DE2407270B1 - Vergleichsmikroskop - Google Patents

Description

gel der Auflichtbeleuchtung zur Einspiegelung eines Vergleichsbildes benutzt, wobei die Strahlengänge zum Haupt- und zum Vergleichsobjekt symmetrisch sind. Dies erlaubt es, den Abbildungsmaßstab beider Strahlengänge genau aufeinander abzustimmen, indem die Weglänge in einem der Zweige verändert wird. Außerdem erlaubt ein solcher Aufbau eine einwandfreie und genau gleiche Beleuchtung beider Objekte, da die symmetrischen Strahlengänge beide den Regeln für die mikroskopische Objektbeleuchtung entsprechen. In beiden Strahlengängen erfolgt jeweils ein Durchgang und eine Reflexion am Teilerspiegel, so daß also keinerlei Farbabweichungen zwischen den Strahlengängen auftreten. Das gemäß der Erfindung aufgebaute Mikroskop ist also absolut farbneutral und stellt ein echtes Vergleichsmikroskop dar.

Durch Neigen eines der Objektive gegen die Strahlrichtung und eine entsprechende Veränderung der Lage der Leuchtfeldblende läßt sich die für die jeweilige Aufgabe optimale Zuordnung der beiden Objektbilder einfach einstellen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Zuordnung so zu wählen, daß die Objektbilder jeweils eine Hälfte des Gesichtsfeldes einnehmen. Die Bilder erscheinen dabei mit vollem Kontrast sowie genau gleicher Helligkeit und spektraler Zusammensetzung, so daß ein einwandfreier Vergleich möglich ist.

Eine andere Lösung der Aufgabe, ein einfaches Mikroskop zur simultanen Beobachtung und zum einwandfreien Vergleichen zweier Objekte zu schaffen, besteht gemäß der Erfindung darin, daß auf der Rückseite des Umlenkspiegels eine Vergleichseinrichtung angeordnet ist, die das zweite Objekt in Gestalt eines Diapositiv-Bildes, eine zur Durchleuchtung dieses Bildes dienende Lichtquelle sowie ein Projektionsobjektiv enthält, daß im Beleuchtungsstrahlengang eine Leuchtfeldblende mit unsymmetrisch zur optischen Achse angeordneter öffnung vorgesehen ist, und daß die optische Achse der Vergleichseinrichtung so neigbar ist, daß das vom Projektionsobjektiv nach Reflexion am Umlenkspiegel in der Bildebene des Mikroskopokulars erzeugte Bild des zweiten Objekts unmittelbar neben dem Bild des ersten Objekts beobachtet wird.

Bei beiden beschriebenen Lösungen ist es vorteilhaft, sämtliche Bauelemente des Vergleichsstrahlengangs in einem Gehäuse anzuordnen, das mit Mitteln zur Befestigung am Strahlenteiler eines Auflicht-Mikroskops ausgerüstet ist. Dieses Mikroskop muß eine öffnung auf der Rückseite des Umlenkspiegels für die Auflichtbeleuchtung enthalten, an welche das erwähnte Gehäuse angesetzt wird. Es ist ebenso möglich, die Bau- 5" elemente des Beleuchtungsstrahlengangs, den Strahlenteiler und die Elemente des Vergleichsstrahlengangs als Aufsatz zu einem Durchlicht-Mikroskop auszubilden und so anzuordnen, daß eine Auflichtbeleuchtung des auf dem Objekttisch angeordneten Objekts erfolgt.

Das neue Vergleichsmikroskop findet vorteilhafte Anwendung für Metall-Untersuchungen, wobei hier insbesondere der Gefügebilder-Vergleich zu erwähnen ist. Auch Gesteinsschliffe lassen sich einfach und sicher beurteilen, ebenso wie sich ein Faservergleich durchführen läßt.

Wird das neue Vergleichsmikroskop in der Scanning-Photometrie oder der Fernseh-Bildanalyse eingesetzt, so lassen sich die dort gewonnenen Beurteilungen durch Bezug auf das Vergleichsbild objektivieren.

