DE3334691C2 - Mikroskop - Google Patents

Abstract

Bei einem Mikroskop mit einem in der Neigung verstellbaren Einblicktubus und einer Umlenkvorrichtung zur Bildaufrichtung ist ein optisches Teilgerät der Umlenkvorrichtung austauschbar gegen ein anderes optisches Teilgerät, so daß wahlweise zwischen einem total reflektierenden optischen Teilgerät und einem den Strahl in zwei Strahlen aufspaltenden optischen Teilgerät gewählt werden kann, wobei letzteres optisches Teilgerät zum Anschluß des Mikroskops an eine Fotoeinrichtung oder dergleichen verwendet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einem neigbaren Einblicktubus und einer Umlenkvorrichtung zur Bildaufrichtung, die ein erstes totalreflektierendes Umlenkelement aufweist, dessen optische Eintrittsachse mit der optischen Achse eines Mikroskopobjektivs zusammenfällt, ein zweites Umlenkelement und ein mindestens zweifach umlenkendes optisches Verbindungselement zwischen den Umlenkelementen, wobei das optische Verbindungselement um die optische Austrittsachse des ersten Umlenkelements und das zweite Umlenkelement um seine optische Eintrittsachse relativ zum Verbindungselement im gleichen Drehsinn und um den gleichen Drehwinkel gleichzeitig drehbar sind.

Ein Mikroskop der obengenannten Art ist aus der DE-OS 31 17 858 bekannt. Bei dem bekannten Mikroskop ist der Anschluß einer Fotoeinrichtung od. dgl., wie z. B. einer Fernsehkamera, einer Filmkamera oder eines Projektionsschirmes, nicht vorgesehen.

Es sind jedoch Mikroskope mit Bildaufrichtung, aber ohne verschwenkbaren Einblicktubus bekannt, bei denen zur Umlenkung des Objektstrahls in den Einblicktubus ein Bauernfeindprisma verwendet wird. Dieses Bauernfeindprisma, das den im allgemeinen senkrecht nach oben verlaufenden Objektstrahl in den Einblicktubus umlenkt, kann entweder die Umlenkung des Objektstrahles vollständig vornehmen, so daß das Licht vom Objekt zu 100 Prozent in den Einblicktubus gelangt, oder als Teilerprisma ausgebildet sein, so daß beispielsweise nur 80 Prozent des Lichtes vom Objekt in den Einblicktubus zur direkten Beobachtung umgelenkt werden, während 20 Prozent des Lichtes unreflektiert durch das Teilerprisma nach oben in eine angeschlossene Fotoeinrichtung oder dergleichen zwecks fotografischer Aufzeichnung durchgelassen werden. Das Lichtverhältnis zwischen Einblick und Foto kann auch 20 :80 oder gar 0 :100 bei besonders lichtschwachen Objekten betragen. Dabei ist es bekannt, zwei unterschiedliche Bauernfeindprismen auf einem horizontal beweglichen Schieber anzuordnen, um wahlweise das eine oder andere Bauernfeindprisma in den Strahlengang des MikrosKops schieben zu können. Der Platzbcdarf für diese Anordnung beträgt mindestens drei Prismcnbrehen, nämlich je eine zusätzliche Prismenbreite links und rechts von der Arbeitsstellung eines Prismas, also wenn

ίο sich das Prisma im Strahlengang des Mikroskops befindet

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskop der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß es für den wahlweisen Anschluß weiterer optischer Systeme, wie z. B. einer Fotoeinrichtung, geeignet ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Umlenkelement und mit Abstand zu diesem ein strahlteilendes Umlenkelement zur Aufspaltung des Beobachtungsstrahlenbündels in ein durchgehendes und ein zum Verbindungselement umgelenktes Teilstrahlenbündel auf einem um eine Achse drehbaren Halter angeordnet sind, wobei die Achse parallel zur optischen Eintrittsachse des Verbindungselements und in der durch diese Achse und die optische Achse des Objektivs aufgespannten Ebene verläuft und beide Umlenkelemente den gleichen Abstand zur Drehachse haben.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung bewegt sich das auszutauschende erste optische Umlenkelement auf einem Kreisbogen, so daß auf beiden Seilen des auszutauschenden ersten optischen Umlenkelcmcntes nicht mehr eine volle Prismenbreite Platz vorhanden sein muß.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der Zeichnung erfolgenden Beschreibung. In der Zeichnung stellt dar

