DE3010307C2 - Optisches System für ein Diskussionsmikroskop - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System für ein Diskussionsmikroskop, bei dem auf der optischen Achse des Mikroskopobjektivs ein erster Strahlenteiler angeordnet ist, der das vom Objektiv ausgehende und durch das Objektiv fallende Strahlenbündel in ein erstes und ein zweites Strahlenbündel aufteilt und das zweite Strahlenbündel in eine von der Objektivachse abweichende Richtung umlenkt, bei dem ferner im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels ein erstes Relaisiinsensystem angeordnet ist und wenigstens ein das zweite Strahlenbündel in eine Richtung parallel zur optischen Achse des Objektivs richtendes optisches Element vorgesehen ist.

Ein Diskussionsmikroskop ist ein Gerät, in welchem der vom Objekt ausgehende Strahlengang in mehrere Strahlengänge aufgeteilt wird, so daß mehrere Beobachter die Bilder des Objektes durch Okulare beobachten können. Einer der Nachteile bei einem herkömmlichen optischen System eines derartigen Diskussionsmikroskops besteht darin, daß die Ober- und Unterseiten oder die rechten und linken Seiten der von verschiedenen Stellen beobachteten Bilder vertauscht sind, so daß die Orientierung der von einer Anzahl von Beobachtern beobachteten Bilder uneinheitlich ist

Aus der DE-OS17 72 006 ist ein optisches System der eingangs erwähnten bekannt, mit dem zwei Beobachter das gleiche Objekt seitenrichtig beobachten können.

Aus dem Firmenprospekt von Wild Heerbrugg Ml 731d-XJ4 ist ein Mikroskopaufbau für mehrere Beobachter bekannt Eine Anordnung für fünf Beobachter wird durch Kombination von verschiedenen Varianten des Diskussionstubus realisiert Die zur Erweiterung des Diskussionsmikroskops auf fünf Beobachter erforderlichen zusätzlichen Strahlenteiler und Umlenkprismen liegen zum Teil in unterschiedlichen Ebenen und bedingen eine unterschiedliche, teilweise relativ große Anzahl von Reflexionsflächen.

Aus G.Schröder: Technische Optik Vogel-Verlag 1974, Seiten 37—41 ist ganz allgemein bekannt, daß die Bildorientierung durch geeignete Wahl und Anordnung der Zahl der Spiegelungen und Teilungen er-eicht werden kann. Eine gleiche Bildorientierung ist bei Diskussionsmikroskopen mit paarweise gegenübersitzenden Beobachtern und einem zu den restlichen Beobachtern im rechten Winkel sitzenden Diskussionsleiter von wesentlicher Bedeutung. Die übliche Verwendung von Porroprismen, Dachkantprismen o. dgl. zur Umkehr der Bildorientierung führt zu einer Vergrößerung der Anzahl der Reflexionsflächen. Eine große Anzahl von Reflexionsflächen verschlechtert in der Regel die Bildqualität und erhöht die Kosten des dem Diskussionsmikroskop zugeordneten optischen Systeme vor allem bei Diskussionsmikroskopen mit einer größeren Anzahl von Beobachtern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System für ein Diskussionsmikroskop für fünf Beobachter zur Verfügung zu stellen, das den einander paarweise gegenüberliegenden Beobachtern eine einheitliche Bildorientierung und aufgrund der Verwendung von nur vier Reflexionsflächen in jedem Strahlengang eine einheitliche und ausgezeichnete Bildqualität gewährleistet

Ausgehend von dem optischen System der eingangs genannten Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß

so durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Bei der Erfindung sind alle optischen Elemente dadurch in die gleiche Ebene gelegt daß ein Lichtstrahlengang zunächst durch einen ersten Strahlenteiler aus der Objektivachse seitlich umgelenkt wird und alle anderen Strahlenteiler in den seitlich umgelenkten Strahlengang eingebaut sind. In derselben Ebene erfolgt danach die weitere Strahlabspaltung durch ebenfalls liegend eingebaute Strahlenteiler und die Umlenkung zu den einzelnen Beobachtereinblicken. Dadurch bleibt die Zahl der Reflexionsflächen auf vier beschränkt es ergibt sich eine kompakte Anordnung des Gesamtsystems und vor allem eine für sämtliche Beobachter einheitliche Bildorientierung und -qualität.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
F i g. 1 und 2 schematische Darstellungen des mit dem

