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Dokumentenidentifikation DE4231439A1 24.03.1994
Titel Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope
Anmelder Leica Mikroskopie und Systeme GmbH, 35578 Wetzlar, DE
Erfinder Stankewitz, Hans-Werner, 6330 Wetzlar, DE;
Karbe, Peter, 6336 Braunfels, DE
DE-Anmeldedatum 19.09.1992
DE-Aktenzeichen 4231439
Offenlegungstag 24.03.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.03.1994
IPC-Hauptklasse G02B 21/08
Zusammenfassung Die Erfindung schafft eine umschaltbare Hellfeld-Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope, die für je zwei Objektive unterschiedlicher Aperturen in beiden Schaltstellungen eine einfache Beleuchtungsautomatik ohne Verstellung der Lage und der Öffnung der Blenden leistet. Dazu wird in einer bekannten Beleuchtungseinrichtung, bestehend aus Lichtquelle 1, Kollektor 2, Leuchtfeldblende 3, Aperturblende 4 und Grundkondensor 7 mit entfernbarem Kondensorkopf 8 oder alternativ zum Kondensorkopf 8 zwischen Aperturblende 4 und Grundkondensor 7 zuschaltbarem Kondensorlinsenglied 11, die Aperturblende 4 zwischen Kollektor 2 und Leuchtfeldblende 3 angeordnet und durch eine Zwischenabbildung mittels mindestens zweier Hilfslinsen 5; 6 in eine zur Aperturblende 4 konjugierte Ebene 12 abgebildet. Der Grundkondensor 7 wird in der einen Schaltstellung durch den Kondensorkopf 8, in der anderen durch einen Kondensorkopf 10 und das Kondensorlinsenglied 11 so geeignet ergänzt, daß die beiden somit schaltbaren Kondensorvergrößerungen im Verhältnis der schaltbaren Objektivvergrößerungen stehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es sind Beleuchtungseinrichtungen mit Kondensorrevolvern bekannt, die eine Leuchtfeldblende in gewünschter Vergrößerungsabstimmung in die Objektebene abbilden, um mit den den verschiedenen Kondensoren zugeordneten Objektivvergrößerungen immer die gleiche optimale Anpassung an die Beleuchtung zu erreichen. Nur die stark vergrößernden Objektiven zugeordneten Kondensoren besitzen eine Aperturblende. Nachteilig an dieser Einrichtung ist, daß nach jeder Kondensorrevolverumschaltung zur Erzielung einer Köhlerschen Beleuchtung die Abbildung der Lampenwendel in die Aperturblendenebene durch Verstellen des Kollektors zu jedem Kondensor individuell neu eingestellt werden muß.

Andere Beleuchtungseinrichtungen verwenden Kondensoren, die aus einem Grundkondensor mit verschiedenen, auswechselbar angeordneten Kondensorlinsen aufgebaut sind. Diese auswechselbaren Kondensorlinsen bewirken die jeweilige Anpassung an die Objektive. Sie bewirken dies durch eine Änderung der Brennweite des Kondensors. Das hat zur Folge, daß die Abbildung der Leuchtfeldblende in die Objektebene nach jeder Kondensorumschaltung neu eingestellt werden muß.

Dazu müssen entweder der Grundkondensor und der Kollektor verschiebbar angeordnet sein oder es ist nur der Kollektor verschiebbar, und die zur Abbildung der Leuchtfeldblende notwendige Verschiebung des Grundkondensors wird durch ein zusätzliches Linsenglied ausgeglichen. Die bei einer Kondensorumschaltung erforderlichen Verschiebungen sind aufwendig und behindern ein zügiges Arbeiten mit häufigem Objektivwechsel.

