DE3432635C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Mikroskop von umgekehrtem Aufbau, mit einem optischen Betrachtungssystem und einem optischen Fotografiersystem.

Solche invertierten optischen Mikroskope sind bekannt. Dabei ist optisches Zubehör für die differentielle Interferenzmikroskopie und Fluoreszenzbeobachtung unterhalb eines Objektivs angeordnet. Demgemäß ist das optische Bildformungssystem noch weiter unterhalb angeordnet; aus diesem Grunde muß natürlich auch das Fotografiersystem in einem unten gelegenen Bereich des Mikroskopkörpers angeordnet werden. Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen schematisch ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung. Darin ist im einzelnen ein Mikroskopkörper 1, ein beleuchteter Strahlengang 2 vorgesehen sowie eine Kondensor-Linse 3, ein Mikroskopiertisch 4, ein Revolver 5, ein Objektiv 6 ein Okularrohr 7, ein Prisma 8 mit einer halbtransparenten Spiegelfläche 8a und einer total reflektierenden Spiegelfläche 8b, die alternativ in den Strahlengang des Objektivs 6 von außen her durch einen Handgriff 8c einschwenkbar sind, ein Spiegel 9, ein Okular 10, ein Prisma 11 mit Spiegelflächen 11a und 11b, die alternativ in den Strahlengang eines Lichtstrahles einschwenkbar sind, der durch die halbtransparente Spiegelfläche 8a des Prismas 8 hindurchgetreten ist, und zwar von außen her mittels eines Handgriffes 11c; ferner erkennt man eine Fotografierlinse, die innerhalb des Strahlengangs eines Lichtstrahles angeordnet ist, der von der Spiegelfläche 11a des Prismas 11 zu reflektieren ist, eine 35-mm-Filmkamera 13, die abnehmbar am Mikroskopkorpus 1 befestigt werden kann, eine Fotografierlinse 14, die innerhalb des Strahlenganges eines Lichtstrahles angeordnet ist, der durch die Spiegelfläche 11b des Prismas 11 zu reflektieren ist, eine Kamera 15 großer Abmessung, die wiederum abnehmbar am Mikroskopkorpus 1 befestigt werden kann, sowie schließlich ein Fokussierglas, das in einer Abbildungsposition durch Objektiv 6 angeordnet ist und das in den Strahlengang eines Lichtstrahles einschwenkbar ist, der durch die halbtransparente Spiegelfläche 8a reflektiert wird, und zwar von außen her mittels eines Handgriffes 16a.

Aus Fig. 3 erkennt man im einzelnen folgendes:

Wird Handgriff 8c in eine Position I und Handgriff 11c in eine Position II eingeschwenkt, so wird ein Lichtstrahl, der von einem zu untersuchenden Objekt kommt und der durch Objektiv 6 hindurchgetreten ist, zu etwa 20% durch die Spiegelfläche 8a reflektiert; er erreicht sodann das Auge eines Betrachters durch ein Okular 10, tritt zu etwa 80% durch die Spiegelfläche 8a hindurch, wird durch die Spiegelfläche 11a des Prismas 11 reflektiert, tritt sodann durch die Fotografierlinse 12 hindurch und erreicht die Filmfläche der Kamera 13. Wird Handgriff 11b in Position I verschwenkt, so wird das von dem zu überprüfenden Objekt ausgehende Licht, das durch die Spiegelfläche 8a hindurchgetreten ist, von Spiegelfläche 11b des Prismas 11 reflektiert; es tritt sodann durch die fotografische Linse 14 hindurch und erreicht den Film der großdimensionierten Kamera 15, die kam Mikroskopkorpus 1 befestigt ist. Wird Handgriff 8c in Position II verschwenkt, so wird das gesamte von dem zu betrachtenden Objekt kommende Licht, das durch Objektiv 6 hindurchgetreten ist, an Spiegelfläche 8b reflektiert und erreicht das Auge des Betrachters. Wird Handgriff 16a in Position I verschwenkt, so gelangt das Fokussierglas 16 in beiden der obengenannten Fälle in den Betrachtungsstrahlengang. In diesem Stadium kann ein Fokussieren vorgenommen werden.