3 4

erfindungsgemäßen optischen System ausgerüsteten orientierung an der Austrittsseite der Objektivlinsen O\

Diskussionsmikroskop; ist; die Orientierung des vom ersten Beobachter nach

Fig.3 bis 6 Darstellungen des erfindungsgemäßen Durchlaufen des Prismas Pi beobachteten Bildes ist

optischen Systems; dann O₂, bleibt also gleich der Bildorientierung O_x. Nach

F s g. 7 eine teilweise perspektivische Darstellung des 5 der Reflexion an? Halbspiegel H\ des Prismas P\ wird die

erfindungsgemäßen optischen Systems; -md Bildorientierung O₁TaO₃ und nach einer weiteren Re-

F i g. 8 ein Beispiel eines in dem erfindungsgemäßen flexion an der Reflexionsfläche Ai₂ des Prismas P₂ ergibt

optischen System verwendeten Relaislinsensystems. sich die Bildorientierung O₄. Nach Durchlaufen des Re-

Bei dem beschriebenen Diskussionsmikroskop ist e'n laislinsensystems L wird die Bildorientierung Os, wobei optisches Sysifcm mit fünf Okularpaaren 1,2,3,4 und 5 io die rechten und linken Seiten sowie die Ober- und Unan dem Objektiv 10 angeordnet Der vom Objektausge- terseiten umgekehrt bzw. vertauscht sind. Das an der hende Objektivstrahlengang wird geteilt and in der Reflexionsfläche M₃ des Prismas Pz reflektierte Strahnachfolgend beschriebenen Weise von dem optischen lenbündel hat die Bildorientierung Oe und nach der ReSystem in jedes Okular gerichtet Wie in F i g. 1 veraii- flexion an der Reflexionsfläche M₄ des Prismas P₄ ist die schaulicht ist, kann jeder Beobachter A\ bis ^sgleichzei- 15 Bildorientierung Oj, die von dem zweiten Beobachter tig die vergrößerten Bilder desselben Objekis bzw. der- beobachtet wird. Der am Halbspiegel H₃ des Prismas P₃ selben Probe beobachten. F i g. 3 ist eine Draufsicht auf reflektierte Strahlengang hat die Bildorientierung O₈ das optische System des beschriebenen Diskussionsmi- und nach der Reflexion an der Reflexionsfläche Ms des kroskops, F i g. 4 ist eine Darstellung desselben opili- Prismas Ps ergibt sich die Bildorientierung Oj, die von sehen Systems, gesehen aus der Richtung IV, Fig.5 ist 20 dem dritten Beobachter beobachtet wird. Unter diesen eine Darstellung in Richtung des Pfeils V und Fig. 6 Bedingungen sind die ersten und zweiten Beobachter eine Darstellung, gesehen in der Richtung des Pfeils VI. derselben Richtung zugekehrt, während die zweiten und Wie in diesen Ansichten gezeigt ist, weist das optische dritten Beobachter einander zugewandt sind.
System in dem beschriebenen Diskussionsmikroskop Obwohl die Bildorientierung O9 und die Bildorientieein Prisma P\ mit einem Halbspiegel H\ über der Objek- 25 rungen O₂ und O? entsprechend der Darstellung in tivlinse auf. Der Strahlengang durch die Objektivlinse Fig.7 umgekehrt sind, werden sie als dieselben Bildwird von dem Halbspiegel H\ des Prismas Pi in zwei Orientierungen von den Beobachtern beobachtet In der Strahlengänge geteilt, wobei die Anordnung so getrof- gleichen Weise können auch die vierten und fünften fen ist, daß der eine, entlang der optischen Achse nach Beobachter einheitlich orientierte Bilder beobachten,