Aus der DE 21 16 625 ist eine Beleuchtungseinrichtung mit zusätzlich schaltbaren Kondensorlinsen bekannt, bei der nach Kondensorumschaltung ohne Verschieben des Kollektors und des Grundkondensors für jede zusätzlich eingeschaltete Kondensorlinse die Scharfabbildung der Leuchtfeldblende und die Lage des Lichtquellenbildes, also die Köhlersche Beleuchtung, erhalten bleibt. Es ist jedoch weiterhin für jedes Objektiv eine unterschiedliche Einstellung der Öffnung der Leuchtfeldblende und der Aperturblende erforderlich, was bei Arbeiten mit häufigem Objektivwechsel hinderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope zum Wechsel zwischen großer Beleuchtungsapertur und kleinem Leuchtfeld einerseits und kleiner Beleuchtungsapertur und großem Leuchtfeld andererseits zu schaffen, bei der nicht nur in beiden schaltbaren Beleuchtungsarten die Bildlagen sowohl der Leuchtfeldblende als auch der Lichtquelle unverändert bleiben sollen, sondern bei der zusätzlich durch die beiden Schaltstellungen ohne Verstellung der Öffnung der Leuchtfeldblende und der Aperturblende eine schnelle automatische Anpassung der Beleuchtung beim Wechsel von einem schwach vergrößernden Übersichtsobjektiv zu einem hochvergrößernden Objektiv erfolgen soll. Dabei soll aus Platz- und Kostengründen der Aufbau des Kondensors soweit wie möglich beibehalten werden, um so auch die üblicherweise im Kondensor angeordneten Funktionselemente, wie z. B. Filter, Prismen usw., nicht mehrfach vorsehen zu müssen.

Diese Aufgabe wird bei einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Beleuchtungseinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung wird eine Anpassung des Vergrößerungsunterschieds der schaltbaren Kondensorvarianten an die Objektivvergrößerungsreihe erzielt. Für alle Objektivpaare, deren Vergrößerungen in demselben Verhältnis stehen wie die Vergrößerungen des Kondensors in den beiden Schaltstellungen, sind bei richtig eingestellter Köhlerscher Beleuchtung die Leuchtfeldblenden- und Aperturblendenstellungen gleich. Daher ist nach einmaliger Einstellung der Öffnung dieser Blenden bei diesen Objektivpaaren ein schnelles Hin- und Herschalten bei vollkommen exakter Beleuchtung möglich. Dadurch ist eine einfache Beleuchtungsautomatik für jeweils zwei Objektivvergrößerungen geschaffen.

Durch Beibehaltung des Grundaufbaus des Kondensors mit feststehendem Grundkondensor können im Kondensorgehäuse eingesetzte Filter, Prismen usw. ohne umständlichen Umbau in beiden Schaltstellungen verwendet werden.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen Grundkondensor mit verschiedenen, wahlweise einsetzbaren Kondensorköpfen zu kombinieren und zusätzlich die üblicherweise im Kondensor vorhandene körperliche Aperturblende zunächst in eine im Kondensor angeordnete, zur Aperturebene konjugierte Ebene abzubilden. Deren Lage kann durch optische Mittel variiert werden, so daß auch bei Kondensorumschaltung eine Beibehaltung der Köhlerschen Beleuchtung gesichert ist, ohne die Öffnung der körperlich vorhandenen Blenden verändern zu müssen und ohne zusätzliche Aperturblenden in den Kondensor einsetzen zu müssen. Dazu wird die körperliche Aperturblende zwischen Kollektor und Leuchtfeldblende eingesetzt und durch eine zusätzliche Zwischenabbildung in eine im Kondensor gelegene, zu ihr konjugierte Ebene abgebildet. Für die Zwischenabbildung werden mindestens zwei Hilfslinsen zwischen Kollektor und Kondensor angeordnet. Je nach Auslegung der Linsen können diese zu beiden Seiten der Apertur- und Leuchtfeldblenden oder zwischen diese geschachtelt vorgesehen werden.

Die Kondensorköpfe werden in ihrer Abbildungsleistung so ausgelegt, daß sie in Verbindung mit dem Grundkondensor bzw. dem Grundkondensor und einem zusätzlichen Kondensorlinsenglied jeweils festgelegte Vergrößerungen ergeben. Dabei werden die Gesamtvergrößerungen des Kondensors in den beiden Schaltstellungen so gewählt, daß sie in demselben Verhältnis stehen wie die Vergrößerungen ausgewählter Objektivpaare.

