DE2407270C2 - Vergleichsmikroskop - Google Patents

Description

a) die zwischen dem teildurchlässigen Spiegel (14) und den beiden Objekten (6, 17) verlaufenden Strahlengänge symmetrisch ausgebildet sind und

b) die Mittel, die bewirken, daß das von dem einen Objektiv (2) erzeugte Bild (6') unmittelbar neben dem vom anderen Objektiv (16) erzeugten Bild (17') entsteht, darin bestehen,

I) daß im Beleuchtungsstrahlengang eine senkrecht zur optischen Achse bewegbare Leuchtfeldblende (13) mit unsymmetrisch zur optischen Achse angeordneter Öffnung (19) vorgesehen ist, und

II) daß eines der Objektive (2, 16) gegen die Strahlenrichtung neigbar ist.

2. Vergleichsmiskroskop zur simultanen Beobachtung zweier Objekte mit einem im Beobachtungsstrahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegel zur Umlenkung des Beleuchtungsstrahlenganges, bei dem eines der Objekte im umgelenkten Strahlengang angeordnet ist und ein anderes Objekt hinter dem Umlenkspiegel angeordnet ist und bei dem in dem zwischen dem teildurchlässigen Spiegel und den beiden Objekten verlaufenden Strahlengängen jeweils ein Mikroskopsobjektiv angeordnet ist und bei dem Mittel vorgesehen sind, die bewirken, daß das von dem einen Objektiv erzeugte Bild unmittelbar neben dem vom anderen Objektiv erzeugten Bild entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das hinter dem Umlenkspiegel (14) angeordnete zweite Objekt ein Diapositiv-Bild (23) ist,

b) eine zur Durchleuchtung dieses Bildes (23) dienende Lichtquelle (21) vorgesehen ist,

c) im Beleuchtungsstrahlengang eine senkrecht zur optischen Achse bewegbare Leuchtfeldblende (13) mit unsymmetrisch zur optischen Achse angeordneter Öffnung (19) vorgesehen ist, und

d) die optische Achse des das Diapositiv-Bild (23) enthaltenden Strahlenganges neigbar ist.

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 man im Vergleichsstrahlengang eine Einrichtung (18) zur Änderung der Bildhelligkeit angeordnet ist.

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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 entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2.

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 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 aus der DE-OS 15 72 557 bekannt; ein zur Beobachtung des Positionsvorgangs in der Pflanzentechnologie 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 Beleu'chtungsspiegel 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 die Bilder zur Beobachtung der Übereinstimmung der Lage verschiedener Punkte in den Objekten im allgemeinen überlagert und demzufolge in ihrem Kontrast reduziert sind. Durch Verwendung geeignet orientierter Polarisationsfilter ist es auch möglich, nur je eine Bildhälfte der beiden Objektbilder gleichzeitig zu bebachten. Auch hierbei tritt, bedingt durch die Absorption der Filter, eine Verminderung des Bildkontrastes und der Bildhelligkeit auf, ganz abgesehen davon, daß es durch Polarisationsfilter kaum gelingt, einen Bildanteil wirklich vollständig zu unterdrücken. Diese bekannte Vorrichtung ist also aufwendig und ermöglicht keine wirklich ungestörte simultane Beobachtung zweier Objekte.

Aus der DE-PS 10 94 013 ist ein Vergleichsmikroskop bekannt, bei dem der Beleuchtungsstrahlengang mittels eines halbdurchlässigen Spiegels auf ein Objekt umgelenkt wird, während das durch diesen Spiegel

tretende Licht zur Beleuchtung des zweiten Objektes dient. Beide Objekte sind durch starre halbkreisförmige Blenden so abgedeckt, daß das einzige, im Beobachtungsstrahlengang hinter dem Teilerspiegel angeordnete Mikroskopobjektiv die beleuchteten Hälften beider Objekte nebeneinander abbildet. Bei diesem Vergleichsmikroskop ergibt sich eine feste, durch die Blenden vorgegebene Anordnung der Objektbilder. .

Dasselbe gilt für das aus der DE-GM-Schrift 19 68 343 bekannte Vergleichsmikroskop. Bei diesem sind zwei nebeneinander angeordnete Mikroskopobjektive vorgesehen, die über einen Teilerspiegel und mehrere fest angeordnete Umlenkspiegel die Objekte beleuchten und abbilden. Die Umlenkspiegel sind fest so eingestellt, daß in der Sehfeldebene nebeneinanderliegende Bilder der Objekte erscheinen.