Die Ausführungsform des neuen Vergleichsmikroskops, in der die Vergleichseinrichtung ein Mikroskopobjektiv enthält, findet auch mit großem Vorteil Verwendung in der Kriminalistik. Da die beiden Strahlengänge optisch absolut symmetrisch sind, ist das neue Mikroskop farbneutral. Dies ist von großem Wert, da Farbabweichungen mit Sicherheit nur durch das untersuchte Objekt bedingt sein können. Dies gilt auch für die photographische Dokumentation der beiden Vergleichsbilder in einer gemeinsamen Aufnahme.

Wie ohne weiteres ersichtlich, ist das Vergleichsmikroskop nach der vorliegenden Erfindung sehr vielseitig anwendbar, da es die Beurteilung verschiedener Proben durch direkten Bildvergleich ermöglicht.

Werden Standardobjekte verwendet, wobei die Vergleichseinrichtung ein Mikroskopobjektiv enthält, so erlaubt dies dem Beobachter nicht nur eine Aussage über Form und Farbe des Bildes, sondern auch eine Helligkeitsaussage. Eine solche Helligkeitsaussage ist beispielsweise in der Fluoreszenz-Mikroskopie wichtig.

Zur Ermöglichung einer definierten Helligkeitsaussage ist zweckmäßig im Vergleichsstrahlengang eine Einrichtung zur Änderung der Bildhelligkeit angeordnet. Mit Hilfe dieser Einrichtung läßt sich auf gleiche Bildhelligkeit zwischen Objekt- und Vergleichsbild einstellen, wobei die Stellung des Abschwächers ein Maß für die Bildhelligkeit darstellt.

In vielen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, als Vergleichsobjekt ein künstliches Präparat mit Leuchtschirm-Hintergrund zu verwenden. Ein solches Präparat erlaubt ebenfalls eine definierte Helligkeitsaussage, da hier das Vergleichsbild eine vorher genau festgelegte Helligkeit hat.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der F i g. 1 bis 5 der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung aufgebauten Vergleichsmikroskops,

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Strahlengangs bei einem Vergleichsmikroskop mit symmetrisch aufgebauten Strahlengängen und körperlichem Vergleichsobjekt,

F i g. 3a die in dem Mikroskop nach F i g. 2 verwendete Leuchtbildblende,

F i g. 3 das Gesichtsfeld dieses Mikroskops,

F i g. 4 eine schematische Darstellung des Strahlengangs in einem Vergleichsmikroskop, bei dem das Bild eines Vergleichsobjekts in den Beobachtungsstrahlengang eingespiegelt wird,

F i g. 5 das Gesichtsfeld des Mikroskops nach F i g. 4.

In F i g. 1 ist mit 1 ein handelsübliches Auflicht-Mikroskop bezeichnet, das ein Objektiv 2 und ein Okular 3 enthält, wobei an Stelle des hier dargestellten Monokular-Tubus auch ohne weiteres ein Binokular-Tubus Verwendung finden kann. Mit 4 ist eine Mikroskopleuchte bezeichnet, weiche mittels eines Gewindes am Strahlenteiler 5 angeschraubt ist. Dieser Strahlenteiler enthält einen teildurchlässigen Spiegel, welcher den Beleuchtungsstrahlengang durch das Objektiv 2 auf ein Objekt 6 lenkt.

Mit 7 ist ein zylinderförmiges Bauteil bezeichnet, das die Vergleichseinrichtung enthält, und das ebenfalls mittels eines Gewindes am Strahlenteiler 5 befestigt ist. Dieser weist gegenüber der öffnung für den Eintritt des Beleuchtungsstrahlengangs eine weitere Öffnung auf, an welcher das Bauteil 7 befestigt ist. Das Bauteil 7 ist mit einer Schraube 8 versehen, mit deren Hilfe sich der Vergleichsstrahlengang neigen läßt. Mit 9 ist ein Schlitz bezeichnet, in den ein körperliches Vergleichsobjekt eingebracht werden kann. Das im Bauteil 7 angeordnete Vergleichsobjektiv wird mittels eines Rän-

delringes 10 auf das Vergleichsobjekt fokussiert.