Vorteilhaft werden solche Objektivpaare ausgewählt, die ein schwach vergrößerndes Übersichtsobjektiv und ein hoch vergrößerndes Objektiv zur Detailbetrachtung enthalten. So ist es möglich, mit einem Vergrößerungsverhältnis von 1 : 4 in den beiden Kondensorstellungen die Objektivpaare "2,5× und 10×", "5× und 20×" sowie "10× und 40×" jeweils automatisch optimal auszuleuchten. Für jedes Objektivpaar müssen nur einmal zu Beginn der Mikroskopierarbeit die Leuchtfeldblende und die Aperturblende richtig eingestellt werden. Für alle weiteren Umschaltungen der Beleuchtungseinrichtung passend zum gewählten Objektiv ist die Beleuchtung dann automatisch optimal angepaßt.

Andere Vergrößerungsverhältnisse der Kondensorstellungen sind ebenso möglich, sofern sie der Vergrößerungsabstufung der Objektive entsprechen. Man bezieht sich dabei vorteilhaft auf häufig umgeschaltete Objektive, wie dies bei Routine-Laboruntersuchungen vorkommt.

Eine vorteilhafte Bauweise der neuen Beleuchtungseinrichtung ergibt sich, wenn für die Umschaltung der beiden Kondensoreinstellungen ein gemeinsames Getriebe vorgesehen ist. Dann werden beim Einschwenken des einen Kondensorkopfes gleichzeitig das Kondensorlinsenglied und der ihm zugeordnete, zusätzliche Kondensorkopf ausgeschwenkt und umgekehrt.

Sowohl das Kondensorlinsenglied als auch die Kondensorköpfe sind vorteilhaft in die Korrektur des jeweils wirksamen Kondensors einzubeziehen.

Bei Mikroskopen mit einer Einrichtung zur Erkennung des aktuell eingeschwenkten Objektivs bietet sich die Möglichkeit einer motorischen Einschaltung der passend zum aktuell eingeschwenkten Objektiv erforderlichen Kondensorstellung an.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Beleuchtungseinrichtung mit großer Apertur und kleinem Leuchtfeld,

Fig. 2 eine Beleuchtungseinrichtung nach Umschaltung zu kleiner Apertur und großem Leuchtfeld mit Hilfe eines erfindungsgemäß anderen Kondensorkopfes und eines gleichzeitig geschalteten zusätzlichen Kondensorlinsengliedes.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in der Einstellung für große Aperturen und kleine Leuchtfelder.

Im Lampenteil, bestehend aus Lichtquelle 1, Kollektor 2 und Leuchtfeldblende 3, ist zwischen Leuchtfeldblende 3 und Kollektor 2 erfindungsgemäß die Aperturblende 4 angeordnet. Zwischen dem Kollektor 2 und der Aperturblende 4 ist die erste Hilfslinse 5, zwischen Aperturblende 4 und Leuchtfeldblende 3 die zweite Hilfslinse 6 angeordnet. Eine nachfolgende Linse bildet den Grundkondensor 7.

Die Lichtquelle 1 wird durch den Kollektor 2 und die beiden Hilfslinsen 5; 6 sowohl in die Aperturblendenebene als auch in eine zur Aperturblende 4 konjugierte Ebene 12 zwischen Leuchtfeldblende 3 und Grundkondensor 7 abgebildet. Die zur Aperturblende 4 konjugierte Ebene 12 liegt in der hinteren Brennebene des aus Grundkondensor 7 und schaltbarem Kondensorkopf 8 bestehenden Kondensors 7, 8. Dieser bildet das Bild der Lichtquelle 1 ins Unendliche sowie die Leuchtfeldblende 3 in die Objektebene 9 ab.

Zur Vergrößerung des durch den ausgezogenen Strahlengang begrenzten Leuchtfeldes in der Objektebene 9 wird der Kondensorkopf 8 aus dem Strahlengang entfernt und dafür erfindungsgemäß der zweite Kondensorkopf 10 sowie das Kondensorlinsenglied 11 eingeschaltet. Fig. 2 zeigt diese Arbeitsstellung der Beleuchtungseinrichtung bei vergrößertem Leuchtfeld und verkleinerter Apertur.

