DD145331A1

DD145331A1 - Anordnung zur kontrastreichen darstellung von mikroskopischen objekten

Info

Publication number: DD145331A1
Application number: DD21531479A
Authority: DD
Inventors: Guenter Schoeppe
Original assignee: Guenter Schoeppe
Priority date: 1979-09-03
Filing date: 1979-09-03
Publication date: 1980-12-03
Also published as: SU1164641A1; GB2059101B; PL225994A1; DD145331B1; JPS5636621A; PL129503B1; DE3026555A1; GB2059101A; FR2464493A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von im Durchlicht oder Auflicht beleuchteten mikroskopischen Objekten, insbesondere Phasenobjekten mittels Interferenz. Die Erfindung soll eine Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von mikroskopischen Objekten schaffen, die es gestattet, bei einem geringen apparativen Aufwand eine hohe Bildqualitaet zu erzielen und die Moeglichkeit der Variation der Kontrastwirkung zu erhalten. Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine geeignete Anordnung von optischen Bauelementen eine kontrastreiche Abbildung eines moeglichst grossen Feldes von mikroskopischen Objekten zu erreichen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass man in oder in der Naehe der Austrittspupille des Objektes des Ausbildungssystems oder eines Bildes derselben ein Diffraktionsplaettchen anordnet, das eine ueber mehr als eine Periode gehende nahezu cos&exp2! foermige Durchlaessigkeitsverteilung aufweist, deren Periodenlaenge dem Durchmesser der Objektivaustrittspupille des Abbildungssystems oder des Bildes derselben angepasst ist und in der Eintrittspupille des Kondensors des Beleuchtungssystems oder eines Bildes derselben ein gleichartiges Difraktionsplaettchen angeordnet ist, dessen Periodenlaenge nach Abbildung in die Diffraktionsplaettchenebene der des dort angeordneten Diffraktionsplaettchens entspricht. Die Erfindung ist anwendbar in der Medizin, Biologie und Chemie. Figur

Description

Titel: Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von mikroskopischen Objekten

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von im Durch- oder Auflicht beleuchteten mikroskopischen Objekten, insbesondere Phasenobjokten mittels Interferenz·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist eine Interferenzkontrastanordnung bekannt, bei der im polarisierton Licht mittels modifizierter tfollastonprismen zwei um etwa die Auflösungsgrenze der mikroskopischen Anordnung seitlich verschobene Bilder des Objektes erzeugt werden. Beide Teilbilder kommen zur Interferenz und es ergeben sich reliefartiga kontrastreiche Darstellungen ausgezeichneter Bildqualität von Phasenobjekten. Durch geeignete Mittel kann der Kontrast variiert werden.

Nachteilig ist bei dieser Anordnung der Einsatz hochwertigen doppe!brechendem Materials für die Wollastonprismen und der hohe technologische Aufwand wegen der teilweise geringen Toleranzen,

Außerdem kann nach dieser Anordnung ohne zusätzliche komplizierte Maßnahmen nur ein Feld beschränkter Größe gleichmäßig kontrastiert werden. Bei höheren Objektiv- und Beleuchtungsaperturen wirken sich trotz der Koapensation des Beleuchtungsstrahlenganges Depolarisationseffekte kontrasttaindernd aus. Diese Kontrastminderung muß wiederum mit zusätzlichen Mitteln bekämpft werden..

Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird in der hinteren Brennebene des Objektivs eine in drei Bereiche unterteilte Blende angeordnet,

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deren mittlere, schmale, streifenförmige Zone etwa 15 % Durchlässigkeit besitzt, einer der beiden segmentförmigen Bereiche ist nahezu undurchlässig, der andere Bereich vollkommen transparent. Zur Beleuchtung ist ein Spalt erforderlich.