Da, wie oben beschrieben, beim herkömmlichen optischen Mikroskop umgekehrten Aufbaus das optische Fotografiersystem unterhalb des optischen Betrachtungssystems angeordnet ist, und da das hindurchtretende Licht selektiv von zwei Arten von fotografierenden optischen Systemen geleitet wird, liegen hierbei zahlreiche Nachteile vor; ferner liegt eine Beschränkung darin, daß - systembedingt - das optische Fotografiersystem in einem recht weit unterhalb befindlichen Teil des Mikroskopkorpus untergebracht werden muß. Da die Größe der Kamera begrenzt ist, und zwar entweder auf die kleine Filmkamera 13 oder die große Kamera 15, so muß das optische Fotografiersystem, d. h. der fotografische Strahlengang, auf einem festen Niveau oberhalb der Fläche einer Unterlage liegen, auf welche der Mikroskopkorpus aufzusetzen ist. Wird beispielsweise eine einäugige Spiegelreflexkamera verwendet, die mit einem motorischen Antrieb ausgerüstet ist, und die außen angebracht wird, so muß sich das Zentrum des fotografischen Strahlenganges auf einer Höhe von wenigstens 100 mm oberhalb der Ebene dieser Unterlage befinden. Um diese Anforderungen zu erfüllen, muß der Mikroskoptisch 4 - aufgrund der Beschränkungen bezüglich des Layout in senkrechter Richtung, wie oben beschrieben - wenigstens 330 mm oberhalb der Ebene der genannten Unterlage befinden. Der Mikroskoptisch 4 ist somit so hoch, daß die Handhabung des auf dem Mikroskoptisch befindlichen, zu betrachtenden Objektes schwierig wird; der Mikroskoptisch 4 muß daher lang sein, um einigermaßen annehmbare Arbeitsbedingungen zu schaffen.

Um ferner in oben beschriebener Weise den fotografierenden Strahlengang zur außen befestigten Kamera zu führen, ist die Anordnung von Prisma 11 als zweitem reflektierenden optischen Element notwendig. Beim Führen des Lichtes von dem zu betrachtenden Objekt zum zweiten reflektierenden optischen Element wird jedoch eine erhebliche Länge des optischen Strahlenganges vergeudet; hieraus folgt wiederum, daß die fotografische Linse 12 in erheblichem Maße in den Mikroskopkorpus 1 hineingelangt. Will man die durch die Handgriffe 8c, 11c und 16a vorzunehmenden Operationen durch einen einfachen Schaltvorgang mit einem einzigen Handgriff verbessern, so ist ein ganz spezieller komplizierter Verbindungsmechanismus erforderlich. Dies bedeutet wiederum, daß es nicht nur unmöglich ist, eine kompakte Schalteinrichtung zu verwenden, sondern auch, daß die Schalteinrichtung derart groß bemessen sein muß, daß es schwierig wird, den Mikroskoptisch auf niedrigem Niveau zu halten. Die gesamte Vorrichtung wird daher kostspielig und die optische Qualität der Arbeit wird schlechter. Bei dieser Art von Mikroskop, bei der das optische Zubehör unterhalb des Objektivs eingeschoben wird, wird vor dem den Strahlengang unterteilenden Element, d. h. vor Prisma 8, eine Linse zum Verlängern der Bildposition vorgesehen. Aufgrund der Vergrößerung sind dem jedoch ebenfalls Grenzen gesetzt.

Will man die Grenze hinausziehen und gleichzeitig die Vergrößerung einhalten, so ist ein vergleichsweise kompliziertes optisches System (Retrofokus-System) notwendig. Deshalb ist es schwierig, durch das Objektiv ein gut korrigiertes Bild zu übertragen, ohne daß die Bildqualität beeinträchtigt wird.

