DE19624166C1 - Mikroskop mit schwenkbarem Okulartubus - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikroskop mit schwenkbarem Okulartubus zur Änderung des Einblickwinkels, mit einem Reflek­ tor zur Ablenkung des in einem Objektivtubus verlaufenden Ob­ jektivstrahlenganges in den Okulartubus, wobei der Reflektor um die Schwenkachse des Okulartubus kippbar und mit Getriebeglie­ dern zur Zwangssteuerung seines Kippwinkels in der Weise gekop­ pelt ist, daß eine Änderung des Einblickwinkels um einen Betrag α eine Änderung des Reflektor-Kippwinkels um den Betrag α/2 bewirkt.

Aus ergonomischen Gründen ist es bei Mikroskopen und ähnlichen Beobachtungsgeräten wünschenswert, den Einblickwinkel des Beob­ achtungstubus bzw. die Höhe des Tubusaufsatzes der Körperhal­ tung des Benutzers anzupassen. Das geschieht im Stand der Tech­ nik durch eine Vielzahl von Varianten, die sich auf folgende Grundprinzipien zurückführen lassen:

• - Veränderung der Einblickhöhe durch Schwenken des Einblicks um eine horizontal liegende Achse; hierbei wächst mit der Ein­ blickhöhe der Einblickwinkel,
• - Verschiebung des Einblickes in der Höhe längs der optischen Achse bei gleichbleibendem Einblickwinkel und
• - Kombinationen aus der ersten und zweiten Variante.

Die Lageänderung des Einblicks bzw. des Okularansatzes hat nachteiligerweise eine Veränderung der Bildlage im Okularzwi­ schenbild zur Folge, d. h. die Bewegungsrichtungen des Objektes in der Objektebene und seines Bildes in der Okularzwischenbil­ debene stimmen nicht mehr überein. Zur Beseitigung dieses Man­ gels ist entweder ein aufwendiges optisches System erforder­ lich, das ein zusätzliches Zwischenbild erzeugt, oder ein kom­ pliziertes Prismensystem zur Bildumkehr in Verbindung mit zu­ sätzlichen Linsen für die dazu notwendige Verlängerung des op­ tischen Weges.

Die Veröffentlichung DE 35 08 306 C2 beschreibt einen Mikro­ skoptubus mit einer Optik, die das vom Objektiv entworfene er­ ste Zwischenbild des Objektes nochmals, und zwar in Bezug auf den Beobachter, aufrecht und seitenrichtig in der Okularbilde­ bene abbildet. Zu diesem Zweck ist in der Nähe des ersten Zwi­ schenbildes ein konkaver Umlenkspiegel angeordnet, der den Strahlengang unter spitzem Winkel in Richtung auf einen ebenen Umlenkspiegel in der Nähe eines Ausganges des Mikroskoptubus reflektiert. Beim Verschwenken des Okulareinblickes, im konkre­ ten Fall eines Binokulartubus, dreht der Spiegel in bekannter Weise um den halben Schwenkwinkel mit. Die Übertragung der Be­ wegung erfolgt dabei durch ein Übersetzungsgetriebe. Zwischen dem konkaven Umlenkspiegel und dem ebenen, schwenkbaren Umlenk­ spiegel ist ein als Triplet ausgeführtes abbildendes optisches System angeordnet, über welches eine nochmalige Zwischenabbil­ dung des Objektes in den Einblickstutzen des Binokulartubus er­ folgt. Dadurch ist das dort entstehende Bild seiten- und höhen­ richtig. Nachteilig dabei ist die hohe Zahl optischer Elemente, die eine hohe Bildfehlermöglichkeit sowie einen langen opti­ schen Weg zur Folge hat.

