DE1807713A1

DE1807713A1 - Universal microscope

Info

Publication number: DE1807713A1
Application number: DE19681807713
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Michel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1967-11-21
Filing date: 1968-11-08
Publication date: 1969-06-26
Also published as: DE1807713B2; FR1592676A; DE6805924U; CH496244A; AT289412B

Description

CARL ZEISS IN HEIDENHEIX AN DER BRENZ Universalmikroskop Die Erfindung betrifft ein Universalmikroskop, welches aus verschiedenen, weitgehend gegeneinander austauschbaren Baugruppen in sich geschlossener Form zusammengesetzt werden kann. Die einzelnen Baugruppen können einzeln oder in geeigneten Kombinationen Einrichtungen zur Erzeugung einer Hell- und Gunkelfeldbeleuchtung im Durchlicht oder Auflicht, für die Phasenkontrast-, Interferenzkonstrast-, Polarisations- oder Fluoreszenzmikroskopie enthalten. Andere Baugruppen können die Elemente für die photographische, kinematographische oder fernsehtechnische Wiedergabe der mikroskopischen Bilder sowie für photoelektrische Messverfahren zum Zwecke der Ermittlung optischer Kenngrößen wie beispielsweise der Lichtdurchlässigkeit , des Reflexionsvermögens oder der optischen Dicke mikroskopischer Objekte aufnehmen. Schließlich gestattet die Anordnung nach der Erfindung auch den Ansatz von Baugruppen für Spezialaufgaben wie z.B. die Mikrohärteprüfung oder die UV-Strahlenstichmethode im Auflicht, die unter gleichzeitiger Beobachtung nach dem Phasenkontrastverfahren durchgeführt wird. CARL ZEISS IN HEIDENHEIX AN DER BRENZ Universal microscope The invention relates to a universal microscope, which consists of different, largely against each other interchangeable assemblies can be assembled in a self-contained form. The individual assemblies can be devices individually or in suitable combinations for generating bright and dark field lighting in transmitted or reflected light, for phase contrast, interference contrast, polarization or fluorescence microscopy contain. Other assemblies can contain the elements for the photographic, cinematographic or television reproduction of microscopic images as well as photoelectric Measurement method for the purpose of determining optical parameters such as light transmission, reflectivity or optical thickness are microscopic Pick up objects. Finally, the arrangement according to the invention also allows Approach of assemblies for special tasks such as the micro hardness test or the UV ray stab method in incident light, under simultaneous observation after the phase contrast method is carried out.

Der Trage körper des Mikroskops nach der Erfindung setzt sich aus zur optischen Achse des Mikroskopes radialsymmetrischen Gehäuseteilen mit vorzugsweise polygonalen Begrenzungsflächen zusammen.The support body of the microscope according to the invention is exposed Housing parts which are radially symmetrical to the optical axis of the microscope preferably have polygonal boundary surfaces together.

Dies hat gagenüber der Verwendung von Stativen üblicher Bauart den erheblichen Vorteil, daß bei der erfindungsgemäßen Bauweise eine hohe Stabilität der gegenseitigen Lage der Mikroskopteile gewährleistet ist und somit auch Messungen höchster Lagegenauigkeit durchgeführt werden können.This has in return for the use of tripods of the usual design considerable advantage that a high stability in the construction according to the invention the mutual position of the microscope parts is guaranteed and thus also measurements highest positional accuracy can be carried out.

Zu einem besonders zweckmäßigen Grundkörper kommt man, wenn man diesen aus einem Körper quadratischer Querschnittsform, also e.twa einem Kubus, entwickelt, der allen freien Richtungen quadratische Anschlußflächen für vor- und nachgeordnete Ansatzteile darbietet.You get a particularly useful base body when you have this developed from a body with a square cross-sectional shape, i.e. about a cube, the all free directions square connection surfaces for upstream and downstream Approach parts presents.

