Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungs einrichtung für Mikroskope, die einen Wechsel zwischen grosser Beleuchtungsapertur und kleinem Leuchtfeld einerseits und kleiner Beleuchtungsapertur und grossem Leuchtfeld andererseits gestattet.
Es sind Beleuchtungseinrichtungen bekannt, bei denen durch Abschrauben oder Ausschwenken der Frontlinse oder mehrerer Frontlinsen eines Kondensors, dessen Brennweite vergrössert und damit das ausgeleuchtete Feld vergrössert und die Beleuchtungsapertur verringert wird. Während des Abschrauben von Frontlinsen äus- serst unbequem und zeitraubend ist und einen schnellen Übergang zu einem grossen Leuchtfeld nicht zulässt, er fordert das Ausschwenken von Frontlinsen eine auf wendige Konstruktion.
In vielen Fällen wird das An bringen eines solchen Kondensors an normale Mikro skopstative durch den vorhandenen Mikroskoptisch ver hindert. Überdies ist bei diesen Beleuchtungseinrichtun gen nachteilig, dass beim Übergang zu grossen Leuchtfel- dern der Kondensor axial verstellt werden muss, wenn die scharfe Abbildung der meist in der Nähe des Kollek tors angeordneten Leuchtfeldblende in die Präparat ebene wieder hergestellt werden soll.
Es sind auch Beleuchtungseinrichtungen bekannt ge worden, bei denen der Übergang zu grossem Leuchtfeld und geringer Beleuchtungsapertur durch optische Mittel erreicht wird, die zwischen dem Kollektor und dem nicht zerlegbaren Kondensor angeordnet sind. Die bekannten Beleuchtungseinrichtungen dieser Art bewirken diesen Übergang entweder kontinuierlich durch ein pankrati- sches System oder durch ein- und ausschaltbares Linsen system oder schliesslich im einfachsten Fall durch eine ein- und ausschaltbare Linse. Beleuchtungseinrichtungen der letztgenannten Art haben den Vorteil, dass sie ein fach, billig und bequem in der Handhabung sind.
Nach teilig ist dabei, dass bei eingeschalteter Grossfeldlinse keine Abbildung der Leuchtfeldblende in die Objekt ebene erfolgt und somit eine Regelung des Leuchtfeldes in der Objektebene nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Be- leuchtungseinrichtung für Mikroskope zu schaffen, die den Wechsel zwischen grosser Beleuchtungsapertur und kleinem Leuchtfeld einerseits und kleiner Beleuchtungs- apertur und grossem Leuchtfeld andererseits auf einfache und bequeme Weise ermöglicht und bei der bei beiden Beleuchtungsarten die Abbildung einer regelbaren Blende in die Objektebene und die Abbildung einer regelbaren Blende in die Eintrittspupille der Objektive ermöglicht wird.
Erfindungsgemäss wird das bei einer Beleuchtungs einrichtung für Mikroskope, die aus einer Lichtquelle, einem die Lichtquelle in die regelbare Aperturblende eines nicht zerlegbaren Kondensors abbildenden Kollek tor, einer in der Nähe des Kollektors angeordneten regel baren Blende sowie aus einer in Lichtrichtung vor dem Kondensor und vor der Aperturblende angeordneten ein- und ausschaltbaren Linse besteht, dadurch erreicht, dass diese Linse so beschaffen und angeordnet ist,
dass sie die in der Nähe des Kollektors befindliche regelbare Blende in oder annähernd in die Ebene der Apertur- blende des Kondensors verkleinert abbildet und eine weitere regelbare Blende in Lichtrichtung vor der ein- und ausschaltbaren Linse so angeordnet ist, dass sie diese Blende zusammen mit dem Kondensor in die Ob jektebene abbildet.
Eine vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn die eingeschaltete Linse, die in der Nähe des Kollektors be findliche regelbare Blende in die Ebene der Apertur- blende mit dem Abbildungsmassstab
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abbildet, wobei A bzw. AGF die numerischer. Aperturen bei ausgeschalteter bzw. eingeschalteter Linse und d,, bzw. dp die Durchmesser von Aperturblende bzw.
Leucht- feldblende sind, und die in Lichtrichtung vor der ein- und ausschaltbaren Linse angeordnete regelbare Blende in die Objektebene so abgebildet wird, dass der Abbil dungsmassstab sich vom Verhältnis aus den Brennweiten des Kondensors und der ein- und ausschaltbaren Linse um weniger als ein Zehntel unterscheidet.
Eine vorteilhafte Ausführung ergibt sich weiterhin, wenn die in Lichtrichtung vor der ein- und ausschalt baren Linse angeordnete Blende zusammen mit dieser ein- und ausschaltbar ist. Diese Blende wirkt beim über gang zu grossem Leuchtfeld als Leuchtfeldblende, die scharf in die Objektebene abgebildet wird. Dadurch wird die Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich der Ausleuch- tung des Leuchtfeldes besonders günstig an solche mi kroskopischen Beobachtungsverfahren angepasst. die einen schnellen und häufigen Wechsel zwischen Über sichtsbeobachtung mit einem schwachen Mikroskop objektiv und Beobachtung bei hoher Vergrösserung mit einem starken Mikroskopobjektiv erfordern.