Fig. 1 eine Seitenansicht in der Grundstellung der optischen Umlenkvorrichtung, wie sie in einem besonderen Ausführungsbeispiel bei der Vorrichtung Verwendung findet,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die optische Umlenkvorrichtung in der Stellung der F i g. 1,

Fig.3 eine Draufsicht auf die optische Umlenkvorrichtung in einer aus der Stellung der F i g. 1 verdrchlcn Lage,

Fig.4 schematisch eine Frontansicht der wesentlichen optischen Teile eines Mikroskops mit der Umlcnkvorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 3,

Fig.5 schematisch eine Seitenansicht des Mikroskops der F i g. 4,

Fig.6a und 6b vertikale Teilschnitte durch das Mikroskop einmal bei horizontal ausgerichtetem Binokulartubus und das andere Mal bei vertikal ausgerichtetem Binokulartubus zur Veranschaulichung der Mechanik,

F i g. 7a und 7b eine der F i g. 6a zugeordnete Draufsicht sowie einen der F i g. 6b zugeordneten Horirontalschnitt,

F i g. 8 schematisch eine Seitenansicht eines Teils eines Mikroskops, bei dem das Prisma 12 gemäß der Erfindung austauschbar ist, und

Fig. 9a und 9b zwei zueinander senkrechte Schnitte durch einen Teil eines konkreten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Mikroskops, wobei besonders in F i g. 9a der Übersichtlichkeit halber nicht für die Erläuterung unbedingt notwendigen Bauteile des Mikroskops weggelassen sind.

In Fig. 1 sind ein trapezförmiges Prisma 10 sowie zwei Halbwürfelprismen 12 und 14 dargestellt Die optische Austrittsachse 16 des Halbwürfelprismas 12 verläuft parallel zur optischen Eintrittsachse 18 des HaIbwürfeiprismas 14. Die Halbwürfelprismen 12 und 14 sind um die optischen Achsen 16 und IS drehbar und stellen die optischen Teilgeräte dar, die prinzipiell auch anders aussehen können. So können in den optischen Umlenkelementen mehrere Spiegelungen stattfinden und kann die optische Eintrittsachse zur optischen Austrittsachse auch von 90° abweichende Winkel annehmen. An Stelle von Prismen könnten auch Spiegel verwendet werden. Ähnliches gilt für das optische Verbindungselement, das im konkreten Fa)I das trapezförmige Prisma 10 ist. Auch hier könnten theoretisch mehr als zwei Reflexionen stattfinden, für die auch mit Hilfe von Spiegeln gesorgt werden könnte. Ferner ist es nicht erforderlich, daß die optische Achse 20 des optischen Verbindungselementes senkrecht zur optischen Austrittsachse des ersten Umlenkelementes 12 sowie senkrecht zur optischen Eintrittsachse 18 des zweiten Umlenkelementes 14 steht.

Aus Fig.? geht die Grundstellung der optischen Umlenkvorrichtung besonders deutlich hervor. Aus dieser Figur kann man ohne weiteres sehen, daß die optische Eintrittsachse 22 des ersten optischen Umlenkelementes 12 auf einer Seite des optischen Verbindungselementes 10 senkrecht zu deren optischer Achse 20 und die optische Austrittsachse 24 des zweiten optischen Umlenkelementes 14 auf der entgegengesetzten Seite des optischen Verbindungselementes ebenfalls senkrecht zu deren optischer Achse steht

Mit »R« soll in der Zeichnung die Bildumkehr veranschaulicht werden.