Aus der DE 35 23 138 A1 ist ein optisches System für einen be­ züglich des Neigungswinkels verstellbaren Mikroskoptubus be­ kannt, bei dem ein erstes Prisma zur rechtwinkligen Umlenkung des eintretenden Lichtes, ein zweites Prisma zur zweimaligen rechtwinkligen Umlenkung des vom ersten Prisma eintretenden Lichtstrahles, ein drittes Prisma zur zweimaligen rechtwinkli­ gen Umlenkung des vom zweiten Prisma eintretenden Lichtstrahles und ein viertes Prisma vorgesehen ist, das zur rechtwinkligen Umlenkung des vom dritten Prisma eintretenden Lichtstrahles und zu dessen Ausrichtung in die gleiche Richtung, in der der Lichtstrahl in das erste optische Element eintritt, dient. Das dritte Prisma ist um die optische Achse des eintretenden Licht­ strahles drehbar gelagert. Auch das vierte Prisma ist drehbar gelagert und dabei so angeordnet, daß es in Abhängigkeit von der Drehung des dritten Prismas um die optische Achse des in das vierte Prisma eintretenden Lichtstrahles um einen in Bezug auf den Drehwinkel des dritten Prismas doppelt so großen Dreh­ winkel verschwenkbar ist. Auch dieser Vorschlag räumt nicht den Mangel aus, daß ein aufwendiges optisches System erforderlich ist, daß zunächst ein Zwischenbild zur Bildumkehr in Verbindung mit zusätzlichen Prismen notwendig und in diesem Zusammenhang ein sehr langer optischer Weg erforderlich ist.

Aus der DE 32 14 863 A1 ist ein Bildumkehrsystem mit abge­ winkeltem Strahlengang und Augenabstandseinstellung bekannt, das zwei Teilsysteme umfaßt, von denen jedes aus vier Spiegeln besteht, wobei zwei Spiegel einen 90° Winkel zueinander ein­ schließen. Die Schnittlinie der beiden Spiegelflächen, die Dachkante, weist zum Einfallsstrahlengang eine Neigung auf, so daß eine Bildumkehr bei gleichzeitig seitlicher Strahlablenkung stattfindet. Die beiden anderen Spiegel stehen entweder paral­ lel zueinander und bewirken eine Parallelverschiebung, oder sie schließen einen Winkel ein und bewirken als Winkelspiegel eine Ablenkung. Zur Augenabstandseinstellung sind die Spiegel sowie das Okular schwenkbar um die Achse des einfallenden Strahlen­ ganges gelagert, wodurch eine entsprechend kreisförmige radiale Pupillenbewegung ohne Bilddrehung möglich ist. Auch hieraus er­ gibt sich ein relativ hoher Aufwand an feinoptischer Geräte­ technik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Mikroskop mit neigungsverstellbarem Okulareinblick einen Reflektor anzugeben, der bei einfachem Aufbau ohne zusätzliche optische Elemente zu­ gleich eine Bildumkehr kompensiert und einen Versatz vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Mikroskop der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Reflektor aus zwei ebenen Spiegel besteht, die einen Winkel von 90° miteinander einschließen und im Winkelscheitel in einer Scheitelstrecke an­ einander anliegen, daß die Scheitelstrecke die Schwenkachse senkrecht schneidet und in der durch die Achsen des Objektivtu­ bus und des Okulartubus aufgespannten Ebene liegt, und daß die beiden Spiegel symmetrisch zu dieser Ebene angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Reflektorkörper aus Glas gefertigt ist und die beiden Spiegel frontseitig an der Außenseite des Reflektorkörpers, zum Obje­ tiv- und Okulartubus hin, ausgebildet sind.

Trifft der Objektivstrahlengang auf den Reflektor mit den bei­ den rechtwinklig zueinander ausgerichteten Spiegelflächen, er­ folgt einmal die Höhenvertauschung der Strahlung in der Um­ lenkebene und zum anderen eine Seitenvertauschung senkrecht zur Umlenkebene. Das Bild erfährt dadurch eine Drehung um insgesamt 180°; damit wird die Bewegungsrichtung des Objektes in der Ob­ jektebene mit der Bewegungsrichtung des Bildes in der Okular­ zwischenbildebene in Übereinstimmung gebracht. Die Wirkungswei­ se bei der Bildumkehr entspricht insoweit der Wirkungsweise ei­ nes Dachkantprismas. Der Vorteil der vorgeschlagenen Losung je­ doch und der wesentliche Unterschied zur Verwendung eines Dach­ kantprismas bestehen allerdings darin, daß kein Versatz der op­ tischen Mitte bei der Bildablenkung- und Bildumkehr erfolgt, da die Ein- und Austrittsflächen des Prismas fehlen, die aufgrund der Lichtbrechung den Versatz der optischen Mitte bewirken, so­ bald sich mit der Neigung die Ein- und Austrittswinkel ändern.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel nä­ her erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsge­ mäßen Reflektoranordnung

Fig. 2 eine Darstellung der Ablenkung des Objek­ tivstrahlenganges in die Okulartubusachse

In Fig. 1 ist ein Reflektor 1 mit zwei Spiegeln 2 und 3 darge­ stellt. Die Spiegel 2, 3 schließen einen Winkel β = 90° mitein­ ander ein und sind jeweils bis zu ihrer Scheitelstrecke 4 aus­ gedehnt, in welcher sie sich unmittelbar berühren. Der Reflek­ tor 1 ist aus Glas gefertigt und im Bereich der Spiegel 2, 3 frontseitig, d. h. auf der Glasoberfläche, mit einer metalli­ schen reflektierenden Schicht versehen.