Von Nachteil ist die geringe Bildqualität, die mit dieser Anordnung erzielt wird. Durch die spaltförmige Einengung der Beleuchtungsapertur und die einseitige Beschränkung der Beobachtungsapertur treten Auflösungsverluste senkrecht zur Spaltrichtung auf.

Da die Modulationsblende als Beugungselement wirkt, ruft sie mit ihrem unstetigen Intensitätsverlauf neben den gewünschten Beugungsbildern vom mikroskopischen Objekt durch die Oberwellen der Raumfrequenzen des Modulators noch weitere Bilder hervor, die sich dem Bild überlagern.

Außerdem läßt sich nach dieser Anordnung die Kontrastwirkung nicht variieren.

Ziel der Erfindung;

Die Erfindung soll eine Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von mikroskopischen Objekten schaffen, die es gestattet, bei einem geringen apperativen Aufwand eine hohe Bildqualität zu erzielen und die Möglichkeit der Variation der Kontrastwirkung zu erhalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine geeignete Anordnung von optischen Bauelementen eine kontrastreiche Abbildung eines möglichst großen Feldes von mikroskopischen Objekten zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung gelöst, deren optisches System sich in ein Beleuchtungssystem und ein Abbildungssystem gliedert und die dadurch gekennzeichnet ist, daß in oder in der Nähe der Austrittspupille des Objektivs des Abbildungssystems oder eines Bildes derselben ein Diffraktionsplättchen angeordnet ist, das

ЗО eine über mehr als eine Periode gehende nahezu cos -förmige Durchlässigkeitsverteilung aufweist, deren Periodenlänge dem Durchmesser der Objektivaustrittspupille des Abbildungssystems oder des Bildes derselben

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angepaßt ist und in der Eintrittspupille des Kondensors des Beleuchtungssystems oder eines Bildes derselben ein gleichartiges Diffraktionsplättchen angeordnet ist, dessen Periodenlänge nach Abbildung in die Diffraktionsplättchenebene der des dort angeordneten Diffraktionsplättchens entspricht.

Ausführungsbeispiel;

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Das optische System

Ein in der vorderen Brennebene des Kondensors 2 angeordnetes

ρ Diffraktionsplättchen 1 mit cos -förmiger Durchlässigkeitsverteilung wird durch den Kondensor 2 und das Objektiv 4 in dessen Austrittspupille abgebildet, die wiederum durch ein Zwischenabbildungssystem 5 in die Ebene des Diffraktionsplättchens 6 abgebildet wird.

Das Diffraktionsplättchen 6 weist eine cos -förmige Durchlässigkeitsverteilung auf, deren Periodenlänge etwa dem Durchmesser des Bildes der Austrittspupille des Objektives 4 entspricht. Die Periodenlänge des Diffraktionsplättchens 1 ist so abgestimmt, daß ihr Bild in der Ebene des Diffraktionsplättchens 6 der Periodenlänge des Diffraktionsplättchens 6 entspricht.

Das Diffraktionsplättchen 6 kann senkrecht zur optischen Achse mittels eines geeigneten Triebes um etwa eine Periodenlänge verschoben werden und ist gegen andere auswechselbar.

Das Objekt 3 wird durch das Objektiv 4 und das Diffraktionsplättchen 6 hindurch in die Bildebene des Okulars 7 abgebildet und kann mittels des Okulars beobachtet werden.

Für die Abbildung des Objektes 3 wirkt das Diffraktionsplättchen б als Beugungselement.

Wird die Stelle geringster Transmission des Diffraktionsplättchens 6 in die optische Achse gelegt, so entstehen von jedem Objektpunkt

wegen der cos -förnigen Transmissionsverteilung des Diffraktionsplättchens 6 drei nebeneinanderliegende Bilder, Bildor der -1.; 0. und +1. Beugungsordnung im Abstand der Auflösungsgrenze der mikroskopischen

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-. If. -

Anordnung. Da das Licht in diesen Bereichen durch das Diffraktionsplättchen 1 kohärent gemacht wurde, treten Interferenzerscheinungen auf. Bei Phasenobjekten erscheinen die beiden Nebenmaxima etwas dunkler« das Hauptmaximum heller als die Umgebung. Man erhält ein Bild mit dunkelfeidähnlichem Charakter.