In Fig. 3 ist eine Lage veranschaulicht, die von der Grundstellung der Fig. 1 und 2 abweicht. Aus Fig.3 k;inn entnommen werden, daß, ausgehend von der Grundstellung der F i g. 1 bzw. der F i g. 2 der Umlenkclcmcntc 12 und 14 um die jeweiligen Achsen 16 und 18 der Winkel λ/2 dej ersten optischen Umlenkelementes 12 um seine optische Austrittsachse 16 gleich groß wie der Winkel «/2 des zweiten optischen Umlenkelemenles 14 um seine optische Eintrittsachse, jedoch entgegengesetzt zu diesem ist. Insgesamt ergibt sich dann /wischen der Einlrittsachse 22 und der Austrittsachse 24 der optischen Umlenkvorrichtung eine Drehung um einen Winkel <%.

In Fig.4 ist nun die eben beschriebene Umlenkvorrichtung in Verbindung mit einem Mikroskop gezeigt, wobei das Prisma 14 nunmehr ein Teilerprisma ist, das den aus dem optischen Verbindungselement 10 entlang der optischen Achse 18 austretenden Strahl an der Teilt, rflache 26 aufspaltet. An der Teilerfläche 26 wird ein Teil des Strahles entlang der optischen Achse 24 umgelenkl, während der andere Teil des Strahles entlang der optischen Achse 18, also durch die Teilerfläche hindurchgehend und nicht an dieser reflektierend, verläuft und erst im Prisma 28 im in F i g. 4 rechten Tubus des Hinokukirtubus nach oben reflektiert wird, wobei dieser Strahl entlang einer zur optischen Achse 24 parallelen Achse 24' verläuft. An das Teilerprisma 14 schließt sich ein Halbwürfelprisma 30 an. das mit dem Teilerprisma 14 einstückig ausgebildet sein kann und das den Strahl entlang der optischen Austrittsachse 24 umlenkt in Richtung der optischen Achse 32, die gleichzeitig die Kintriltsachse eines des den Strahl nach oben umlenkenden Halbwürfelprismas 34 ist, das in Fig.4 dem linken Tubus des Binokulartubus zugeordnet ist. An die Prismen 28 und 34 schließen sich nach oben hin noch die Okulare der Tuben an, während sich unterhalb des Prismas 12 das Mikroskopobjektiv befinden würde. Der Binokulartubus wird im wesentlichen durch die Prismen 14, 28, 30 und 34 gebildet wobei auffällt, daß dieser Binokulartubus im Gegensatz zum Stand der Technik einen seitlichen Eingang hat

Das Teilerprisma 14 teilt die Strahlen vorzugsweise im Verhältnis 50 :50.

Im Gegensatz zu einem Knicktubus, bei dem die beiden Tuben des Binokulartubus (Prismen 28 und 34) um die optische Achse 24 zur Anpassung an den Augenabstand schwenkbar wären, handelt es sich hier um einen sogenannten Schiebetubus, bei dem die beiden Tuben (siehe Prismen 28 und 34) in der Blattebene zur Anpassung an den jeweiligen Augenabstand verschoben werden können.

Würde man die Umlenkvorrichtung gemäß den F i g. 1 bis 3 mit dem Binokulartubus in gewöhnlicher Weise kombinieren, so würde der in F i g. 4 nach links von der Teilerfläche 26 wegweisende Strahl nach unten zeigen und in ein weiteres Halbwürfelprisma einlaufen, das das zweite optische Umlenkelement der optischen Umlenkvorrichtung wäre. Dementsprechend würden sich auch das optische Verbindungselement 10 und das erste optische Umlenkelement 12 weiter unten befinden, nämlich mindestens um die der Größe des zusätzlichen Halbwürfelprismas entsprechende Strecke.

In der Seitenansicht der F i g. 5 ist noch eines der Okulare eingezeichnet, das das Bezugszeichen 36 trägt. sowie eine Zwischenabbildung 38, die mit dem Okular 36 betrachtet wird und eine Tubuslinse 40 für eine Korrektur auf »unendlich« des Mikroskopobjektivs 42, mit dem das Objekt 44 betrachtet wird.