Da bei der Bauart des Grund körpers nach der Erfindung also die optische Achse des in Gebrauchsstellung befindlichen Objektivs mit der vertikalen Symmetrieachse des Grundkörpers zusammenfällt und außerdem alle vor- und nachgeordneten Ansatzteile durch paralelle Strahlengänge optisch miteinander gekoppelt werden können, bleiben thermisch bedingte Deformationserscheinungen der einzelnen Bausteine ohne Auswirkung auf die mikroskopische Bilderzeugung bzw. die photoelektrische Messung.Since the design of the base body according to the invention so the optical Axis of the lens in the position of use with the vertical axis of symmetry the main body coincides and also all upstream and downstream attachment parts can be optically coupled to one another by parallel beam paths Thermally caused deformation phenomena of the individual components without any effect on microscopic imaging or photoelectric measurement.

Ein Grundkörper mit qRadratischen Anschlußflächen bringt den besonderen Vorteil mit sich, daß in einfacher Weise in einem nachgeordneten Okularansatzteil die Okularstutzen für die Simultanbeobachtung durch zwei oder mehrere Beobachter " über Ecke " angebracht werden können. Der Strahlenverlauf zwischen.dem Grundkörper und dem die Okulare enthaltenden Ansatzteil ist zweckmäßig ein telezentrischer, so daß die an sich bekannten Hilfsvorrichtungen, wie optische Elemente für die Auflichtmikroskopie, für die Auflicht-Interferenzmikroskopie und die Polarisationsmikroskopie besonders vorteilhaft hier eingefügt werden können.A base body with square connecting surfaces brings something special This has the advantage that in a simple manner in a downstream eyepiece attachment part the eyepiece socket for simultaneous observation by two or more observers can be attached "over the corner". The beam path between the main body and the attachment part containing the eyepieces is expediently a telecentric, so that the auxiliary devices known per se, such as optical elements for reflected light microscopy, especially for incident light interference microscopy and polarization microscopy can advantageously be inserted here.

Im Grundkörper können zum Auswechseln der Objektive Durchbrüche vorgesehen sein, welche die Stabilität der Anordnung praktisch nicht beeinträchtigen.Breakthroughs can be provided in the base body for exchanging the lenses be, which practically do not affect the stability of the arrangement.

Während der die Okulare tragende Ansatz dem Grundkörper im Strahlengang nachgeordnet ist, enthält der demselben vorzuordnenden Ansatz die Halterungsmittel für Kondensoren und einen Teil der Beleuchtungsoptik, sowie den Objekttisch.While the approach carrying the eyepieces the base body in the beam path is downstream, the same approach to be assigned contains the holding means for condensers and part of the lighting optics, as well as the object table.

Der die Okulare tragende Ansatz kann eine aus verschiedenen Reflexionsmitteln bestehende Bildweiche enthalten, mit welcher der bilderzeugende Strahlengang, wie an sich bekannt, wahlweise einer Mattscheibe oder dem Bildträger einer in einem nachgeordneten Ansatz befindlichen photographischen Kamera, den unterhalb derselben befindlichen Okularen oder einer in einem oberhalb aufgesetzten weiteren Ansatz befindlichen photoelektrischen Meßvorrichtung zugeleitet werden kann. Das konsequent verfolgte Baukastenprinzip gestattet es natürlich auch, dem Okularansatzteil den die photographische Kamera enthaltenden Ansatzteil unmittelbar folgen zu lassen, wenn man auf die mit einer Bildweiche verbundenen verschiedenen Möglichkeiten verzichten will.The approach carrying the eyepieces can be one of various reflection means existing image switch contain with which the image-generating beam path, such as known per se, either a focusing screen or the image carrier one in one downstream approach located photographic Camera, the eyepieces located below the same or one placed in an above further approach located photoelectric measuring device are fed can. The modular principle, which is consistently pursued, naturally also allows the Eyepiece attachment part the attachment part containing the photographic camera directly to follow when one looks at the various associated with an image switch Wants to forego opportunities.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die auswechselbaren Hilfselemente in Schüben gehaltert, welche zusammen mit ihrem Inhalt bequem ausgewechselt werden können.According to a further feature of the invention, the interchangeable Auxiliary elements held in drawers, which can be easily exchanged together with their contents can be.