In dieser Arbeitsstellung hat sich unter dem Einfluß des Kondensorlinsengliedes 11 die zur Aperturblende 4 konjugierte Ebene 12 in Richtung der Leuchtfeldblende 3 verschoben. Durch den Kondensor 7, 10, 11 wird durch geeignete Wahl des zweiten Kondensorkopfes 10 und des Kondensorlinsengliedes 11 die Leuchtfeldblende 3 mit einem entsprechend der Abstufung der Objektivvergrößerungen gewählten Vergrößerungsfaktor scharf in die Objektebene 9 abgebildet. Das Lichtquellenbild erscheint wieder im Unendlichen.

Um denselben Faktor, um den das Leuchtfeld vergrößert wird, wird die Apertur verringert. Die Einstellungen der Leuchtfeldblende 3 und der Aperturblende 4 brauchen bei der Umschaltung des Kondensors nicht mehr verändert werden, nachdem sie zu Beginn der Mikroskopiertätigkeit einmal entsprechend der Köhlerschen Beleuchtung eingestellt wurden.

Bezugszeichenliste

1 Lichtquelle

2 Kollektor

3 Leuchtfeldblende

4 Aperturblende

5 erste Hilfslinse

6 zweite Hilfslinse

7 Grundkondensor

8 Kondensorkopf

9 Objektebene

10 zweiter Kondensorkopf

11 Kondensorlinsenglied

12 zur Aperturblende konjugierte Ebene


Anspruch[de]
  1. 1. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope mit
    1. - einem feststehenden Lampenteil (1, 2, 3) mit Kollektor (2) und Leuchtfeldblende (3),
    2. - einem feststehenden Grundkondensor (7),
    3. - einem einschaltbaren Kondensorkopf (8),
    4. - einer Aperturblende (4) und
    5. - einem zwischen Lampenteil (1, 2, 3) und Grundkondensor (7) angeordneten umschaltbaren, bei Kondensorumschaltung gleichzeitig die Bildlage sowohl der Leuchtfeldblende (3) als auch der Lichtquelle (1) festhaltenden Kondensorlinsenglied (11),
  2. dadurch gekennzeichnet,

    daß die Aperturblende (4) zwischen Kollektor (2) und Leuchtfeldblende (3) angeordnet ist,

    daß zwischen Kollektor (2) und Grundkondensor (7) mindestens zwei Hilfslinsen (5, 6) angeordnet sind, die die Lichtquelle sowohl in die Aperturblendenebene als auch in eine zur Aperturblende (4) konjugierte Ebene (12) im Kondensor abbilden und zusätzlich den Kollektor (2) in die Leuchtfeldblendenebene abbilden,

    daß das Kondensorlinsenglied (11) zwischen Leuchtfeldblende (3) und zur Aperturblende (4) konjugierte Ebene (12) eingeschaltet wird und

    daß ein zweiter, gleichzeitig mit dem Kondensorlinsenglied (11) und alternativ zum ersten Kondensorkopf (8) schaltbarer zweiter Kondensorkopf (10) vorgesehen ist,

    wobei die Gesamtvergrößerungen der Kondensoren (7, 8; 7, 10, 11) in den beiden Schaltstellungen in einem festen Verhältnis entsprechend der Abstufung von schaltbaren Objektivvergrößerungen stehen.
  3. 2. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Ändern des Kondensors (7, 8) und das gleichzeitige Einschalten des zweiten Kondensorkopfes (10) sowie des Kondensorlinsengliedes (11) ein gemeinsames Getriebe vorgesehen ist.
  4. 3. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingeschaltete Kondensorlinsenglied (11) und/oder der jeweils eingeschaltete Kondensorkopf (8; 10) in die Korrektur des jeweils wirksamen Kondensors (7, 8; 7, 10, 11) einbezogen sind.
  5. 4. Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Logikschaltung zur Zuordnung der erforderlichen Kondensoreinstellung zu einer Statusmeldung einer am Mikroskop vorhandenen Einrichtung zur Erkennung des aktuell eingeschwenkten Objektivs vorgesehen ist und daß ein von der Logikschaltung aktivierbares motorisches Getriebe zur Herstellung der aktuell erforderlichen Kondensoreinstellung vorgesehen ist.






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