Vird die Stelle minimaler Transmission neben der optischen Achse angeordnet, so verschwindet mit zunehmender Dezentration je nach Dezentrationsrichtung eines der beiden Nebenmaxima, so daß von jedem Objektpunkt zwei Bilder vorhanden sind. Dabei erscheint bei Phasenob-

jekten das vom Hauptmaximum vermittelte Objektbild heller, das vom Nebenmaximum vermittelte dunkler als die Umgebung.

Bei Verwendung von Licht begrenzter spektraler Bandbreite genügt zur Erzielung eines hochwertigen Effektes bereits die Verwendung einer auf feinkörnigem Material hergestellten und geeignet entwickelten

photographischen Aufnahme von Interferenzstreifen im monochromatischen Licht als Plättchen 1 und 6, es eignen sich ebenfalls aus Ruß oder Metallbelägen hergestellte Schichten.

Arbeitet man im weißen Licht, so kann das Diffraktionsplättchen eine Aufnahme eines farbigen Interferenzstreifensystems (Streifen -1.;

0. und +1. Ordnung) auf einem Farbfilmmaterial sein, das ein möglichst großes Gebiet des Farbdreiecks überdeckt, aber auch mit geeigneten Farbstoffen drucktechnisch hergestellte Schichten lassen sich verwenden. Die beschriebene Einrichtung erlaubt die gleichmäßige Kontrastierung großer Felder und die Anwendung relativ hoher Beleuchtungsaperturen ohne zusätzliche Mittel.

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Claims

Erfindungsanspruch;

1. Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von mikroskopischen Objekten, die aus einem optischen System besteht, das sich in ein Beleuchtungssystem und ein Abbildungssystem gliedert, gekennzeichnet dadurch, daß in oder in der Nähe einer Austrittspupille eines Objektivs des Abbildungssystems oder eines Bildes derselben ein Diffraktionsplättchen angeordnet ist, das eine über mehr als eine Periode gehende

nahezu cos -förmige Durchlässigkeitsverteilung aufweist, deren Periodenlänge dem Durchmesser der Objektivaustrittspupille des Abbildungssystems oder des Bildes derselben angepaßt ist und in einer Eintrittspupille eines Kondensors des Beleuchtungssystems oder eines Bildes derselben ein gleichartiges Diffraktionsplättchen angeordnet ist, dessen Periodenlänge nach Abbildung in die Diffraktionsplättchenebene der eines dort angeordneten Diffraktionsplättchens entspricht.

2« Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stelle maximaler Durchlässigkeit das Diffraktionsplättchens im Beleuchtungssystem in der optischen Achse, das Diffraktionsplättchen im Abbildungssystem ша mindestens eine Periodenlänge verschoben angeordnet ist,

3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Durchlässigkeit dsr Diffraktionsplättchen wellenlängenunabhängig veränderbar ist.

4. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens beim Diffraktionsplättchen des Abbildungssystems für mindestens drei Grundfarben die Transmission mit zur Wellenlänge des

Lichtes proportionalen Periodenlängen cos -förmig veränderbar ist, wobei die Periodönlänge für gelb-grünes Licht dem Durchmesser der Objektivaustrittspupille des Abbildungssystems oder eines Bildes derselben angepaßt ist und die Transmissionsminima oder Transmissionsmaxima aller Wellenlängen an einer Stelle des Diffraktionsplättchens koinzidieren»

5. Anordnung.nach Punkt 1, 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß sowohl das Diffraktionsplättchen des Abbildungssystems als auch das Diffraktionsplättchen des Beleuchtungssystems umschaltbar oder auswechselbar angeordnet ist.

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