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Beleuchtungsvorrichtung für Mikroskope. Die Erfindung bezieht sich
auf eine Beleuchtungsvorrichtung für Mikroskope, bei welcher das zur Beleuchtung
des Objektiv dienende Licht finit Hilfe eines in den Abbildungsstrahlengang geschalteten,
reflektierenden Gliedes durch das Objektiv auf das Objekt geworfen wird; ist also
zum Gebrauch bei solchen mikroskopischen Untersuchungen undurchsichtiger Objekte
bestimmt, bei denen es nicht genügt, dein Objekte schief von oben
| neben dem Objekteinfallende Beleuchtung |
| zu geben. Dem gleichen Zwecke dienende Be- |
leuchtungsvorrichtungen sind bereits von N a c h e t und von B e c 1c angegeben
worden und vielfach im Gebrauch. Sie werden in der Regel so verwendet, daB das von
der Lichtquelle ausgestrahlte Licht dem reflektierenden Gliede mit Hilfe eines optischen
Systems zugeführt wird und erfordern beim Austauschen der zur Beobachtung verwendeten
Objektive
und beim Wechseln der zu untersuchenden Objekte, wenn
diese nicht von gleicher Dicke sind, jeweils eine Neueinstellung der Lichtquelle.
tun gutbeleuchtete Bilder zu erzielen.
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Der mit dein Nachstellen der Lichtquelle verbundene Zeitverlust kann
vermieden und die Bedienung des mit einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten
Art versehenen Mikroskops kann dadurch sehr v ereinfacht werden, wenn das der Zuführung
des Lichtes zu dem reflektierenden Gliede dienende optische System erfindungsgemäß
aus zwei sammelnden Gliedern und wenigstens einem reflektierenden Gliede besteht
und zwei Blenden enthält, deren eine zur Regelung der Apertur des Beleuchtungskegels
dient und in der vorderen Brennebene des vorderen sammelnden Gliedes angebracht
ist, während die andere das Leuchtfeld begrenzt und in der vorderen Brennebene des
hinteren sammelnden Gliedes liegt. Das vordere, also der Lichtquelle zunächst angeordnete
sammeliade Glied ist dabei zweckmäßig unbeweglich und kann demgemäß mit der Lichtquelle
fest verbunden sein. Es leitet die zur Beleuchtung dienenden Lichtbüschel unter
Vermittlung eines oder mehrerer reflektierenden Glieder dem anderen sammelnden System
zu, «-elches mit dem in den Abbildungsstrahlengang geschalteten reflektierenden
Gliede beweglich sein muß und demnach mit dein Objektiv verbunden sein kann. Die
Lichtzuführung von der Lichtquelle zum ersten sammelnden Gliede kann unmittelbar
oder unter Vermittlung eines oder mehrerer reflektierender Glieder stattfinden.
Die von den Punkten der Aperturblendenebene ausgehenden Lichtstrahlenkegel verlassen
das erste sammelnde Glied als Strahlenzvlinder und streben dem in wechselnder Entfernung
angeordneten zweiten sammelnden Gliede zu, welches sie unter Vermittlung des im
Abbildungsstrahlengange angeordneten reflektierenden Gliedes zu einem in der Austrittspupille
des Objektivs gelegenen Bilde der Aperturblende vereinigt. Die Leuchtfeldblende
ist zweckmäßig mit dem hinteren samntelnden Gliede verbunden.
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Die Anwendung der neuen Beleuchtungsvorrichtung ist geeignet, für
Arbeiten im durchfallenden Lichte bestimmte Mikroskope auch für solche im auffallenden
Lichte verwendbar zu machen. Insbesondere ergibt sich ein zweckentsprechender Aufbau
des Gerätes, bei welchem ohne Veränderung der Lichtquelle und der Lichtzuführung
auf den in der Regel unter dein Mikroskoptisch angebrachten Spiegel der Übergang
von einer dieser Beleuchtungsarten zur anderen möglich ist, wenn man die Beleuchtungsvorrichtung
so ausgestaltet, daß das der Lichtzuführung dienende optische System drei reflektierende
Glieder enthält, deren erstes an Stelle des bei Arbeiten mit durchfallendem Lichte
verwendeten Kondensors in den Beleuchtungsapparat des 'Mikroskops geschaltet werden
kann. Ist der Beleuchtungsapparat des '1@Iikroskops mit einer Blende versehen (z.