Eine starr festgelegte Bildtrennung ei folgt auch bei einem aus der US-PS 26 74 152 bekannten binokularen Vergleichsmikroskop, bei dem zwei photographisch hergestellte Stereo-Halbbilder ■ zur Erzeugung eines Vergleichsbildes dienen, dadurch, daß die zur Einspiegelung der Vergleichs-Halbbilder dienenden Prismen eine Sehfeldhälfte bezüglich des Objekts abdecken.

In vielen Fällen ist zur einwandfreien Beurteilung der mikroskopisch erzeugten Vergleichsbilder eine starr festgelegte Bildtrennung nicht ausreichend.

Hier will nun die Erfindung Abhilfe schaffen. Sie dient zur Lösung der Aufgabe, ein Vergleichsmikroskop zur simultanen. Beobachtung zweier Objekte zu schaffen, das es bei einfachem Aufbau ermöglicht; die für die jeweilige Aufgabe optimale Zuordnung der beiden Objektbilder in einfacher Weise einzustellen, wobei die beiden Bilder mit vollem Kontrast sowie gleicher Helligkeit und spektraler Zusammensetzung erscheinen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß sich durch eine Veränderung der Lage der Leuchtfeldble'nde und eine entsprechende Neigung eines der Objektive eine optimale Zuordnung der beiden Objektbilder einfach einstellen läßt, wobei die Strahlengänge zu den beiden Objekten symmetrisch sind. Diese Symmetrie erlaubt es, den Abbildungsmaßstab beider Strahlengänge genau aufeinander abzustimmen, indem die Weglänge in einem der Teilstrahlengänge 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.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch die im Anspruch 2 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der durch diese Lösung erzielte Vorteil ist im wesentlichen darin zu sehen, daß das Diapositiv-Bild selbst wieder aus mehreren Teilbildern bestehen kann, um eine Differenzierung der Aussage zu ermöglichen, daß das Bild einen verbindlichen Standard darstellen kann, der infolge seiner einfachen Reproduzierbarkeit in gleicher Weise an verschiedenen Stellen zum Einsatz kommen kann, und daß das Vergleichsbild schnell und einfach auswechselbar ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Vergleichsmikroskops nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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

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

Die Ausführungsform des neuen Vergleichsmikroskops nach F i g. 2, findet auch mit großem Vorteil Verwendung in der Kriminalistik. Da die beiden Strählengänge 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, 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. . i

■In vielen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, als Vergleichsobjekt ein künstliches Präparat mit Leuchtschirm-Hintergrund 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 Fig. 1 bis 5 der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig.l 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 Leuchtfeldblende.

F i g. 3b das Gesichtsfeld dieses Mikroskops,

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

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, welche 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 Rändelringes 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 refflektiert.

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 Fig. 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 Beleuchtungsstrahlengang beleuchtete Position des Sehfeldes kommt.

Dadurch wird erreicht, daß im Okular 3 zwei aneinandergrenzende Bilder 17' und 6' erscheinen, wie dies Fig.3b zeigt. Diese Bilder sind dem zu untersuchenden Objekt 6 und dem Vergleichsobjekt 17 zugeordnet.

ίο 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 Mikroskopokulars 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.

Im Beleuchtungsstrahlengang ist die in Fig.2 dargestellte Leuchtfeldblende 13 vorgesehen. Der

Vergleichsstrahlengang wird so geneigt, daß das Bild des Diapositivs 23 in die nicht direkt vom Beleuchtungsstrahlengang beleuchtete Position des Sehfeldes projiziert wird, so daß schließlich im Gesichtsfeld des Okulars 3 ein Bild beobachtet werden kann, welches Fig.3bentspricht.

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 (1)

25 30 Patentansprüche:

1. Vergleichsmikroskop zur simultanen Beobachtung zweier Objekte mit einem im Beobachtungsstrahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegel zur Umlenkung des Beleuchtungsstrahlenganges, bei dem eines der Objekte im umgelenkten und das andere in dem durch den Spiegel hindurchtretenden Strahlengang angeordnet ist und bei dem in den ι ο zwischen dem teildurchlässigen Spiegel und den beiden Objekten verlaufenden Strahlengängen jeweils ein Mikroskopobjektiv angeordnet ist und bei dem Mittel vorgesehen sind, die bewirken, daß das von dem einen Objektiv erzeugte Bild unmittelbar neben dem vom anderen Objektiv erzeugten Bild entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß