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Universaler Kondensor für Mikroskope
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auchtern 30, 31, 32 gemäss Fig. 1. Fig. 5 zeigt einen Lichtbrechungskörper, der aus zwei Glaskörpern mit verschiedener Dispersion zusammengesetzt ist. Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Lichtbre- chungskörpers. Fig. 7 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise des Kondensorsystems. Fig. 8 stellt Quer- schnitte von aus dem Kondensorsystem austretenden Lichtbündeln dar. Fig. 9 zeigt die Bahn von Licht- bündeln bei einer andern Betriebslage des Systems. Fig. 10 ist der Querschnitt von aus dem Kondensor- system in der Anordnung gemäss Fig. 9 austretenden Lichtbündeln. Fig. 11 zeigt ein anderes Ausführungs- beispiel des erfindungsgemässen Kondensors.
Die Besonderheit des Aufbaues des in Fig. 1 dargestellten universalen Kondensors besteht darin, dass unterhalb eines Kondensorsystems, das aus Linsen 1 und 2, sowie aus Frontlinsen 5 und 6 in einer in den
Richtungen der Pfeile 3 und 4 verschwenkbaren Fassung 7 besteht, ein Lichtbrechungskörper 22 von kreis- rundem Querschnitt und aus einem durchsichtigen Material, z. B. aus Glas, angebracht ist, dessen beide
Enden durch gerade Kreiskegel 22a und 22b begrenzt sind, Fig. la zeigt geometrische Einzelheiten des
Lichtbrechungskörpers 22. 1 bedeutet seine Länge zwischen seinen Spitzen, d. h. die Länge der längeren
Seiten von zwei sich aneinander entlang ihrer längeren Seiten anschliessenden geraden Trapezen, d ist die
Höhe und ct der spitze Winkel der Trapeze.
Zur Längsachse des einen länglichen Körper bildenden Licht- brechungskörpers 22 parallele Lichtstrahlen fallen unter einem Winkel von ss ein und werden ihrem Bre- chungswinkel B'gemäss gebrochen.
Der Lichtbrechungskörper 22 ist in einer Fassung 12 gehaltert. In der Fassung 12 ist eine Blende 14 mit kreisrunder Öffnung angebracht, die mittels eines Zapfens 17 durch eine Hülse 16 geschlossen oder geöffnet werden kann. Die ganze Armatur der Blende 14 ist in der Fassung 12 in einer endgültig festgelegten Lage vorgesehen. Die Fassung 12 kann mittels einer Schraube 23 entgegen einem von einer Feder 25 belasteten Zapfen 13 aus ihrer Lage verstellt werden, wobei die Feder 25 in einer Hülse 24 angebracht ist. Die Schrauben 23 sind zweifach vorhanden, wobei sie gegenseitig unter einem Winkel von 1200 angeordnet sind, so dass die Fassung 12 nicht nur entlang einer Geraden, sondern auch entlang einer Kreislinie bewegt werden kann.
Mittels dieser Einrichtung kann demnach die Fassung 12 nicht nur in die zentrale, sondern auch in eine beliebige aussermittige Lage gebracht werden.
Bei vollständiger Zentrierung der Fassung 12 fällt die optische Achse la des Kondensorsystems mit der Mittelachse des Lichtbrechungskörpers 22 zusammen. Ebenfalls in der Fassung 12, aber in ihr verstellbar ist in einer durch die Spitze der unteren Kegelfläche 22b des Lichtbrechungskörpers 22 gehenden, waagrechten zur Achse des Lichtbrechungskörpers senkrechten Ebene eine Blende 21 mit Kreisöffnung vorgesehen. Die Blende 21 kann mittels eines Zapfens 19 und einer Hülse 18 geöffnet oder geschlossen werden.
In Fig. 1 können die die Blende 21 halternden Fassungen (somit auch die äussere Fassung 20) mittels Schrauben 23a entgegen der Feder 25a aus ihren Lagen verstellt werden. Es wird dabei ein Paar von Schrauben 23a verwendet, die zueinander unter einem Winkel von 1200 angeordnet sind. Deshalb kann die Fassung 20 zusammen mit der Blende 21 nicht nur entlang einer Geraden, sondern auch entlang einer Kreislinie bewegt werden. Dies bedeutet, dass die Blende 21 nicht nur in die zentrale, sondern auch in eine beliebige exzentrische Lage gebracht werden kann.