Fig. 2 zeigt, umschlossen von einem Gehäuse 12, ein Mikroskopob­ jektiv 5, einen Objektivstrahlengang 6 mit der Objektivtubu­ sachse 7, ein Okular 11 und einen Okularstrahlengang 8 mit der Okulartubusachse 9. Im Schnittpunkt von Objektivtubusachse 7 und Okulartubusachse 9 ist eine Schwenkachse 10 angeordnet, um die der Mikroskopeinblick (nicht dargestellt) und mit diesem die Okulartubusachse 9 verschwenkbar und damit in der Neigung verstellbar ist. Die Schwenkachse 10 ist senkrecht zu der Ebene ausgerichtet, die von der Objektivtubusachse 7 und der Okular­ tubusachse 9 aufgespannt wird. Im Objektivstrahlengang 6 ist der Reflektor 1 angeordnet, und zwar so, daß die Scheitelstrecke 4 der beiden Spiegel 2, 3 in der von den beiden Achsen 7, 9 aufgespannten Ebene liegt und dort die Schwenkachse 10 schnei­ det. Dem Reflexionsgesetz entsprechend ist dabei der von der Scheitelstrecke 4 mit der Objektivtubusachse 7 eingeschlossene Winkel ebenso groß wie der von der Scheitelstrecke 4 mit der Okulartubusachse 9 eingeschlossene Winkel. Der Reflektor 1 ist um die Schwenkachse 10 kippbar angeordnet; dabei ist er ebenso wie der Mikroskopeinblick mit Getriebegliedern (nicht darge­ stellt) verbunden, die eine Zwangssteuerung seiner Kippbewegung in Abhängigkeit von der Verstellung des Mikroskopeinblicks um die Schwenkachse 10 gewährleistet, derart, daß eine Neigungsän­ derung des Mikroskopeinblicks um einen Winkelbetrag α eine Än­ derung der Reflektorneigung um den Betrag α/2 bewirkt.

Bezugszeichenliste

1 Reflektor
2, 3 Spiegel
4 Scheitelstrecke
5 Mikroskopobjektiv
6 Objektivstrahlengang
7 Objektivtubusachse
8 Okularstrahlengang
9 Okulartubusachse
10 Schwenkachse
11 Okular
12 Gehäuse

Claims (3)

1. Mikroskop mit schwenkbarem Okulartubus zur Änderung des Einblickwinkels,

• - mit einem Reflektor (1) zur Ablenkung des in einem Objek­ tivtubus verlaufenden Objektivstrahlenganges in den Okular­ tubus,
• - wobei der Reflektor (1) um die Schwenkachse (10) des Oku­ lartubus kippbar und mit Getriebegliedern zur Zwangssteue­ rung seines Kippwinkels in der Weise gekoppelt ist, daß ei­ ne Änderung des Einblickwinkels um einen Betrag α eine Än­ derung des Reflektor-Kippwinkels um den Betrag α/2 bewirkt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Reflektor (1) aus zwei ebenen Spiegeln (2, 3) be­ steht,
• - die einen Winkel von 90° miteinander einschließen und im Winkelscheitel in einer Scheitelstrecke (4) aneinander an­ liegen,
• - daß die Scheitelstrecke (4) die Schwenkachse (10) senkrecht schneidet und in der durch die Achsen (7, 9) des Objektivtu­ bus und des Okulartubus aufgespannten Ebene liegt,
• - und daß die beiden Spiegel (2, 3) symmetrisch zu dieser Ebe­ ne angeordnet sind.

2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorkörper aus Glas gefertigt ist und die beiden Spie­ gel (2, 3) frontseitig an der Außenseite des Reflektorkör­ pers, zum Objektiv- und Okulartubus hin, ausgebildet sind.