DE102008009914A1

DE102008009914A1 - Tubuseinheit für Mikroskope

Info

Publication number: DE102008009914A1
Application number: DE102008009914A
Authority: DE
Inventors: Rolf Wartmann; Hubert Wahl
Original assignee: Carl Zeiss MicroImaging GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: US8503077B2; WO2009103403A1; US20100315706A1; DE102008009914B4

Abstract

Es ist eine Tubuseinheit für Mikroskope vorgesehen, welche eine aus zwei Komponenten (2; 3) mit einem dazwischen vorgesehenen, großen Luftabstand (d2; d3) bestehende Tubuslinse aufweist, mit insgesamt positiver Brechkraft, wobei der Luftabstand (d2; d3) mindestens halb so groß ist wie die Brennweite f der Tubuslinse (a = d2 + d3 >= 0,5 f). Zwischen den beiden Komponenten (2; 3) der Tubuslinse ist ein aus zwei gegeneinander kippbaren Spiegeln (4; 5) bestehender, um seine Dachkante (7) kippbarer Dachkantspiegel (6) oder ein anderes geeignetes Ablenkelement angeordnet, wobei die Kippbewegung bzw. der Kippwinkel des kippbaren Spiegels (5) oder Ablenkelementes der halben Verkippung bzw. dem halben Kippwinkel des Tubus- oder Okulareinblicks entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tubuseinheit für Mikroskope, insbesondere einen winkelverstellbaren Ergotubus, zur Realisierung eines ergonomischen Einblicks in das Okular des Mikroskops.
Es sind ergonomische Tuben, so genannte Ergotuben, bekannt, welche variable Einblickhöhen, Einblickwinkel und Abstände in ergonomisch günstigen Positionen zulassen. Diese Konstruktionen sind sehr aufwendig und in der Folge auch relativ teuer. Einfachere Ergotuben erlauben lediglich die Anpassung der Einblickhöhe oder des Einblickwinkels. Diese sind dann auch kostengünstiger, erfüllen aber nicht alle Ansprüche.
So ist aus der DE 10 2004 006 37 A1 ein Tubus für ein Mikroskop bekannt, bei welchem die Ergofunktion durch einen kippbaren Spiegel realisiert wird. Dieser Spiegel wird halb so schnell geschwenkt wie der Tubuseinblick. Die richtige Bildorientierung wird über einen zweiten Spiegel hergestellt. Der auf Grund der beiden Spiegelungen erforderliche zusätzliche Raum wird mit Hilfe einer aufwendigen, die Hauptebenen verschiebenden Tubuslinsenkonstruktion geschaffen. Die Schnittweite des einzelnen Tubuslinsensystems wird um den Faktor bis zu 1,25 verlängert. Derartige Optikkonstruktionen bringen zwangsläufig Bildgüteprobleme hervor, wobei insbesondere die Lage der Austrittspupille negativ beeinflusst wird. Vignettierungen und Farbquerfehler treten auf.
Aus der DE 195 13 870 C2 ist ein Binokularmikroskop mit einem auf Unendlich korrigierten Objektiv und mit einer nachgeschalteten zweilinsigen Tubuslinseneinheit mit einer Schnittweite von mehr als 200 mm beschrieben. Dabei ist die objektseitige Linse eine Zerstreuungslinse aus Flintglas mit Abbezahlen zwischen 43 und 47. Die dem Objekt abgewandte Linse ist eine Sammellinse aus Kronglas mit Abbezahlen zwischen 65 und 69. Auch eine vertauschte Anordnung der beiden Linsen der Tubuslinseneinheit ist beschrieben.
So besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine winkelverstellbare Tubuseinheit für Mikroskope zu schaffen, bei welcher eine Schnittweitenverlängerung der Tubuslinse vermieden, die Bildqualität verbessert und eine Vignettierung weitestgehend ausgeschlossen wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Tubuseinheit für Mikroskope mit den im Hauptanspruch dargelegten Merkmalen gelöst. In dem weiteren Anspruch sind die Konstruktionsdaten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Tubuseinheit offenbart.

Eine vorteilhafte Tubuseinheit hat sich ergeben, wenn sie mit folgenden, in der Tabelle aufgeführten Konstruktionsdaten realisiert ist, wobei durchaus geringe Abweichungen von den angeführten Daten in Form von fertigungstechnischen Toleranzen auftreten können:

Element	Radius r [mm]	Dicke d [mm]	N_e	ν_e
L₁	–160.7966	3.0	1.67765	31.84
	–93.7321	50.104
Dachkantspiegel	∞	50.0
L₂	81.1674	4.5	1.60994	56.37
	–188. 37	2.5	1.58482	40.47
L₃	165.4881	5.0
Prisma (Glasweg)	∞	101.0	1.51872	64.0
Luftweg	∞	37.382
Zwischenbildebene,

wobei die Brennweite f der Tubuslinse 164.5 mm beträgt und die Lage der Eintrittspupille bei –125.9 mm liegt und r die Radien der optischen Elemente und d die Dicken der optischen Wege sind.