Mittels der Bewegung der Fassung 12 kann demnach der Lichtbrechungskörper 22 und die mit ihm konzentrisch angebrachte Blende 14 gleichzeitig und zusammen in das Zentrum des aus den Linsen 1, 2 und 5 oder 6 bestehenden Kondensorsystems gestellt oder aus ihm verschoben werden. Gleichzeitig kann die Blende 21 gesondert im Verhältnis zur Blende 14 zentral eingestellt oder aus dem Zentrum entfernt werden. Die Notwendigkeit und das Ziel dieser Verstellungen werden nachstehend beschrieben.
Von den den Lichtbrechungskörper22 in Fig. 1 durchsetzenden Strahlen gelangen die zentralen Strahlen 28 und 29 beim Austritt in die Zone der äusseren Strahlen, wobei sie in der dargestellten Lage über den aus den Linsen 1 und 2 bestehenden Kondensor ebenfalls als äussere Strahlen 28a und 29a über dieöff- nung 8 der Fassung 7 auf den zu durchleuchtenden Gegenstand zu hindurchgehen. Gleichzeitig werden die in der äusseren Zone des Lichtbrechungskörpers 22 fortschreitenden Lichtstrahlen 26 und 27 beim Austritt in die zentrale Zone verlegt. Der Lichtbrechungskörper 22 kann auch in der aus den Fig. 5 und 6 ersichtlichen Weise ausgebildet sein.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 5 zeigt einen Lichtbrechungskörper 22, der aus zwei Gliedern 36 und 37 mit verschiedener Dispersion zusammengestellt ist. Diese Glieder haben aber für eine bestimmte Farbe, z. B. für das Natriumgelb denselben Brechungskoeffizienten und sind entlang der Kugelfläche 36b aneinander gekittet. Der an seinem oberen Ende durch eine Kegelfläche begrenzte Körper 36 besteht aus Flintglas, während der untere und ebenfalls in eine Kegelfläche auslaufende Körper aus Kronglas besteht. In diesem Fall werden die verschiedenen Farben eines z. B. aus der Richtung 38 einfallenden und nach
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heit nicht in das Objektiv des Mikroskops 39 gelangen können. Dann wird die zentrale Dunkelfeldbe- leuchtung erhalten.
Um im Querschnitt der den mikroskopischen Gegenstand 41 durchleuchtenden Strahlenbündel eine zentrale dunkle Zone von bestimmten Abmessungen zu bewirken, ist demnach die Betätigung der Blende
21 erforderlich. Wenn gleichzeitig auch die Blende 14 z. B. auf den Wert 44 verengt wird, so wird der
Querschnitt der aus dem Lichtbrechungskörper 22 austretenden Strahlenbündel von aussen her nach innen verringert, d. h. ein durchleuchtendes Strahlenbündel von veränderlichem Durchmesser und Breite des kreisringförmigen Querschnittes zustandegebracht, was im Bild 54 der Fig. 8 dargestellt ist.
Diese Beleuchtung ist beim Gebrauch von Mikroskopobjektiven mit Phasenring erforderlich. Bei der Phasenkontrastbeleuchtung ist es wichtig, dass der in der hinteren Brennebene 40 des Mikroskopobjektives
39 befindliche Phasenring durch den Ring der den Gegenstand durchleuchtenden Strahlenbündel genau ge- deckt wird. Deshalb ist es erforderlich, dass die in der Fig. l dargestellten Blenden 14 und 21, sowie die den Lichtbrechungskörper 22 halternde Fassung 12 in gleichmittige Lagen gebracht werden können. Durch die Bewegung der Fassung 12 kann demnach die äussere Grenzlinie des durch die Blende 14 von aussen her begrenzten leuchtenden Ringes mit der äusseren Grenzlinie des in der hinteren Brennebene 40 anzunehmenden Phasenringes genau in Deckung gebracht werden.
Gleichzeitig kann durch Bewegen der Blende 21 die innere Grenzlinie des leuchtenden Ringes mit der inneren Grenzlinie des Phasenringes in Deckung gebracht werden.
Der leuchtende Ring des erfindungsgemässen universalen Kondensors kann, wie gezeigt, nicht nur zentriert, sondern in seinen Abmessungen beliebig geändert werden, was mit dem Vorteil verbunden ist, dass der leuchtende Ring mit Phasenringen beliebiger Abmessungen in Deckung gebracht werden kann.