Wie F i g. 2 zeigt, enthält die Mikroskopleuchte 4 eine Lichtquelle 11, einen Kondensor 12 sowie eine Leuchtfeldblende 13. Der im Strahlenteiler 5 enthaltene Teilerspiegel ist mit 14 bezeichnet. Dieser Teilerspiegel lenkt einen Teil des von der Lichtquelle 11 kommenden Lichtes durch das Objektiv 2 hindurch auf das zu untersuchende Objekt 6. Das von diesem Objekt reflektierte oder im Fall der Fluoreszenzmikroskopie emittierte Licht geht durch den Teilerspiegel 14 hindurch und gelangt als Strahlengang 15 schließlich in das Okular 3.

Die Vergleichseinrichtung 7 enthält ein Mikroskopobjektiv 16, welches genau dem Objektiv 2 entspricht. Ferner ist das Vergleichsobjekt 17 enthalten. Dieses Objekt wird durch den Teilerspiegel 14 hindurch beleuchtet und das vom Objekt 17 reflektierte oder emittierte Licht wird vom Spiegel 14 in den Strahlengang 15 reflektiert.

Wie man aus F i g. 2 erkennt, sind die Strahlengänge im Beobachtungs- und im Vergleichsweg völlig symmetrisch. In dem hier dargestellten Beispiel ist in der Pupille des Vergleichsstrahlengangs ein verschiebbarer Graukeil 18 angeordnet. Durch Verschieben dieses Keils läßt sich die Helligkeit im Vergleichsstrahlengang derjenigen im Beobachtungsstrahlengang exakt anpassen.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 2 enthält, wie F i g. 3a zeigt, die Leuchtfeldblende 13 eine Öffnung 19 in Form eines halben Quadrats, welche unsymmetrisch zur optischen Achse angeordnet ist. Dadurch liefert das Beobachtungsobjektiv 2 im Okular 3 nur einen Bildanteil, welcher die Hälfte des Sehfeldes ausfüllt. Das Vergleichsobjektiv 16 samt Vergleichsobjekt 17 ist, wie dargestellt, gegen die optische Achse so geneigt, daß das Vergleichsbild 17' in die nicht direkt vom Beobachtungsstrahlengang beleuchtete Position des Sehfeldes kommt. Dadurch wird erreicht, daß im Okular 3 zwei aneinandergrenzende Bilder 17' und 6' erscheinen, wie dies F i g. 3b zeigt. Diese Bilder sind dem zu untersuchenden Objekt 6 und dem Vergleichsobjekt 17 zugeordnet.

Durch Bewegen der Leuchtfeldblende 13 senkrecht zur optischen Achse und durch entsprechende Neigung des Vergleichsobjektivs 16 läßt sich die Grenze zwischen den Teilbildern 17' und 6' beliebig in ihrer Lage verändern.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform wird über den Vergleichsstrahlengang ein als Bildvorlage vorhandenes Bild des Vergleichsobjekts in den Beobachtungsstrahlengang 15 eingespiegelt. Der Vergleichslichtweg besteht hier aus einer zusätzlichen Lichtquelle 21, welche über einen Kondensor 22 ein Diapositiv 23 beleuchtet. Das durch dieses Diapositiv hindurchgehende Licht wird mittels eines Projektionsobjektivs 24 in die Bildebene des Mikroskopokular 3 abgebildet. Das Diapositiv 23 stellt Vergleichs- oder Bezugsobjekte dar und besteht zweckmäßig nicht nur aus einem, sondern aus mehreren Bildern, welche eine Differenzierung der Aussage ermöglichen.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Beleuchtungsstrahlengang eine Leuchtfeldblende 20 angeordnet, welche eine kleine kreisförmige Öffnung enthält. Durch diese Öffnung hindurch wird ein Teil des Objekts 6 beobachtet, so daß schließlich im Okular 3 das in F i g. 5 dargestellte Bild 6' gesehen wird. Im Vergleichsstrahlengang ist eine Blende 25 angeordnet, welche den mittleren Teil des Bildes ausblendet. Das Bild 23' des Diapositivs 23 kann also, wie F i g. 5 zeigt, als Kreisring um das Bild 6' beobachtet werden.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Zuordnung der beiden Bilder wird vom Mikroskopobjektiv 2 nur das Zentrum des Bildes benutzt, das eine besonders gute Abbildung liefert. Es ist selbstverständlich möglich, an Stelle der Leuchtfeldblende 20 die in Fig.2 dargestellte Leuchtfeldblende 13 zu verwenden und den Vergleichsstrahlengang so zu neigen, daß das Bild des Diapositivs in die nicht direkt beleuchtete Position einprojiziert wird, so daß schließlich im Gesichtsfeld des Okulars 3 ein Bild beobachtet werden kann, welches F i g. 3b entspricht.