oben gehende Strahlengang von dem ersten Beobachter 30 In dem oben beschriebenen optischen System kann A1 durch ein Okular 1 beobachtet wird. Der andere, vom ein Relaislinsensystem an irgendeinem Punkt angeord-Halbspiegel H\ reflektierte Strahlengang bzw. das re- net werden, soweit es zwischen dem Halbspiegel H\ und flektierte Strahlenbündel wird von einem Halbspiegel dem Halbspiegel H₃ liegt. So kann beispielsweise neben H₂ eines Prismas P₂ wiederum in zwei Strahlengänge den in F i g. 7 dargestellten geeigneten Punkten zwi- bzw. -bündel geteilt Einer der Strahlengänge wird an 35 sehen dem Halbspiegel H₂ und dem Halbspiegel H₃ das einer reflektierenden Fläche M₂ reflektiert und geht ent- Relaislinsensystem auch zwischen dem Halbspiegel H\ sprechend der Darstellung in F i g. 3 nach rechts. Dieser und dem Halbspiegel H₂ angeordnet werden. In dem Strahlengang bzw. dieses Strahlenbündel durchläuft ein zuletzt genannten Fall reicht nur ein Relaislinsensystem Relaislinsensystem L und wird wiederum in zwei Strah- aus. Das Relaislinsensystem kann jenseits des Halbspielengänge bzw. -bündel von einem Halbspiegel H₃ eines 40 gels H₃ angeordnet werden. In diesem Falle ist jedoch Prismas P₃ geteilt. Der den Halbspiegel H₃ durchlaufen- ein solches Relaislinsensystem jeder Beobachtungsstelle de Strahlengang wird an der Oberfläche M₃ entspre- zuzuordnen. F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des chend der Darstellung in F i g. 5 reflektiert und läuft Relaislinsensystems. Dieses Relaislinsensystem besteht durch ein Prisma P₄ nach oben, so daß er durch ein aus einem afokalen Zwei-Gruppen-Lirisensystem, wo-Okular 2 von einem zweiten Beobachter A₂ beobachtet 45 bei die beiden Gruppen von L\ und L₂ die gleiche Brennwerden kann. Der Strahlengang bzw. das Strahlenbün- weite haben und der hintere Brennpunkt von L\ und der del, das den Halbspiegel H₂ des Prismas P₂ durchläuft vordere Brennpunkt von L₂ zusammenfallen. Wenn die- und vom Halbspiegel H₃ des Prismas P₃ reflektiert wird, ses Relaislinsensystem im Strahlengang des Strahlenwird von einer Fläche Ms eines Prismas Ps nach oben bündeis angeordnet wird, kann sich eine Relaisübertrareflektiert und von einem dritten Beobachter A₃ durch 50 gung des Bildes von der Objektivlinse bei — 1 X (Verein Okular 3 beobachtet. Da das optische System mit größerung) ergeben. Das Relaislinsensystem wird durch den zugehörigen Gruppen von Prismen P₃, P₄ und Ps an Einstellung des Abstands zu dem von der Objektivlinse den linken und den rechten Seiten symmetrisch auge- entworfenen Bild derart positioniert -werden, daß das ordnet und ausgebildet ist, wird der an dem Halbspiegel Bild von dem Relaislinsensystem in der Nähe des Brenn- H₂ des Prismas P₂ in Richtung nach links (F i g. 3) reflek- 55 punkts des Okulars (des Punkts, an dem das Bild des tierte Strahlengang von einem vierten Beobachter A₄ Objekts von der Objektivlinse in einem herkömmlichen und einem fünften Beobachter As durch die Okulare 4 Mikroskop entworfen wird) entworfen wird. Das in bzw. 5 beobachtet, wobei die Funktionen Her Prismen F i g. 8 gezeigte Relaislinsensystem ist so ausgebildet, P}, P₄ und P5 auf der rechten Seite des optischen Systems daß der frontseitige Brennpunkt von L\ und das von der gleich sind. 60 Objektivlinse entworfene Bild zusammenfallen und das