B. der Irisblende des Abbeschen Beleuchtungsapparates), so kann diese Blende als
Aperturblende der neuen Beleuchtungsvorrichtung dienen.
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In der Wahl des in den Abbildungsstrahlengang einzuschaltenden reflektierenden
Gliedes hat man volle Freiheit. Beispielsweise kann ntan bei schwachen Objektiven
das von N a c li e t angegebene Spiegelprisma verwenden, welches die Hälfte der
Objektivöffnung verdeckt, und bei stärkeren Vergrößerungen von der von B e c k angegebenen
geneigten planparallelen Glasplatte Gebrauch machen, die sich über die gesamte Objektivöffnung
erstreckt. Die Verwendung der letzteren ist gegenüber der bekannten Verwendung im
Beckschen Vertikalilluminator dann besonders günstig, wenn die die Glasplatte durchsetzenden
Abbildungsstrahlenbüschel parallelstrahlig sind, so daß der sonst auftretende Astigmatismus
der mikroskopischen Abbildung vermieden wird. Man strebt nun danach, mit der Beleuchtungsvorrichtung
sowohl mit schwachen als auch mit starken Objektivvergrößerungen arbeiten zu können,
ohne beim Übergange zu einer anderen Vergrößerung durch dabei notwendiges Neueinstellen
der Lichtquelle usw. größeren Zeitverlust in Kauf nehmen zu müssen. Unter Anwendung
eines geeigneten Prismas, z. B. des Nachetschen Prismas, mit einer Ergänzung desselben
durch ein Prisma mit parallelogrammförmigem Querschnitt, durch welches die Achse
des eintretenden Beleuchtungsstrahlenkegels in die Höhe verlegt wird, welche diese
Achse bei der Benutzung der Beckschen Glasplatte hat, kann man die neue Beleuchtungsvorrichtung
zum genannten Zwecke dadurch vervollkommnen, daß man sie so ausbaut, claß das in
den Abbildungsstrahlengang geschaltete reflektierende Glied und das diesem zunächst
gelegene sammelnde Glied so in einer besonderen Fassung gelagert sind, daß mehrere
aus zwei derartigen Gliedern bestehende Gruppen wechselweise und unabhängig von
den übrigen optischen Teilen in den Strahlengang geschaltet werden können. Ist die
Verbindung beider Glieder einstellbar, so läßt sich die Abbildung der Aperturblende
in einfachster Weise durch Verstellen des sammelnden Gliedes jeweils in die Ebene
der Austrittspupille des Objektivs verlegen.
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In den Abb. i bis 3 sind zwei Ausführungsbeispiele der neuen Beleuchtungsvorrichtung
dargestellt. Abb. i zeigt das erste Beispiel
im Mittelschnitt in
Verbindung mit einem für Arbeiten mit durchfallender Beleuchtung bestimmten Mikroskop,
und zwar in seiner Verwendungbei starken Objektivvergrößerungen. Abb. 2 gibt einen
Mittelschnitt desjenigen in den Abbildungsstrahlengang zu schaltenden Teiles der
Beleuchtungsvorrichtung wieder, der die Vorrichtung zur Benutzung mit schwach vergrößernden
Objektiven geeignet macht. Abb. 3 zeigt schematisch ein zweites Beispiel, welches
insonderheit zur Untersuchung undurchsichtiger Objekte bestimmt ist, deren Dicke
innerhalb weiter Grenzen schwankt.