Mit der Erfindung wird ein winkelverstellbarer Ergotubus realisiert, bei welchem eine Schnittweitenverlängerung der Tubuslinse vermieden wird. Eine höhere Bildqualität wird erreicht und eine nennenswerte Vignettierung tritt bei der Abbildung nicht auf:
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung ist ein Schema der Anordnung der optischen Elemente des Ergotubus dargestellt.
Die dem Mikroskopobjektiv 1 in Lichtrichtung nachgeordnete Tubuseinheit umfasst eine aus zwei Komponenten 2 und 3 bestehende Tubuslinse, wobei eine erste Komponente aus einer Einzellinse L₁ besteht und die zweite Komponente eine Linsengruppe aus zwei Linsen L₂ und L₃ ist. Der Luftabstand a = d₂ + d₃ zwischen den beiden Komponenten ist mindestens halb so groß wie die Brennweite f der gesamten Tubuslinse, nämlich a = ≥ 0,5 f. Die Tubuslinse besitzt insgesamt eine positive Brechkraft.
Im Raum zwischen den beiden Komponenten 2 und 3 der Tubuslinse ist ein aus zwei Spiegeln 4 und 5 bestehender Dachkantspiegel 6 mit einer Dachkante 7 angeordnet. Dieser Dachkantspiegel 6 ist um seine Dachkante 7 kippbar, wobei seine Kippbewegung genau der halben Verkippung des Tubuseinblicks entspricht. Der zweiten Komponente 3 ist in einem Luftabstand d₆ eine Prismengruppe 8 mit einem Glasweg d₇ = 101,0 mm nachgeordnet. Hinter der Prismengruppe 8 ist in einem Abstand d₈ = 37,382 mm eine Zwischenbildebene 9 vorgesehen, welche durch das nachgeordnete Okular 10 betrachtet werden kann. Durch die Prismengruppe 8 werden die Okularstrahlengänge für den binokularen Tubuseinblick realisiert.

In der untenstehenden Tabelle sind die Konstruktionsdaten einer vorteilhaften, gemäß der Erfindung aufgebauten Tubuseinheit dargelegt.

wobei die Brennweite f der Tubuslinse 164.5 mm beträgt und die Lage der Eintrittspupille bei –125.9 mm liegt und r die Radien der optischen Elemente und d die Dicken oder optischen Wege sind.

Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben und erläutert. Es ist für einen Fachmann jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

1: Mikroskopobjektiv
2: Komponente
3: Komponente
4: Spiegel
5: Spiegel
6: Dachkantspiegel
7: Dachkante
8: Prismengruppe
9: Zwischenbildebene
10: Okular
r₁ bis r₅: Radius
d₁ bis d₈: Dicke, Abstand
L₁ bis L₃: Linse
a: Luftabstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10200400637 A1 [0003]
- DE 19513870 C2 [0004]

Claims

Tubuseinheit für Mikroskope, umfassend – eine aus zwei Komponenten mit einem dazwischen vorgesehenen, großen Luftabstand a = d₂ + d₃ bestehende Tubuslinse mit insgesamt positiver Brechkraft, wobei der Luftabstand a mindestens halb so groß ist wie die Brennweite f der Tubuslinse (a ≥ 0,5 f) – und ein zwischen den beiden Komponenten (2; 3) der Tubuslinse angeordneter, aus zwei gegeneinander kippbaren Spiegeln (4; 5) bestehender, um seine Dachkante (7) kippbarer Dachkantspiegel (6) oder ein anderes geeignetes Ablenkelement, wobei die Kippbewegung bzw. der Kippwinkel des kippbaren Spiegels (5) oder Ablenkelementes der halben Verkippung bzw. dem halben Kippwinkel des Tubus- oder Okulareinblicks entspricht.
Tubuseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsdaten Element Radius r [mm] Dicke d [mm] N_e ν_e L₁ –160.7966 3.0 1.67765 31.84 –93.7321 50.104 Dachkantspiegel ∞ 50.0 L₂ 81.1674 4.5 1.60994 56.37 –188. 37 2.5 1.58482 40.47 L₃ 165.4881 5.0 Prisma (Glasweg) ∞ 101.0 1.51872 64.0 Luftweg ∞ 37.382 Zwischenbildebene,

wobei die Brennweite f der Tubuslinse 164.5 mm beträgt und die Lage der Eintrittspupille bei –125.9 mm liegt und r die Radien der optischen Elemente und d die optischen Wege sind.