblende (24).

6. Durchlichtbeleuchtung nach Anspruch 1-5, gekennzeichnet durch einen in unmittelbarer Nähe der Aperturebene angeordneten, unabhängig vom Aperturblendenrevclver (17) betätigbaren, zusätzlichen Revolver (14), der Ringblenden (2S) oder einen PoLäMsator, Zentralblenden (26) und Graufilter enthält.

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7. DurchLichtbeLeuchtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dall die
BLenden (25,26) bzw. Fi Lter in den zusätzlichen Revolver (14) auswechselbar in einen zentrierbaren Rahmen eingelegt sind.

8. Durchlicbtbeleuchtung nach Anspruch 1-7, gekennzeichnet durch ein in der Ebene der Leuchtfeldblenden(22a,b,c,d) in den Strahlengang einschwenkbares, die Leuchtfeldblenden teilweise abdeckendes Hilfsobjekt (31).