Dieser Vorteil ist durch keinen der bisher bekannten universalen Kondensoren geboten.
Zwecks Erhöhung des Wirkungsgrades der bisher beschriebenen Beleuchtungen wird'zweckmässig auf die Oberfläche einer derKondensorlinsen1 und 2 eine lichtabsorbierende Schicht von veränderlicher Dicke abgeschieden. Die Draufsicht derselben ist in Fig. 3 dargestellt. Entlang des Durchmessers verfügt die Linsenfläche in einer vom Mittelpunkt nach aussen sich verbreiternden Zone 34 über eine vollständige Lichtdurchlässigkeit. Von hier nach links und rechts in den Feldern 35 und 35a ist die Oberfläche durch absorbierende Schichten bedeckt. Die Dicke der Absorptionsschicht vom Zentrum zu den Rändern nimmt von einer Absorption von etwa 50 % bis zu einer Absorption von 80 % allmählich zu.
Die das mittlere Feld 34 durchsetzenden Lichtstrahlen haben somit volle Intensität, während die Intensität der die Felder 35 und 35a durchsetzenden Strahlen auf 50-20 % abnimmt. Diese letzteren Strahlen stellen infolge der in den Absorptionsschichten befindlichen Poren bis zu einem gewissen Grade zugleich diffuse Strahlen dar.
Im Bild des auf diese Weise mit kombinierten Lichtstrahlen durchleuchteten mikroskopischen Gegenstandes ist der durch Überbeleuchtung bedingte Kontrastverlust in sehr hohem Masse verringert, wobei die verzerrende Wirkung der bei schiefen Beleuchtungen auftretenden tiefen Rillen weitgehend behoben ist.
Die Abänderung der Intensität der beleuchtenden Strahlen kann auch in der in den Fig. l und 4 dargestellten Weise erfolgen. Unterhalb des Lichtbrechungskörpers 22 sind im Spalt der Fassung 33 zwei halbkreisförmig ausgebildete lichtabsorbierende Filter verschiebbar angeordnet. Diese Filter 31 sind durch die Fassung 30 gehaltert, die mittels eines Kopfes 32 gegenseitig verstellt, d. h. vollkommen zusammengeschoben oder auseinandergezogen werden können. Beim Auseinanderziehen weisen die durch den in der Mitte entstehenden Spalt gehenden Strahlen eine volle Intensität auf, während die die Filter 31 durchsetzenden Strahlen entsprechend der Lichtabsorption eine geringere Intensität aufweisen.
Der Grad der Lichtabsorption kann durch Wechsel der Filter 31 erfolgen, da diese nicht unlösbar in der Fassung 30 befestigt sind.
Die kombinierte schiefe Hellfeldbeleuchtung nach der österr. Patentschrift Nr. 211064 wird durch den universalen Kondensor gemäss der Erfindung in der Anordnung gemäss Fig. 9 geleistet. Wie bekannt, bildet dieses Prinzip eine Kombination der allseitigen Dunkelfeldbeleuchtung mit einer Hellfeldbeleuchtung mittels schiefer Strahlen, die stellenweise der Dunkelfeldbeleuchtung überlagert ist, wodurch sehr plastische mikroskopische Bilder erhalten werden. Der Lichtbrechungskörper 22, die Kondensorlinsen 1, 2,5 und das Mikroskopobjektiv 39 weisen eine gemeinsame optische Achse 58 auf. Demgegenüber ist die Blende 21 in einer verschobenen Lage, so dass zwischen ihrer Mittelachse 59 und der optischen Achse 58 eine Exzentrizität 60 vorhanden ist.
Die obere Blende 14 nimmt eine vollständig geöffnete Stellung ein, während die untere Blende 21 auf einen Durchmesser 55 verengt ist.
Im Querschnitt des aus dem Lichtbrechungskörper 22 austretenden wirksamen Strahlenbündels wird im mittleren Teil der in Fig. 10 dargestellte Schattenraum 55a und auf der linken Seite das breitere leuchtendeFeld 56 und auf der rechten Seite das schmälere leuchtende Feld 57 vorhanden sein. Dement-
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splechend tritt von den Grenzstrahlen der den mikroskopischen Gegenstand 41 durchleuchtenden Licht- bündel der Strahl 56a in das Mikroskopobjektiv 39 ein, während der Strahl 57a dem Mikroskopobjektiv 39 bereits entweicht.
