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Optisches Gerät Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches
Gerät, welches vorzugsweise zusammen mit einem Mikroskop zur Verwendung kommen soll.
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Das optische Gerät der Erfindung weis in an sich bekannter Weise eine
optische Einrichtung auf, die ein Objektbild erzeugt. Die Erfindung besteht dabei
darin, daß im Strahlen gang der Einrichtung eine diesen in zwei Strahlen aufteilende
Optik liegt, zwei zueinander geneigte Spiegel vorhanden sina und die Anordnung der
Spiegel eine solche Ist, daß die beiden Strahlen in umgekehrter Richtung auf den
Birdträger gelenkt werden, um in einem einzigen Feld zwei Objektbilder zu erzeugen.
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Dabei ist wesentlich, daß die beiden Spiegel als Einheit bewegbar
sind.
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Das Gerät kann z.B. dazu benutzt werden, um die Größe des wiedergegebenen
Bildes, oder die des ObJektieves, abzulesen, und zwar dadurch, daß die gegenseitige
Bewegung ir beiden Spiegel, wenn unter gegenseitiger Randberührung der beiden Bilder
diese in je eine andere Lage gebracht sind, gemessen wird.
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Die strahlen-aufteilende Oberfläche ist so angeordnet, daß sie den
Winkel zwischen den beiden Spiegeln schneidet.
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Die Spiegel und die strahlen-aufteilende Oberflache sind durch ein
Gehäuse oder durch einen Rahmen getragen. Dieses Gehäuse kann in einer Richtung
senkrecht zur planen Oberfläche des strahlen-aufteilenden Elements bewegbar sein.
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Das Gehäuse oder der Rahmenkönnen auch verdrehbar angeordnet sein,
und zwar um eine Achse in der strahlen-aufteilenden Oberfläche, welche senkrecht
zu dem auf das Bild abgelenkten Bildestrahl steht, aber nicht mit der Schnittlinie
der beiden Spiegel zusammenfällt. Eine Skala ermöglicht die Ablesung des Drehgrades
des Rahmens oder des Gehäuses.
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Die beiliegende Zeichnung zeigt Ausführungsformen eines
erfindungsgemäßen
Gerätes, und zwar Fig. 1 ein Schema des Gerätes Fig. 2 das einem Mikroskop einverleibte
Gerät in etwas vergrößertem Maßstab ; Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Fig.
2; Fig. 4, 5. 6. 7 und 8 Bilder des Objektes.
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Gemäß Fig. 1 und 2 besitzt das Mikroskop ein Objektiv 20, welches
an dem einen Ende eines Hohlzylinders 21 angeordnet ist, sowie ein Okular 19. Das
Gerät ist - wie aus Pig. 2 ersichtlich - zwischen dem Objektiv 20 und dem Okular
19 eines Mikroskopes angeordnet. Das Gerät besteht aus zwei Planspiegeln 12 und
13 und einem Glaskörper 11, welcher zwei optische Oberflächen 14 und 15 aufweist.
Die Oberfläche 14 ist teilweise reflektierend ausgebildet. Ein Strahl 16 des Objektivs
20 ermöglicht die Wiedergabe des Objektes 10, welches durch das mikroskop betrachtet
werden kann. Dieser Strahl 16 fällt auf den Glaskörper 11 und wird beim Durchtritt
durch dessen Oberfläche 15 gebrochen. Die andere Oberfläche 14 wird von dem gebrochenen
Strahl 18 durchsetzt, während ein anderer Teil in Form des Strahles 17 reflektiert
wird. Der Strahl 18 wird durch die beiden Spiegel 13 und 12 nacheinander reflektiert
und durchsetzt den Glaskörper 11, um in das Okular 19 einzufallen. Der Strahl 17
hingegen wird durch die Spiegel 12 und 13 nacheinander reflektiert und gelangt in
das Okular 19, nachdem er duroh die Oberfläche 14 des Glasblocks 11 reflektiert
wurde.
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Ein Prisma 24 ist zwischen dem Glaskörper 11 und dem Okular 19 angeordnet,
um das den Glaskörper 11 verlassende Licht durch eine Blende 25 in das Okular zu
lenken. Die beiden Strahlen 17 und 18 ergeben Bilder in der Brennpunkt-Ebene des
Okulars 19. Wenn die Spiegel 12 und 13 in der in der Zeichnung dargestellten Lage
sich befinden, so liegen die beiden Bilder in E in der Brennpunktebene des Okulars
übereinander gelagert. Ist das Obåekt4s 10 von runder Form - wie in Fig. 4 gezeigt,
so ergeben die beiden Strahlen Ubereinander gelagerte Bilder P und Q (Fig. 5).