F i g. 7 ist eine perspektivische Ansicht des beschrie- Relaislinsenbild am hinteren Brennpunkt von L₂ entbenen optischen Systems. Da die Anordnung des auf der worfen wird. Wenn der gewünschte Bildpunkt einen linken Seite gelegenen Teils des optischen Systems sym- größeren Abstand haben soll, d. h. wenn beispielsweise metrisch zu demjenigen des rechten Teils des optischen viele optische Elemente zwischen der Linse L₂ und dem Systems ist, konnte auf die Darstellung des einen Teils 65 Okular angeordnet werden sollen, kann die Anordnung verzichtet werden. Im folgenden wird die Orientierung so getroffen werden, daß das Bild der Objektivlinse indes vom Beobachter beobachteten Bildes anhand der nerhalb bzw. einwärts des vorderen Brennpunkts der Zeichnung erläutert. Es sei angenommen, daß die Bild- Linse L\ entworfen wird. Die umgekehrte Anordnung ist

ebenfalls möglich.

Im Hinblick auf die verschiedenen Anordnungen zugehöriger Bauelemente ist es erwünscht, daß alle Strahlengänge vom Halbspiegel H\ bis zu den Reflexionsflächen Mt und Ms in der gleichen Ebene liegen. Die Zahl der Reflexionsflächen vom Halbspiegel H\ bis zur Reflexionsfläche M-i (einschließlich der Flächen H\ und M$ selbst) ist beliebig, soweit sie geradzahlig ist

Wie oben erläutert, ist es mit dem beschriebenen optischen System für ein Diskussionsmikroskop nach der Erfindung möglich, jedem Beobachter ein Bild der gleichen Probe in einheitlicher Orientierung zur Verfügung zu stellen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

10

15 20

30 35 40 45

60 65

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Optisches System für ein Diskussionsmikroskop, bei dem auf der optischen Achse des Mikroskopobjektivs ein erster Strahlenteiler angeordnet ist, der das vom Objektiv ausgehende und durch das Objektiv fallende Strahlenbündel in ein erstes und ein zweites Strahlenbündel aufteilt und das zweite Strahlenbündel in eine von der Objektivachse abweichende Richtung umlenkt, bei dem ferner im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels ein erstes Relaisiinsensystem angeordnet ist und wenigstens ein das zweite Strahlenbündel in eine Richtung parallel zur optischen Achse des Objektivs richtendes optisches Element vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das errte Strahlenbündel entlang der optischen Achse des Objektivs (10) verläuft, daß im Strahlengang des zweiten Strahlenbündels ein zweiter Strahlenteiler (H₂, P₂) angeordnet ist, der von dem zweiten Strahlenbündel ein drittes Strahlenbündel abteilt, daß im zweiten Strahlengang hinter dem zweiten Strahlenteiler (H₂, P₂) ein das zweite Strahlenbündel nach dessen Durchlauf durch das erste Relaisiinsensystem (L) teilender dritter Strahlenteiler (Hi, P3) zur Abteilung eines vierten Strahlenbündels angeordnet ist, daß im Strahlengang des dritten Strahlenbündels nach dessen Durchlauf durch ein zweites Relaisiinsensystem (L) ein vierter Strahlenteiler (P₃) zur Abteilung eines fünften Strahlenbündels angeordnet ist, daß in den Strahlengängen der dritten, vierten und fünften Strahlenbündel jeweils ein optisches Element angeordnet ist, das das zugehörige dritte, vierte oder fünfte Strahlenbündel parallel zum ersten Strahlenbündel richtet und da3 alle Strahlenteiler, die Relaislinsen und die zugehörigen optischen Elemente in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Reflexionsspiegel (M₂, My, Mt,, Ms) in jedem Strahlengang angeordnet ist und daß die Anzahl der Faltungen bei der Reflexion an den Spiegeln sowohl für das zweite Strahlenbündel als auch für das dritte Strahlenbündel geradzahlig ist

3. Optisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Relaisiinsensystem (L\, L₂) jeweils ein aus zwei Linsengruppen bestehendes afokales Linsensystem ist