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Im ersten Beispiel ist in die mit a1 bezeichnete Kondensor schiebhülse
eines mit einem Abbeschen Beleuchtungsapparat ausgerüsteten Mikroskops ein Prismengehäuse
b eingesetzt. Dieses Gehäuse b enthält zwei an seinen Enden eingebaute gleichschenklig-rechtwinklige
Prismen cl und c2, «-elche die von unten her in der üblichen Weise mittels eines
Spiegels a2 dem Beleuchtungsapparat zugeführten Lichtstrahlenbüschel um soviel parallel
mit sich selbst seitlich verlegen, daß ein am Mikroskop vorgesehener Mikroskoptisch
ci3 nicht von denselben geschnitten wird. Eine Sammellinse d, die hinter dem Prisma
c2 eingesetzt ist, schließt das Gehäuse b nach oben ab. Die Brennweite der Sammellinse
d ist so gewählt, daß die Blendenebene der mit a.4 bezeichneten Irisblende des Abbeschen
Beleuchtungsapparates in der vorderen Brennebene der Sammellinse liegt. Die von
den Punkten dieser Blendenebene ausgesandten Lichtstrahlen verlassen die Linse d
demnach als parallelstrahlige Büschel. Ein zweites Gehäuse e ist mittels eines Zwischenringes
f am Mikroskoptubus, der mit a5 bezeichnet ist, derart angeschraubt, daß die Achsen
zweier am Gehäuse e einander gegenüberliegend angeordneter Stutzen e1 und e2 in
die optische Mikroskopachse fallen. Im Stutzen e1 ist ein Fernrohrobjektiv g gefaßt,
während der Stutzen e2 mit Gewinde zur Aufnahme eines Mikroskopobjektivs h ausgestattet
ist. Zwischen den beiden Stutzenel und e° nimmt das Gehäusee einen zvlindrischen
Einsatz i auf, der zwei Bohrungen il und i.2 hat und mit einem Deckel i3 verschlossen
ist. Zur Sicherung der Lage dieses Einsatzes i, der die Fassung einer zwischen den
beiden Bohrungen il und i2 unter .45° geneigt eingestellten planparallelen Glasplatte
k bildet, dient ein in eine entsprechende Bohrung e3 des Gehäuses e eingreifender
Stift i4. Ein zweiter gleicher Einsatz l (Abb. 2) mit zwei Bohrungen[' und
12 und einem Deckel 13 mit Sicheru*gsstift 11 enthält ein durch ein
Prisma ml mit parallelogrammförmigem Querschnitt ergänztes gleichschenklig-rechtwinkliges
Prisma nach N a c h e t m2. Die Einsätze i und 1 sind zur wechselweisen
Benutzung bei starken und bei schwachen Objektivvergrößerungen bestimmt und werden
für den Gebrauch jeweils durch eine in einem Rohrstück n2 gefaßte Sammellinse izl
vervollständigt, die so eingestellt ist, daß ihre hintere Brennebene infolge der
Strahlenablenkung durch das reflektierende Glied k oder nal, m2
in die Austrittspupille des Mikroskopobjektivs h fällt. Der Sammellinse n1
werden die aus der Sammellinse d herrührenden parallelstrahligen Lichtstrahlenbüschel
mittels eines gleichschenkligrechtwinkligen Prismas o zugeführt, wobei eine Regelung
der Größe des Leuchtfeldes durch eine ungefähr in der vorderen Brennebene der Sammellinse
n1 am Gehäuse e angebrachte Irisblende p möglich ist.
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Zum Gebrauch wird die neue Beleuchtungsvorrichtung in der beschriebenen
Weise am Mikroskop angebracht, wobei bei stark vergrößernden Mikro.skopobjektivenh
der Einsatz
i, bei schwachen Objektiven k der Einsatz l Verwendung findet.
Jedes mit der Beleuchtungsvorrichtung benutzte Objektiv h muß für seinen vorderen
Brennpunkt aplanatisch sein; das zu untersuchende Objekt wird in der vorderen Brennebene
des Objektivs h eingestellt. Die bildseitigen Abbildungsstrahlenbüschel sind parallelstrahlig,
wodurch der Vorteil erreicht wird, daß der sonst beim Durchsetzen der planparallelen
Glasplatte nach B e c k entstehende Astigmatismus vermieden wird. Das Fernrohroblektiv
z bildet mit
| einem im Mikroskop zu verwendenden Okular |
| ein Fernrohr, mit welchem das vom ObjektLlz L- |
in großer Entfernung erzeugte Bild des Objekts betrachtet wird. Man hat das Fernrohr
deshalb so einzustellen, daß die hintere Brennebene des Objektivs g, die zugleich
die Bildebene ist, mit der vorderen Okularbrennebene zusammenfällt. Will man die
Bildverschlechterung durch den Astigmatismus jedoch in Kauf nehmen, dann ist es
ohne weiteres möglich, die neue Beleuchtungsvorrichtung an einem Mikroskop mit in
der üblichen Weise korrigierten optischen Teilen unter Wegfall des Fernrohrobjektivs
g zu verwenden, d. h. mit Mikroskopobjektiven, die für einen objektseitigen, der
optischen Tubuslänge entsprechenden Punkt aplanatisch sind. Es muß dann die Blende
p um einen bestimmten Betrag hinter dem vorderen Brennpunkt der Linse
st' liegen, damit sie durch diese -und das Objektiv h scharf auf die Objektebene
abgebildet wird.