Es wird nun Bezug auf die F i g. 6a bis 7b genommen. Dort sind vertikale Teilschnitte des Mikroskops in den beiden Extremstellungen, die allerdings niemals vernünftigerweise eingenommen werden, gezeigt sowie eine Draufsicht und ein Schnitt in einer Horizontalebene.

Das erste Halbwürfelprisma 12 der optischen Umlenkvorrichtung ist am Mikroskopgehäuse 50 befestigt. Das zweite Halbwürfelprisma bzw. Teilerprisma 14 ist über einen U-förmigen Halter 51 mit den Tuben 52 des Binokulartubus verbunden. Die Tuben 52 sind zur Einstellung ihres gegenseitigen Abstandes in Anpassung an den Augenabstand in Lagern 54 beweglich gelagert (siehe F i g. 6a). Der U-förmige Halter 51 ist um eine Achse 56 schwenkbeweglich gelagert, die mit der optischen Achse 18 zusammenfällt. Das das optische Verbindungselement 10 bildende trapezförmige Prisma ist, wie dies insbesondere aus F i g. 8b hervorgeht, an einem weiteren U-förmigen Halter 58 befestigt, der um die Achse 64 geschwenkt werden kann. Zwischen dem Gehäuse 50 und dem Halter 58 befindet sich auf jeder Seite des Halters 58 ein zur Achse 64 koaxial und am Gehäuse fest angeordnetes Zahnrad 60, das jeweils mit einem an jedem offenen Ende der Schenkel des U-förmigen Halters 51 einstückig angeformten Zahnrads 62 kämmt, das um die zur optischen Achse 18 koaxiale Achse 56 drehbar am U-förmigen Halter 58 befestigt ist. Der Halter 58 läßt sich also um die gehäusefeste Achse 64 verschwenken, wobei das trapezförmige Prisma 10 um die optische Achse 16 verschwenkt wird, während der die Tuben 52 tragende Halter 51 um die relativ zum Gehäuse 50 verschwenkbare, in bezug auf den Halter 58 ortsfeste Achse 56 verschwenkt wird, wobei das Prisma 14 um die optische Achse 18 verschwenkl wird. Dabei ist aufgrund der Zahnräder sichergestellt, daß sich der Binokulartu-

bus 52 wie gefordert um den doppelten Winkel wie die Prismen 12 und 14 in bezug auf das optische Verbindungselement 10 bewegt, so daß die eingangs genannte Forderung Zur Vermeidung einer Bilddrehung einwandfrei erfüllt wird.

In F i g. 8 ist nun schematisch eine Seitenansicht eines Teils eines Mikroskops — ähnlich der Ansicht gemäß F i g. 5 — gezeigt, bei dem das Prisma 12 gemäß der Erfindung austauschbar ist. Das Halbwürfelprisma 12, in dem eirie vollständige Reflexion bzw. Umlenkung stattfindet, ist um eine Drehachse 70 schwenkbar, um die auch ein zweites Halbwürfelprisma 12', wie in Fig.8 gezeigt, schwenkbar ist. Das Halbwürfelprisma 12' ist ein Teilerprisma, in dem beispielsweise 80% des vom Objektiv kommenden Lichtes in das optische Verbindungseiemer» !0 reflektiert bzw. umgelenkt werden, während 20% dieses Lichtes ungehindert zu einem Fo* tosystem hindurchgehen, wenn sich das Teilerprisma 12' anstelle des Prismas 12 in der optischen Umlenkvorrichtung befindet. Um das Teilerprisma 12' an die Stelle des Halbwürfelprismas 12 zu bringen, muß die aus dem Teilerprisma 12' und dem Prisma 12 befindliche Anordnung um die Drehachse 70 im Uhrzeigersinn geschwenkt werden, so daß sich nachher in F i g. 8 das Teilerprisma 12' an der Stelle des Prismas 12 und das Prisma 12 in der gestrichelten Lage befindet. Wie aus F i g. 8 deutlich zu ersehen, ist auf diese Weise ein Wechel des ersten optischen Umlenkelementes möglich, während bei einer linearen Verschiebung zum Austausch der Prismen ein Wechsel der ersten optischen Umlenkelemente wegen der Stellung des zweiten optischen Umlenkelementes 14 nicht möglich wäre. Eine Verschiebung in vertikaler Richtung scheidet sowieso aus, da diese im Strahlengang liegen würde und sich außerdem unterhalb des Prismas 12 die nicht gezeigte Tubuslinse befindet.