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Die beiden Spiegel 12 und 13 sind in einem gemeinsamen Rahmen oder
Gehäuse 31 gehalten. Dieses Gehäuse ist um eine Achse verdrehbar, welche zur Zeichenebene
senkrecht steht und etwa den Punkt C schneidet. Dieser Punkt a ist jener, in welchem
der Strahl 16 originär in die beiden Strahlen 17 und 18 aufgeteilt wird. Die Verdrehung
des Rahmens 31 erfolgt über einen Knopf 32 und eine Spindel 22. Ein vorstehender
Arm 28 des Rahmens 31 ist unter Last einer Weder 23 in Kontakt mit der Verstellspindel
22 gehalten.
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Eine Skala 27 ist mit der Spindel 22 verbunden.
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Werden die beiden Spiegel um die Achse C gedreht, so werden die beiden
Bilder P und Q in der Brennpunktebene des Okulars auseinandergeschert (Fig. 6),
d. h. die beiden Bilder P und Q liegen, sich gegenseitig z. T. schneidend, nebeneinander.
Das Ausmaß der -seitlichen Trennung ist bei gegebener Stellung der Rotationsachse
C eine Funktion des Winkels, um den das Spiegelpaar 12 und 13 gedreht wurde. Die
Skala 27 ist so ausgebildet, daß die seitliche Trennung der beiden Bilder unmittelbar
abgelesen werden kann.
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Im Fall der Fig. 6 ist der gegenseitige Übergriff der beiden Bilder
P und Q schraffiert dargestellt. Wird die Spiegeleinheit-12,15 etwas mehr gedreht,
so kann eine vollkommene Trennung der beiden Bilder P und Q erfolgen - wie in Fig.
7 dargestellt. Das Mikroskop kann also dazu benutzt werden, um die Größe des kleinen
Objektes zu messen. Die Spiegel 12 und 13 werden zu diesem Zweck in einer Richtung
gedreht, bis die beiden Bilder P und Q des Objektes 10 sich gerade noch berühren
- wie in Fig. 7 dargestellt.
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Daraufhin wird die Drghriohtung der beiden Spiegel 12 und 13 umgekkehrt,
bis die beiden Bilder P und Q sich an den anderen beiden Seiten gegenseitig berühren
(Fig. 8). Durch die umgekehrte Verdrehung des Spiegelrahmens sind die beiden Bilder
P und Q also in ihrer Lage ausgetauscht. Auf der Skala 27 läßt sich der Drehwinkel
zwischen den beiden Endstellungen des Spiegelpaars 12 und 15 ablesen, und dieser
Drehwinkel läßt Schlüsse auf die Größe des Objetes zu.
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Der optische abstand zwischen dem Objektiv 20 und der Brennpunktebene
des Okulars 19 kann dadurch vergrößert werden, daß zwischen der Linse 20 und dem
Glaskörper 11 Längenkorrekturlinsen 29 und 30 (Doppellinsen) angeordnet werden.
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In gezeichneten Beispiel stellt F den Punkt dar, in welchem sich die
durch die Spiegel 12 und 13 gebildeten Ebenen schneiden.
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Die lineare Verstellung dieses Punktes F in der Richtung x
(das
ist die Richtung senkrecht zur Längsachse des Glaskörpers 11, und zwar in Positiv-Negativ-Verschiebung)
verursacht eine seitliche Trennung der beiden Bilder. Die tatsächliche Bildtrennung
S ist also im Pall einer Verschiebung durch die Gleichung 5 4 sie 8 gegeben, in
der B den Winkel zwischen den beiden Spiegeln 12 und 13 darstellt.
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Jede Bewegung des Punktes F in einer zur Langsachse i8 Blocks 11 parallelen
Richtung bedingt eine Defokussierung des Bildes dadurch, daß die Ebene der beiden
Bilder entlang der entsprechenden optischen Achse in einem Abstand Z bewegt wird.
Z entspricht der Gleichung Z = (2 sin a) y.
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Diese Defokussierung kann in Kauf genommen werden, wenn sie klein
genug ist, um keine Wirkung auf die Qualität des Bildes auszuüben. Diese telezentrische
Anordnung ist vorgenommen, um jegliche Fehler in der Vergrößerung auszuschließen,
welche sich aus einer solchen Defokussierung ergeben. Im wiedergegebenen Beispiel
sind die Dimensionen folgende: AB ist 49,841 mm, AO ist 33,565 mm, BD ist 29,595
mm, CE ist 12,5 mm.
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Wenn die Spiegel um 1° gedreht werden, so ergibt sich eine Bildtrennung
von 4 mm.
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Gemäß der Ausführungsform der Fig..3 sind alle jene Teile, welche
auch in Fig. 1 und 2 erscheinen, mit den dortigen Besugseichen versehen. Ein Mikroskop-Objektiv
20 ist am einen Ende eines Rohrs 21 befestigt, welches die zwei Längenkorrekturlinsen
29 und 30 enthält. Ein Glaskörper 11 und zwei Spiegel 12 und 13 sind auf einem gemeinsamen
Rahmen 31 befestigt, welcher in seiner Längsrichtung verschiebbar angeordnet it.
Eine Mikrometerschraube 22, welche durch einen Knopf 32 zu betätigen ist, ist dazu
bestimmt, mit ihrem einen Ende gegen einen Arm eines um die Achse 34 verdrehbaren
Winkelstücks 33 abzustützen.
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Der andere Arm des Winkelstücks 33 steht in Eingriff mit einem ForS
satz 28 des Rahmens 31, der unter dem Einfluß einer Feder 40 gegen diesen Arm des
Winkelstücks 33 angelegt wird. Das eine Ende eines Stabes 36 ist verschiebbar in
einer Höhlung 39 des Bedienungsknopfes 32. Das andere Ende des Stabes 36 steht in
Eingriff mit einem Zahnrad 35, welches auf der Schraube 22 versohiebbar ist. Das
Rad 55 wird also mit dem Knopf 32 verdreht. Das Rad 35 steht in Eingriff mit einem
Zahnrad 37, welches ein Zählwerk 38 antreibt. Der Knopf 32 besitzt eine Skala 41,
deren Stellung gegenüber einem Zeiger 42 ablesbar ist.
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Der aus dem Glaskörper 11 austretende~Strahl gelangt über ein
Prisma
24 und nach Durchsetzung eines Fadenkreuzes 45 in das Okular 19. Die Wirkung eines
erfindungsgemäßen Gerätes nach Fig. 3 ist ähnlich der des Gerätes nach Fig. 2 mit
der Abweichung, daß die Verdrehung des Knopfes 32 eine lineare Verschiebung des
Rahmens 31 in der Pfeilriohtung A der Fig. 3 zur Folge hat; diese lineare Verschiebung
hat die gleiche Folge wie die Verdrehung in der Richtung der Figuren 1 und 2; die
im Okular 19 erscheinenden Bilder sind die gleichen wie die im Okular der Figuren
1 und 2 erscheinenden.
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Die seitliche Trennung der im Okular erscheinenden Bilder kann am
Zählwerk 38 und an der Skala 41 abgelesen werden.
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Das Fadenkreuz 45 ist in der Brennpunktebene des Okulars 19 angeordnet
und besitzt zwei parallele Linien, so daß die Richtung des gegenseitigen Übergriffs
der Bilder im Okular 19 festgestellt werden kann, und zwar relativ zur Gestalt des
Objektes 10, das durch das Mikroskop betrachtet wird.
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Da-s den Strahlengang teilende Gerät kann auch zweifarbig sein, um
so zwei Bilder mit komplementären Farben zu erzeugen. Der sich überlappende Teil
der beiden Bilder erscheint dann weiß. Für kleine Veränderungen der beiden Spiegel
12 und 13 kann auch ein Hebel benutzt werden. Der Hebel ist so ausgebildet, daß
der kurze Arm eine kleine Veränderung des Gehäuses 31 ergibt, wenn der längere Arm
in seiner Lage verstellt wird.
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Die beiden Spiegel brauchen nicht notwendig um den Punkt C gedreht
zu werden. Die Rotationsachse der beiden Spiegel kann auch eine andere sein. Wenn
die Rotationschse der beiden Spiegel nahe tn Puakt F liegt, dann ist eine größere
Rotation der Spiegelpaars erforderlich, um eine Scherung S zu erzeugen.
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Dabei ergibt sich Jedoch eine größere Defikussierung Z.
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Die Rotationsachse kann auch weiter vom Punkt F entfernt liegen. Das
ergibt jedoch eine geringere Empfindlichkeit.
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Wenn ein großer Übergriff S zu erzeugen ist, dann ist es von vorteil,
wenn die Rotationsachse einen Punkt nahe dem Punkt C schneidet.