Der geschilderte vertikale Aufbau läßt sich ergänzen durch in der horizontalen Richtung an den das Objektiv enthaltenden Grundkörper und den darunter befindlichen Beleuchtungsansatz seitlich angefügte, entsprechend geformte Ansatzteil mit vorzugsweise quadratischem Querschnitt, welche die zweckmäßig gegeneinander austauschbaren Lichtquellen, Filtersätze und/oder einen Monochromator enthalten.The vertical structure described can be supplemented by in the horizontal direction to the base body containing the lens and the one below Located lighting approach laterally attached, correspondingly shaped attachment part with a preferably square cross-section, which are expediently against each other interchangeable light sources, filter sets and / or a monochromator included.

In jeder Kombination erhält man ein stabiles, in sich geschlossenes Gerät mit glatten, ebenen Flächen, die nur durch wenige Teile, wie die Okularansätze unterbrochen werden.In every combination you get a stable, self-contained one Device with smooth, flat surfaces that only have a few parts, such as the eyepiece attachments to be interrupted.

Im folgenden ist das Wesen der Erfindung an Hand der zugefrigen Abbildungen näher erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel veranschaulichen: Abb. 1 zeigt ein Mikroskop zur Beobachtung von unterhalb des Objektivs angeordneten Objekten.The following is the essence of the invention on the basis of the attached figures explained in more detail, which illustrate an embodiment: Fig. 1 shows a microscope for observing objects arranged below the objective.

Abb. 2 eine Draufsicht auf das Mikroskop nach Abb.1 Abb. 3 zeigt ein Mikroskop mit umgekehrten Strahlengang ( Metallmikroskop ) und Abb; 4 eine Draufsicht auf dasselbe.Fig. 2 is a top view of the microscope according to Fig.1 Fig. 3 shows a Microscope with reversed beam path (metal microscope) and Fig; 4 is a plan view on the same.

Abb. 5 zeigt in schematischer Darstellung einen eine photometrische Meßvorrichtung enthaltenden Ansatz, der ir.Fig. 5 shows a schematic representation of a photometric Approach containing measuring device, the ir.

Abb. 6 in seitlicher Ansicht dargestellt ist.Fig. 6 is shown in a side view.

Abb. 7 zeigt in seitlicher Ansicht einen zwischen den Beleuchtungs- und Beobachtungsteil einschaltbaren Ansatz mit wahlweise einschaltbaren Filtern, welcher in Abb. 8 in der Draufsicht dargestellt ist.Fig. 7 shows a side view of one between the lighting and observation part switchable approach with optionally switchable filters, which is shown in Fig. 8 in plan view.

Der Grundkörper 1 nach Abb. 1 ist aus einem annähernd kubischen Polygonkörper entwickelt, dessen Symmetrieachse mit der optischen Achse des in der Gebrauchsstellung befindlichen Objektivs 1 a zusammenfällt.Zur Fokussierung des Objektivs mittels der Rändelschraube ib ist ein Durchbruch 1 c vorgesehen.The base body 1 according to Fig. 1 is made of an approximately cubic polygonal body developed whose axis of symmetry with the optical axis of the in the position of use Objective 1 a is located. To focus the objective by means of the knurled screw ib is provided a breakthrough 1 c.

Oberhalb des Grundkörpers 1 ist ein Ansatzteil 2 gleicher Querschnittsform angeordnet, welcher über Eck die beiden Binokulartuben 2a und 2b trägt und im Inneren eine Bildweiche 6a-d aufnimmt.Above the base body 1 is an attachment part 2 of the same cross-sectional shape arranged, which carries the two binocular tubes 2a and 2b across the corner and inside an image switch 6a-d takes up.

unterhalb des Grundkörpers 1 befindet sich der die Beleuchtungsoptik enthaltende Ansatz 3 mit dem Träger 3a für den auswechselbaren Kondensor 3b, dem nur andeutungsweise dargestellten Objekttisch 3c, sowie Reflexionsmitteln 3c', 3c" und 3cm", über welche das zur Objektbeleuchtung dienende Licht aus dem seitlichen Ansatzstück 5 mit den wahlweise zu verwendenden Lichtquellen 5a und 5b eingeführt wird.The lighting optics are located below the base body 1 containing approach 3 with the carrier 3a for the interchangeable condenser 3b, the object table 3c, only hinted at, as well as reflection means 3c ', 3c " and 3cm ", through which the light used to illuminate the object from the side Extension piece 5 introduced with the optional light sources 5a and 5b will.