Im Falle des herkömmlichen Aufbaus läßt sich das Fokussierglas lediglich einzeln in den optischen Betrachtungsstrahlengang einschieben und wieder herausnehmen. Der Betrachter vermag somit allein durch Betrachtung des visuellen Feldes nicht zu ersehen, welches optische Fotografiersystem gerade angewandt wird.

DE-OS 26 40 974 beschreibt ein Mikroskop gemäß dem Gattungsbegriff. Dieses vorbekannte Mikroskop weist ebenfalls zwei Kameras unterschiedlicher Größe auf. Der Baugröße der unteren Kamera sind hierbei Grenzen gesetzt, will man die gegebenen Abmessungen des Mikroskopfußes beibehalten.

DE-OS 18 07 713 beschreibt eine Bildweiche, mit der der bilderzeugende Strahlengang alternativ Zusatzeinrichtungen wie Kameras zugeführt werden kann. Dabei sind auf einem Filterrevolver Reflexionsprismen vorgesehen. Eine Kopplung dieser Prismen mit irgendwelchen Fokussiergläsern ist nicht ersichtlich.

Aus DE-OS 32 30 504 ist ein Mikroskop bekannt, bei dem das Beobachtungssstrahlenbündel am Boden des Mikroskop-Stativfußes geführt wird, und zwar unterhalb eines "Strahlenbündels", das von einer an das Mikroskop angesetzten Beleuchtungseinheit kommt und zum Objekt geführt wird. Auch sind Vorkehrungen zum Anbringen zweier Kameras vorgesehen - siehe dort Fig. 3, Kameraansätze 5a und 23. Es fehlt dort jedoch an jeglichen Hinweisen, auf welche Weise bei bereits eingebauten Kameras der Fotografierstrahlengang leicht und schnell umgeschaltet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein umgekehrt aufgebautes Mikroskop gemäß dem Gattungsbegriff derart zu gestalten, daß zwei oder mehrere Kameras, vor allem solche unterschiedlicher Größe, verwendbar sind, daß die Lichtversorgung dieser Kameras ausreichend ist, und daß die Schalteinrichtung zum Umschalten des Fotografierstrahlenganges von der einen auf die andere Kamera baulich einfach und kompakt sowie bedienungsfreundlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Stand der Technik und Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt - wie bereits erwähnt - in schematischer Seitenansicht die grundlegende Anordnung eines optischen Fotografiersystems und eines optischen Betrachtungssystems eines herkömmlichen, invertierten optischen Mikroskops.

Fig. 2 zeigt eine schematische Aufrißansicht des Gegenstandes von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung der wesentlichen Teile des herkömmlichen fotografischen optischen Systems und Betrachtungssystems.

Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht, die die Grundanordnung eines optischen fotografischen Systems und optischen Betrachtungssystems bei einem umgekehrten optischen Mikroskop gemäß der Erfindung veranschaulicht.