Die beiden Leuchtfeldblenden brauchen dann nur einmal in der ge wünschten Grösse eingestellt zu werden und können beim Wechsel des Beobachtungsverfahrens ihre Grösse unver ändert beibehalten. Darüber hinaus können auch die Be- leuchtungsaperturen dem Wechsel der Beobachtungsver fahren besonders günstig angepasst werden, wie weiter unten gezeigt wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn sowohl die ein- und ausschaltbare Linse als auch die in Lichtrichtung vor ihr angeordnete Blende mechanisch am Kondensor befestigt ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Er findung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 die Beleuchtungseinrichtung mit eingeschalteter Linse und der in Lichtrichtung vor ihr angeordneten Blende und Fig.2 die Beleuchtungseinrichtung mit ausgeschalte ter Linse und Blende, eine Anordnung, die einer her kömmlichen Beleuchtungseinrichtung entspricht.
Es sei A die numerische Apertur des Kondensors 5 mit der Brennweite fIz, der der Durchmesser d, einer im vorderen Brennpunkt des Kondensors angeordneten Aperturblende 4 zugeordnet ist.
Die als Leuchtfeldblende wirkende Blende 3 habe den Durchmesser d, und wird durch den Kondensor 5 mit dem Abbildungsmassstab mr, in die Objektebene 6 abgebildet, wodurch in der Ob jektebene ein verkleinertes Bild dieser Leuchtfeldblende vom Durchmesser d'r. = mK - dp entsteht.
Zwischen den Grössen fK, d, und A besteht näherungsweise die Be ziehung
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Die beim Übergang zu grossem Leuchtfeld einge schaltete Linse 7 bildet die Blende 3 in die Ebene der Aperturblende 4 mit dem Abbildungsmassstab ML ab, so dass für die numerische Apertur AG, der Grossfeldbe- leuchtung näherungsweise gilt:
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Die Regelung der numerischen Apertur kann bei ein geschalteter Linse 7 mit der Aperturblende 4 oder mit der Blende 3 erfolgen.
Bei vorgegebenen Blendengrössen und erwünschter numerischer Apertur bei Grossfeldbeleuchtung erhält man aus den beiden Beziehungen den Abbildungsmass- stab der einzuschaltenden Linse
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wodurch sich in Verbindung mit der Entfernung zwischen Blende 3 und Aperturblende 4 die Brennweite dieser Linse fL ergibt.
Die als Leuchtfeldblende wirkende Blende 8 habe den Durchmesser dGF und ist so angeordnet, dass sie durch die Linse 7 und den Kondensor 5 in die Objekt ebene 6 mit dem Abbildungsmassstab mGF abgebildet wird, so dass ein Bild dieser Blende 8 vom Durchmesser d'GF - mGF ' dGF entsteht.
Zwischen dem Abbildungsmassstab mGF und den Grössen fK, fL und mK, ML besteht die Beziehung
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Da sowohl 0 < nix < 1 als auch 0 < ML < 1 und mK im allgemeinen sehr viel kleiner als 1 ist, wird der Abbildungsmassstab mGF in erster Linie durch das Ver hältnis der Brennweiten von Kondensor 5 und Linse 7 bestimmt.
Eine auf die angegebene Weise bestimmte erfindungs- gemässe Beleuchtungseinrichtung gewährleistet sowohl im Fall grosser Beleuchtungsapertur und kleinem Leucht- feld entsprechend Fig. 2 als auch im Fall kleiner Beleuch- tungsapertur und grossem Leuchtfeld entsprechend Fig. 1 die Abbildung einer regelbaren Leuchtfeldblende in die Objektebene 6 und die Regelung der Apertur. Darüber hinaus ist in beiden Fällen für den Hauptstrahl des Aper turbüschels im Objektraum
telezentrischer Strahlengang verwirklicht. Die meisten Mikroskopobjektive -sind für einen solchen Hauptstrahlenverlauf korrigiert, der der Lage ihrer Eintrittspupille im Unendlichen entspricht.
Vorteilhaft ist ferner, dass die vom Kollektor 2 in die Aperturblende 4 abgebildete Lichtquelle 1 nach dem Ein schalten der Linse 7 weiterhin in die Nähe der Apertur- blende 4 abgebildet wird, nämlich zwischen diese Linse 7 und die Aperturblende 4, und vom Ort der als Leucht- feldblende wirkende Blende 8 verhältnismässig weit ent fernt liegt, wodurch eine weitgehend gleichmässige Aus- leuchtung des Objektfeldes gewährleistet ist.
Zur Überbrückung grosser Entfernungen zwischen Lichtquelle und Kondensor bei geringen Bündelquer schnitten ist es vorteilhaft, wenn in die erfindungsge- mässe Beleuchtungseinrichtung zwischen Kollektor 2 und der Blende 8 eine in der Zeichnung nicht mit dargestellte Zwischenoptik so eingeschaltet wird, dass sowohl von der Lichtquelle 1 als auch von der Ebene der Blende 3 in der Nähe des Kollektors 2 Zwischenbilder erzeugt werden.