Oberhalb des die Okulare tragenden Ansatzblocks 2 befindet sich der Ansatzteil 4, in dessen Wandung Mittel zur hufnahme einer Mattscheibe 4a und außerdem großformatiger Photomaterialien vorgesehen sind und der eine photographische Kleinbildkamera 4b sowie optische Reflexionsmittel 4c enthält, über welche das lichterzeugende Strahlenbündel auf den Bildträger der Kleinbild-Kamera einerseits und oder den Ort der Mattscheibe andererseits verteilt wird.Above the attachment block 2 carrying the eyepieces is the Attachment part 4, in the wall of which means for receiving a ground glass 4a and also Large format photographic materials are provided and a photographic 35mm camera 4b and optical reflection means 4c, via which the light-generating beam on the image carrier of the 35mm camera on the one hand and / or the location of the focusing screen on the other hand is distributed.

Die Abb. 2 veranschaulicht eine Draufsicht auf die in Abb.Fig. 2 illustrates a top view of the in Fig.

1 dargestellte Kombination. Das die Okulare tragende Ansatzstück 2 enthält eine Lichtweiche 6a - d. Auf diese Kombination läßt sich der oben beschriebene Kamera- und Mattscheibenteil 4 und gegebenenfalls ein weiterer, eine photoelektrische Meßeinrichtung enthaltender Ansatzteil gleicher Querschnittsform aufsetzen.1 combination shown. The extension piece carrying the eyepieces 2 contains a light switch 6a - d. The above-described can be applied to this combination Camera and matt glass part 4 and possibly another, a photoelectric one Attach the attachment part containing the measuring device with the same cross-sectional shape.

Die Lichtweiche besteht im wesentlichen aus einem Drehkörper 6a, auf dem zwei Reflexionsprismen 6b und 6c verschiedener Orientierung vorgesehen sind und die ferner eine kreisförmige Öffnung 6d aufweist, welche den-Strahlendurchgang für ein oberhalb der Lichtweiche angeordnetes photoelektrisches MeBgerät freigibt, wenn sie in die optische Achse der Kombination gedreht ist.The light switch consists essentially of a rotating body 6a the two reflection prisms 6b and 6c of different orientations are provided and which further has a circular opening 6d which defines the beam passage for a photoelectric measuring device arranged above the light switch, when it is rotated in the optical axis of the combination.

Abb. 3 zeigt die Zusammensetzung eines Mikroskops mit umgekehrtem Strahlengang, wie etwa ein Metallmikroskop, aus im wesentlichen den gleichen Baugruppen wie das in den Abb. 1 und 2 veranschaulichte Nikroskop. Die Baugruppen 11, 12 und 15 entsprechen den Teilen 1, 2 und 5 in den Abbildungen 1 und 2. Die unterhalb des die Okulare tragenden Ansatzes 12 angeordnete Baugruppe 14 stellt die gleiche Eameraanordnung entsprechend dem Teil 4 nach Abb. 1 dar. Den weiteren Bezugszeichen aus den Abbildungen 1 und 2 ist ebenfalls jeweils eine 1 vorgesetzt.Fig. 3 shows the composition of a microscope with the reverse Beam path, such as a metal microscope, essentially consists of the same assemblies like the nikroscope illustrated in FIGS. 1 and 2. The assemblies 11, 12 and 15 correspond to parts 1, 2 and 5 in Figures 1 and 2. The one below the The assembly 14 arranged for the attachment 12 carrying the eyepieces represents the same camera arrangement corresponding to part 4 of Fig. 1. The other reference numerals from the figures 1 and 2 are also each preceded by a 1.

Abb. 4 veranschaulicht die Draufsicht auf das Metallmikroskop nach Abb. 3.Auch hier ist ersichtlich, daß der Grundkörper 11 aus einem kubischen Polygon entwickelt wurde, in dessen Symmetrieachse sich das jeweils in Gebrauchsstellung gedrehte Objektiv 11a befindet. Es ist in bekannter Weise mit weiteren Objektiven auf einem exzentrisch zum Tubus lId drehbar angeordneten Revolver 11e angeordnet, der auswechselbar mit dem Gehäuse 11 verbunden ist.Fig. 4 illustrates the top view of the metal microscope according to Fig. 3. Here, too, it can be seen that the base body 11 consists of a cubic polygon was developed, in whose axis of symmetry each in the position of use rotated lens 11a is located. It is in a known manner with additional lenses arranged on a revolver 11e which is arranged eccentrically to the tube lId so as to be rotatable, which is interchangeably connected to the housing 11.