Fig. 5 ist eine schematische Aufrißansicht des Gegenstandes von Fig. 4.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die wesentliche Teile des optischen Fotografiersystems und des optischen Betrachtungssystems gemäß der Erfindung veranschaulicht.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Fig. 4 bis 6. Dabei sind jeweils dieselben Bezugszeichen für einander entsprechende optische Elemente wie bei den Fig. 1 bis 3 verwendet; auf die Erläuterung von herkömmlichen Elementen im einzelnen kann verzichtet werden. In den Figuren erkennt man ein erstes optisches Element 17, das aus einem Prisma oder aus einem Spiegel besteht. Es hat eine halbtransparente Spiegelfläche 17a, einen transparenten Teil 17b und eine halbtransparente Spiegelfläche 17c, beweglich innerhalb des Mikroskopkorpus 1 derart angeordnet, daß bei Verschieben eines Bedienungshandgriffs 17d von außen her in eine Position I die halbtransparente Spiegelfläche 17a in den Strahlengang des Objektivs 6 gelangt und einen Teil des Lichtes von einem zu betrachtenden Objekt zum Film keiner groß bemessenen Kamera 15 durch eine Fotolinse 14 führt. Wird Bedienungshandgriff 17d in eine Position II verschoben (die hier dargestellte Position), so gelangt der transparente Teil 17b in den Strahlengang des Objektivs; das gesamte Licht vom Objekt gelangt nach unten. Verschiebt man Handgriff 17d in eine Position III, so gelangt die halbtransparente Spiegelfläche 17c in den Strahlengang des Objektivs 6 und reflektiert einen Teil des Lichtes vom Objekt, so daß das Licht zum Film der 35-mm-Filmkamera 13 durch die Fotografierlinse 12 hindurchtritt. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles sind die halbtransparenten Spiegelflächen 17a und 17c aus Vakuumdampffilmen gebildet, beispielsweise aus ZnS-Ag auf der jeweiligen Spiegelfläche. Die Filmdicke ist in der Praxis derart bemessen, daß ein Transmissionsfaktor von 10-26% (am besten 20%) und ein Reflexionsfaktor von 40-90% (am besten 80%) erreicht wird.

Ein zweites optisches Element 18 ist unterhalb mit dem ersten optischen Element 17 angeordnet und dort befestigt. Es fluchtet mit der optischen Achse des Objektivs 6 und reflektiert dasjenige Licht, das von dem zu betrachtenden Objekt kommt und das durch das erste optische Element 17 hindurchgetreten ist, so daß dieses zum Betrachtungsstrahlengang weitergeleitet wird. Man erkennt ferner ein Fokussierglas 19, aus einer einfachen Glasplatte bestehend, und ein hiermit einteilig verbundenes Fokussierglas 20, das in derselben Richtung wie das erste optische Element 17 in eine Objektbetrachtungsposition hinter dem zweiten optischen Element 18 (zwischen zweitem optischem Element 18 und den Spiegeln 9) in den Betrachtungsstrahlengang einschwenkbar ist. Das Fokussierglas 19 gelangt dann in den Betrachtungsstrahlengang, wenn Bedienungshandgriff 17d in Position I geschoben wird. Die Glasplatte 20 gelangt dann in den Betrachtungsstrahlengang, wenn Handgriff 17d in Position II verschoben wird, und Fokussierglas 21 gelangt dann in den Betrachtungsstrahlengang, wenn Handgriff 17 auf die Position III geschaltet wird. Die Fokussiergläser 19 und 21 enthalten Masken, die fotografische Bereiche entsprechend der groß dimensionierten Kamera 15 bzw. der 35-mm-Filmkamera 13 sowie doppelte Querlinien (zum Fokussieren) enthalten.