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Während im ersten Beispiel das zur Betrachtung des mikroskopischen
Bildes dienende Fernrohr bei der Einstellung des Mikroskopobjektivs auf das Objekt
an den Einstellbewegungen teilnimmt, ist im zweiten Beispiel schematisch eine Ausführungsform
der neuen
Beleuchtungsvor richtung für- ein Mikroskop gezeigt, welches
trotz weiter Grenzen, innerhalb deren die Dicke der zu untersuchenden Objekte wechseln
kann, eine unveränderliche Lage des Okulars und somit des Auges des Beobachters
gestattet. Das zur Verwendung mit der Beleuchtungsvorrichtung geeignete Mikroskop
besteht aus einem Stativ q mit einer festen Tischplatte q1, an welchem ein Tubus
r, der ein Objektivs", s2 trägt, in der Höhe einstellbar ist. In der optischen Achse
des Mikroskopobjektivs s1, s2 ist ein aus einem Objektiv t1 und einem Okular t',
t3 bestehendes, auf große Entfernung eingestelltes Fernrohr am Stativ q neben einem
Prismengehäuse ii befestigt. Dieses Prismengehäuse ii enthält ein gleichschenklig-rechtwinkliges
Prisma v1, welches durch die Öffnung einer Irisblende u1 von einer Lichtquelle w
beleuchtet wird und die eintretenden Lichtstrahlen mittels einer Sammellinse _x1
nach Durchsetzen der Öffnung einer Irisblende y1 einem zweiten gleichartigen Prisma
V2 zuführt, welches in einem am Tubus r befindlichen Prismengehäuse y eingebaut
ist. Das Prisma v2 leitet die Lichtstrahlen zu einer zweiten Sammellinse--r', die
sie nach Spiegelung an einer oberhalb des Mikroskopobjektivs s', s= im Tubus r befindlichen,
unter q.5° gegenüber dem Abbildungsstrahlengang geneigten, planparallelen Glasplatte
s dem Mikroskopobjektiv s1, s2 und somit einem mit diesem Objektiv etwa eingestellten,
auf der Tischplatte liegend zu denkenden Objektd$ zuführt. Der Korrektionszustand
der optischen Teile des Mikroskops entspricht demjenigen des ersten Beispiels. Die
Blende u1 dient als Aperturblende, und ihre Blendenebene liegt in der vorderen Brennebene
der Sammellinse x1. Die von den Punkten dieser Ebene ausgehenden Strahlenbüschel
sind nach Durchsetzen der Sammellinse .r1 parallelstrahlig und werden nach Durchsetzen
der Sammellinse x2 in der Austrittspupille des 1@lil~roskopobjelztivs s1, s2 wieder
zu Punkten vereinigt, da die Lage der Sammellinse _r= so gewählt ist, daß ihre hintere
Brennebene mit der Ebene der Austrittspupille zusammenfällt. Die Blendenebene der
Blende y1 liegt in der vorderen Brennebene der Sammellinse x2; die Blende y1 wird
demnach durch das aus dem Prisma v2, der Saminellinse x2, der Glasplatte-- und dem
Objektiv s1, s2 bestehende System in der Objektebene abgebildet, dient also als
Leuchtfeldblende.
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Das Einstellen eines auf der Tischplatte q1 befindlichen
mit dem mit der neuen Beleuchtungsvorrichtung ausger ästeten Mikroskop geschieht
durch Heben und Senken des Tubus r am Mikroskopstativ g, wobei weder der Gang der
Beleuchtungsstrahlen noch der der Abbildungsstrahlen irgendeine Änderung erfährt,
da die Büschel auf der veränderlichen Strecke zwischen der Sammellinse x1 und dem
Prisma v= einerseits und zwischen dem Hinterliedes= des Mikroskop-
| objektivs und dem Fernrohrobjektiv t1 ander- |
| seits parallelstrahlig sind. Die Licht@etrt3e w |
| kann, da die von ihr zu beleuchtende Iris- |
| blende u1 fest mit dem Stativ q verbunden |
| ist, bei den Einstellbewegungen ihre Lage |
| unverändert beibehalten. #- gium |