Die Abb. 5 und 6 veranschaulichen in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Darstellungen ein Ansatzstück 7, in welchem auswechselbar in Schüben 7a und 7b angeordnet, eine photoelektrische Meßeinrichtung 7c und ein zur Erzeugung eines Objektbildes auf der lichtempfindlichen Zelle dienendes Projektiv 7d vorgesehen sind. Das Meßlicht gelangt entweder unmittelbar über den Objektivtubus oder aber über eine Lichtweiche 6a - d in die Meßeinrichtung.Figs. 5 and 6 illustrate in two at right angles to each other standing representations an extension 7, in which interchangeable arranged in drawers 7a and 7b, a photoelectric measuring device 7c and a Projective used to generate an object image on the light-sensitive cell 7d are provided. The measuring light either reaches the lens barrel directly or via a light switch 6a - d into the measuring device.

Die Abbildungen 7 und 8 veranschaulichen in schematischer Darstellung ein seitliches Ansatzstück 8, welche seitlich zwischen dem die Beleuchtungsoptik enthaltenden Untersatz 3, bzw. dem die Kamera 14b enthaltenden Untersatz 14 einerseits, und dem die Lichtquelle enthaltenden seitlichen Ansatz 5, respektive 15, eingeschaltet werden kann. Dieser Ansatzteil 8 enthält, um die Achse 8a exzentrisch drehbar, drei Filter 8b, 8c, 8d, die über die im Beleuchtungsansatz 5, respektive 15, vorgesehenen, über die Außenwandung hervorragenden Rändelringe 5c bzw. 15 c wahlweise in den Beleuchtungsstrahlengang eingeschaltet werden können.Figures 7 and 8 illustrate a schematic representation a lateral extension piece 8, which is laterally between the lighting optics containing pedestal 3, or the pedestal 14 containing the camera 14b on the one hand, and the lateral extension 5 or 15 containing the light source, switched on can be. This attachment part 8 contains, eccentrically rotatable about the axis 8a, three Filters 8b, 8c, 8d, which are provided in the lighting attachment 5, respectively 15, Knurled rings 5c or 15c protruding beyond the outer wall optionally in the illuminating beam path can be switched on.

Claims

1. Universal microscope, characterized in that the support body of the microscope from housing parts radially symmetrical to the optical axis of the microscope with preferably polygonal boundary surfaces.

2. Universal microscope according to claim 1, characterized by a Base body (1) with a square cross-sectional shape and an eyepiece attachment part (2) with eyepiece sockets (2a, 2b.) arranged "over the corner" for simultaneous observation by several observers.

3. Universal microscope according to claim 1 and 2, characterized in that that in the base body between the objective and the eyepiece attachment telecentric beam path prevails and inserts are provided by means of which auxiliary devices known per se, for example for reflected light microscopy, reflected light interference microscopy and polarization microscopy, introduced into the telecentric beam path can be.

4. Universal microscope according to claim 1, 2 and 3, characterized by one to be attached below the base body, the one to accommodate the one to be examined Object-receiving table (3c), which is used to move or rotate the object serving drive means and parts (3a, 3b) of the lighting system containing Approach (3).

5. Universal microscope according to claim 4, characterized in that the interchangeable elements (3a, 3b) used for the see-through lighting in Thrusts are arranged.

6. Universal microscope according to claims 1 to 5, characterized Attachment parts of the same cross-sectional shape that can be connected downstream by the eyepiece attachment for recording image receivers t photographic camera, cinema camera, television camera, Image converter, photometric receiver).

7. Universal microscope according to claims 1 to 6, characterized by one that can be connected upstream of the base body.

Attachment part for receiving elements that influence the lighting such as light filder, light regulator monochromators and modulators.

8. Universal microscope according to claims 1-8, characterized by a nosepiece containing two optional light sources.

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