Das invertiert aufgebaute optische Mikroskop gemäß der Erfindung ist derart gestaltet, daß man lediglich durch Umschalten des ersten optischen Elementes 17 in drei Stufen mittels des Bedienungshandgriffes 17d mit zwei Kameraarten und bei Totallichtmengenbetrachtung sauber und selektiv fotografieren kann. Ferner läßt sich bei Betrachten des Gesichtsfeldes genau erkennen, welche der Kameras sich im Einsatz befindet. Da sich ferner das erste optische Element 17 zum Leiten des Lichtes von dem zu betrachtenden Objekt in den Fotografierstrahlengang oberhalb des zweiten optischen Elementes zum Leiten des Lichtes in den Betrachtungsstrahlengang befindet, können die beiden Arten von optischen Fotografiersystemen derart gestaltet sein, daß sich der Fotografierstrahlengang auf einem erforderlichen Niveau oberhalb der Mikroskop-Unterlagefläche befindet, ohne daß der Mikroskoptisch hier und die Mikroskopbasis angehoben werden müssen. Die Höhe des Mikroskopiertisches kann daher 275 mm betragen (im Gegensatz zu 335 mm bei einem herkömmlichen Mikroskop), und die Höhe des Lampengehäuses 600 mm (im Gegensatz zu 660 mm bei einem herkömmlichen Mikroskop). Damit sind der Bedienungskomfort, beispielsweise das Einschieben von Proben auf den Mikroskoptisch 4, verbessert. Außerdem ist das Mikroskop derart niedrig, daß man es auf eine optische Bank kleiner Abmessungen aufsetzen kann. Außerdem läßt sich der Mechanismus, mit dem das erste optische Element 17 mit den Fokussiergläsern 19 und 21 in Wirkverbindung gebracht wird, derart gestalten, daß das gesamte Geräte sehr kompakt wird. Ferner kann das Objekt in einer Position abgebildet werden, die vergleichsweise weit vom ersten optischen Element 17 im Fotografierstrahlengang entfernt liegt. Dies gilt ungeachtet der Tatsache, daß das erste optische Element 17 in drei Stufen geschaltet wird. Es kommt somit zu keinerlei Kollision mit der Fotolinse 14, vielmehr läuft der optische Vorgang einwandfrei ab.

Wie erwähnt, ist das erste optische Element 17 bei der hier beschriebenen Ausführungsform derart gestaltet, daß es in drei Stufen schaltbar ist. Man kann jedoch auch den transparenten Teil und damit die Gesamtlichtmengen-Betrachtungsfunktion weglassen, womit man zu einem zweistufigen Schaltsystem kommt. Es versteht sich, daß auch hierbei die oben beschriebenen, verschiedenen Ergebnisse erzielt werden.

Claims (1)

1. Umgekehrt aufgebautes optisches Mikroskop mit einem optischen Betrachtungssystem und einem optischen Fotografiersystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes optisches Element (17) vorgesehen ist, das einen Teil des von einem zu betrachtenden Objekt kommenden Lichtes reflektiert und einem Fotografierstrahlengang zuführt, während der durch das erste optische Element (17) hindurchgetretene Teil des Lichtes einem Beobachtungsstrahlengang zugeführt wird, daß ein zweites optisches Element (18) vorgesehen ist, das unterhalb des ersten optischen Elementes (17) angeordnet ist, und das das durch das erste optische Element (17) hindurchgetretene Licht reflektiert, daß das erste optische Element (17) aus Halbprismen (17a, 17c) oder aus Halbspiegeln (17a, 17d) besteht, einen Reflexionsfaktor von 40-90% und einen Transmissionsfaktor von 10-60% aufweist, und eine Anzahl beweglicher optischer Elemente (17a, 17b, 17c) umfaßt, so daß der von dem zu betrachtenden Objekt kommende Lichtstrahl alternativ einer Anzahl von Fotografierstrahlengängen (12, 13; 14, 15) zugeführt wird, daß das zweite optische Element (18) unterhalb des ersten optischen Elementes (17) fest angeordnet ist, so daß der von dem Objekt kommende Lichtstrahl, der durch das erste optische Element (17) hindurchgetreten ist, dem Betrachtungsstrahlengang zugeführt wird, daß das Mikroskop so viel Fokussiergläser (19, 20, 21) wie optische Elemente umfaßt, die zusammengekoppelt und in der Lage sind, alternativ in einer Abbildungsposition durch ein Objektiv (6) innerhalb des Betrachtungsstrahlenganges eingeschwenkt zu werden, wobei bei Ausrichten eines aus der Reihe von optischen Elementen mit dem zweiten optischen Element das entsprechende aus der Anzahl der Fokussiergläser in den Betrachtungsstrahlengang eingeschwenkt wird, und daß das erste optische Element (17) und die Fokussiergläser mittels eines einzigen Handgriffes (17d) verschwenkbar sind.