Zwar geht aus F i g. 8 bereits hervor, daß die Neigung des Einbiicktubus einen Winkel von 45° nicht wesentlich übersteigen kann, jedoch ist in der Tat in der Praxis ein Schwenkbereich von 15% bis 45° ausreichend.

In den F i g. 9a und 9b sind zwei zueinander senkrechte Schnitte durch einen Teil eines konkreten Ausführungsbeispieles eines Mikroskops gemäß F i g. 8 dargestellt. Dieses Mikroskop stimmt bis auf die Austauschbarkeit des Prismas 12 und die dadurch bedingte Begrenzung der Neigung des Einblicktubus mit dem in den F i g. 6a bis 7b gezeigten Mikroskops überein. Zwei Halbwürfelprismen 12 und 12' sind an einem um die Drehachse 70 verschwenkbaren Halter 72 in gleichem Abstand von der Drehachse 70 befestigt, wobei der Halter 72 mit Hilfe eines Drehknopfes 74 von außen verschwenkt wird und zwei Drehstellungen einnehmen kann, die von Rastausnehmungen 75 im Halter 72 bestimmt werden, in die eine am Gehäuse 50 federnd befestigte Rolle 78 in Eingriff kommen kann. In der einen Drehstellung befindet sich das als Teilerprisma ausgebildete Halbwürfelprisma 12' im Strahlengang des Mikroskops, während in der anderen Drehstellung sich dieses Prisma außerhalb des Strahlenganges (gestrichelt eingezeichnete Stellung) befindet und das total reflektierende Prisma 12 sich im Strahlengang des Mikroskops befindet Befindet sich das Teilerprisma 12' im Strahlengang des Mikroskops, wie dies in den Fig.9a und 9b gezeigt ist, so wird der Strahl vom Objektiv aufgespalten in einen Strahl zum Fotosystem und in einen mit der Hilfe der Umlenkvorrichtung weiter in den Einblicktubus 22 umgelenkten Beobachtungsstrahl. Der Strahl zum Fotosystem tritt dabei durch eine Öffnung 80 im Gehäuse 50 hindurch.

Es versteht sich, daß bei einem Mikroskop gemäß den F i g. 8 bis 9b auch als Einblicktubus anstelle der vorhergehenden Ausführungsformen auch nur ein Monotubus Verwendung finden kann.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mikroskop mit einem neigbaren Einblicktubus und einer Umlenkvorrichtung zur Bildaufrichtmg, die ein erstes totalreflektierendes Umlenkelement aufweist, dessen optische Eintrittsachse mit der optischen Achse eines Mikroskopobjektivs zusammenfällt, ein zweites Umlenkelement und ein mindestens zweifach umlenkendes optisches Verbindungselement zwischen den Umlenkelementen, wobei das optische Verbindungselement um die optische Austrittsachse des ersten Umlenkelements und das zweite Umlenkelement um seine optische Eintrittsachse relativ zum Verbindungselement im gleichen Drehsinn und um den gleichen Drehwinkel gleichzeitig drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Umlenke'ement (12) und mit Abstand zu diesem ein strahlteilendes Umlenkelement (12') zur Aufspaltung des Beobachtungsstrahlenbündels in ein durchgehendes und ein zum Verbindungselement (10) umgelenktes Teilstrahlenbündel auf einem um eine Achse (70) drehbaren Halter (72) angeordnet sind, wobei die Achse (70) parallel zur optischen Eintrittsachse (16) des Verbindungselements (10) und in der durch diese Achse und die optische Achse des Objektivs aufgespannten Ebene verläuft und beide Umlenkelemente (12, 12') den gleichen Abstand zur Drehachse (70) haben.