An Stelle des in F i g. 1 dargestellten Auflicht-Mikroskops 1 läßt sich auch ein Durchlicht-Mikroskop verwenden. Es ist dazu notwendig, die Bauelemente 4 des Beleuchtungsstrahlengangs, den Strahlenteiler 5 und die Bauelemente 7 des Vergleichsstrahlengangs als Aufsatz auszubilden und diesen so anzuordnen, daß das Objekt 6 mit Auflicht beleuchtet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vergleichsmikroskop zur simultanen Beobachtung zweier Objekte mit einem im Beobachtungsstrahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegel zur Umlenkung des Beleuchtungsstrahlengangs, bei dem eines der Objekte im umgelenkten und das andere Objekt in dem durch den Spiegel hindurchgehenden Strahlengang angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Beleuchtungsstrahlengang eine Leuchtfeldblende (13) mit unsymmetrisch zur optischen Achse angeordneter Öffnung (19) vorgesehen ist, daß die zwischen dem teildurchlässigen Spiegel (14) und den beiden Objekten (6, 17) verlaufenden Strahlengänge symmetrisch ausgebildet sind und jeweils ein Mikroskopobjektiv (2,16) enthalten und daß eines dieser Objektive (16) so gegen die Strahlenrichtung neigbar ist, daß das von ihm erzeugte Bild (17') unmittelbar neben dem vom anderen Objektiv (2) erzeugten Bild (6') beobachtet wird.

2. Vergleichsmikroskop zur simultanen Beobachtung zweier Objekte mit einem im Beobachtungsstrahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegel zur Umlenkung des Beleuchtungsstrahlengangs auf eines der Objekte, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Umlenkspiegels (14) eine Vergleichseinrichtung angeordnet ist, die das zweite Objekt in Gestalt eines Diapositiv-Bildes (23), eine zur Durchleuchtung dieses Bildes dienende Lichtquelle (21) sowie ein Projektionsobjektiv (24) enthält, daß im Beleuchtungsstrahlengang eine Leuchtfeldblende (13) mit unsymmetrisch zur optischen Achse angeordneter Öffnung (19) vorgesehen ist, und daß die optische Achse der Vergleichseinrichtung so neigbar ist, daß das vom Projektionsobjektiv (24) nach Reflexion am Umlenkspiegel (14) in der Bildebene des Mikroskopokulars (3) erzeugte Bild (23') des zweiten Objekts unmittelbar neben dem Bild des ersten Objekts (6') beobachtet wird.

3. Vergleichsmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtfeldblende (13) eine Öffnung (19) in Form eines halben Quadrats aufweist, die unsymmetrisch zur optischen Achse angeordnet ist.

4. Vergleichsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Vergleichsstrahlengang eine Einrichtung (18) zur Änderung der Bildhelligkeit angeordnet ist.

5. Vergleichsmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichsobjekt ein künstliches Präparat mit Leuchtschirm-Hintergrund verwendet ist.

6. Vergleichsmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bauelemente des Vergleichsstrahlengangs in einem Gehäuse (7) angeordnet sind, das mit Mitteln zur Befestigung am Strahlenteiler (5) eines Auflicht-Mikroskops (1) ausgerüstet ist.

7. Vergleichsmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente des Beleuchtungsstrahlengangs, der Strahlenteiler (14) und die Bauelemente des Vergleichsstrahlengangs als Aufsatz zu einem Durchlicht-Mikroskop ausgebildet sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vergleichsmikroskop zur simultanen Beobachtung zweier Objekte mit einem im Beobachtungsstrahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegel zur Umlenkung des Beleuchtungsstrahlengangs auf eines der Objekte.

Zur Beurteilung mikroskopischer Bilder ist es in vielen Fällen von großem Vorteil, dem Beobachter im gleichen Sehfeld das zu beurteilende Bild und ein Vergleichsbild anzubieten. Der Beobachter kann dann

ίο gleichzeitig diese beiden Bilder sehen und die zur Beurteilung notwendigen Vergleiche anstellen.

Es sind spezielle Vergleichsmikroskope bekannt, welche die simultane Beobachtung zweier Objekte ermöglichen. Ferner sind Vergleichsbrücken zur Verbindung zweier Mikroskope bekannt, welche in einem gemeinsamen Tubus zwei Sehfeldhälften zeigen, die je von einem der Mikroskope erzeugt werden. Solche speziellen Mikroskope bzw. Vergleichsbrücken sind recht unhandlich und zudem aufwendig in ihrem Aufbau.

Es ist auch bekannt, ein zur Beobachtung des Positionsvorgangs in der Planartechnologie dienendes Mikroskop mit Auflichtbeleuchtung, bei dem ein im Beobachtungsstrahlengang angeordneter teildurchlässiger Spiegel zur Umlenkung des Beleuchtungsstrahlengangs auf das zu beobachtende Objekt dient, durch einen zusätzlichen in dem durch den Beleuchtungsspiegel hindurchgehenden Teilstrahlengang angeordneten Umlenkspiegel zu ergänzen, der den Strahlengang durch ein mit seiner Achse parallel zum Hauptobjektiv angeordnetes zusätzliches Mikroskopobjektiv auf ein neben dem Hauptobjekt gelegenes zweites Objekt lenkt. Damit gelingt es, zwei Objekte simultan zu beobachten, wobei jedoch die Bilder überlagert und demzufolge in ihrem Kontrast reduziert sind. Dies ist bei diesem bekannten Mikroskop ohne Belang, da nur der Grad der Übereinstimmung der Lage verschiedener Punkte beobachtet werden soll und kein Bildvergleich vorzunehmen ist. Das bekannte Mikroskop arbeitet mit Objektiven mit unendlicher Schnittweite und benötigt deshalb eine weitere Tubuslinse, welche die Abbildung in die Bildebene des Okulars bewirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Vergleichsmikroskop zur simultanen Beobachtung zweier Objekte zu schaffen, das auf einem handelsüblichen Mikroskop mit Auflichtbeleuchtung aufbaut und das mit nur einem, mit wenigen Handgriffen ansetzbaren Zusatzteil die Beobachtung dieser Objekte in getrennten Sehfeldern ermöglicht und das einen in jeder Hinsicht einwandfreien Bildvergleich möglich macht.

Die Erfindung geht aus von einem Mikroskop mit einem im Beobachtungsstrahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegel zur Umlenkung des Beleuchtungsstrahlengangs, bei dem eines der Objekte im umgelenkten und das andere Objekt in dem durch den Spiegel hindurchgehenden Strahlengang angeordnet ist, und sie zeichnet sich dadurch aus, daß im Beleuchtungsstrahlengang eine Leuchtfeldblende mit unsymmetrisch zur optischen Achse angeordneter öffnung vorgesehen ist, daß die zwischen dem teildurchlässigen Spiegel und den beiden Objekten verlaufenden Strahlengänge symmetrisch ausgebildet sind und jeweils ein Mikroskopobjektiv enthalten, und daß eines dieser Objektive so gegen die Strahlenrichtung neigbar ist, daß das von ihm erzeugte Bild unmittelbar neben dem vom anderen Objektiv erzeugten Bild beobachtet wird.
Bei dem neuen Mikroskop wird also der Teilerspie-