Wird das den Gegenstand 41 durchleuchtende Strahlenbündel entlang der Eintrittsebene
39a des Mikroskopobjektivs 39 geschnitten, so entsteht das Bild gemäss Fig. 10. Infolge der auf die Ober- fläche einer der Linsen 1 oder 2 aufgebrachten und entsprechend angeordneten Absorptionsschicht oder
Filterbelag 35 wird demnach der Gegenstand 41 durch das Feld 62 hindurch durch Strahlen voller Inten- sität, während über um dieses Feld 62 liegende und sich sichelförmig vollständig verjüngende Felder 61 und 61a hindurch durch Strahlen verringerter Intensität durchleuchtet, wobei die leuchtenden Strahlen im zentralen Feld 55a gleichzeitig ausgeblendet sind.
Die Abmessung des zentralen Feldes 55a kann durch Betätigung der Blende 21 kontinuierlich geän- dert, d. h. entsprechend der Eigenartigkeit des untersuchten mikroskopischen Gegenstandes ein optima- les Blenden der zentralen Strahlen erreicht werden.
Durch Vergrösserung der Abmessung des zentral ausgeblendeten Feldes kann leicht erreicht werden, dass die den Gegenstand 41 durchleuchtenden direkten Strahlenbündel zusammen mit dem rechtsseitigen
Strahl 56a der Eintrittsöffnung 39a des Objektivs 39 entweichen, wobei dann die kombinierte Dunkel- feldbeleuchtung erreicht wird. Die einseitige schiefe Hellfeldbeleuchtung wird in der Weise erreicht, dass die Blende 21 vollständig geöffnet, sodann die Blende 14 derart geschlossen werden, dass lediglich ent- lang der Achse 59 eine Öffnung geringen Durchmessers erhalten wird. In diesem Fall wird der Gegenstand
41 durch von rechts nach links gehende schiefe Strahlen durchleuchtet.
Bei Kondensoren mit kleinem Querschnitt und grosser Apertur ist die Blende 14 zwecks Vermeidung von bereits fühlbaren Tiefenunterschieden zwischen den Blenden 21 und 14 gemäss der in Fig. 11 darge- stellten Anordnung in den unteren Brennpunkt des aus den Linsen 1, 2 und 5 bestehenden Kondensorsystems verlegt. Der Lichtbrechungskörper 22 zwischen den Kegelflächen 22a und 22b liegt tiefer unterhalb des Kondensorsystems. Die Ebene der Blende 21 mit veränderlicher Öffnung schneidet in waagrechter Richtung ebenfalls die Spitze der Kegelfläche 22b. Oberhalb der Spitze der Kegelfläche 22a ist ein System vorhanden, das aus Sammellinsen 65 und 66 besteht. Das virtuelle Bild des Punktes 63 der Blende 21 ist der Punkt 63a im Lichtbrechungskörper 22, während das virtuelle Bild des Punktes 64 der Blende 21 als Punkt 64a erscheint.
Demgemäss fällt das der Öffnung der Blende proportionale Dunkelfeld zwischen die Punkte 63a und 64a. Das reale Bild dieses dunklen Feldes wird durch das aus den Linsen 65 und 66 bestehende System in die Mitte der Ebene der Blende 14 verlegt. Deshalb bildet das dunkle Feld 25a das durch den Lichtbrechungskörper 22 von innen nach aussen gekehrte reale Bild der Blende 21. In diesem Fall verschwindet gleichsam der Tiefenunterschied zwischen den Blenden 14 und 21. Der konstruktionelle Aufbau ist bei diesem universalen Kondensor dem konstruktionellen Aufbau in Fig. 1 vollkommen gleich.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Universaler Kondensor für mit durchfallendem Licht arbeitende Mikroskope mit mindestens einer eingliedrigen Kondensorlinse und mit einem in der Richtung seiner optischen Achse durch ein Paar von geraden gleichen Kegelflächen begrenzten länglichen Lichtbrechungskörper zwischen zwei Blenden, wobei der längliche Körper durch seine Längsachse gehende Schnitte aufweist, die je aus zwei gleichen und entlang ihrer gleichlangen parallelen Seiten spiegelbildlich angrenzenden geraden Trapezen bestehen, die der folgenden Formel genügen :
1 = d [cotg a + cotg (ss wobei 1 die Länge der längeren parallelen Seiten, d die Höhe, a den spitzen Winkel der Trapeze, ss den Einfallswinkel von zur Längsachse des länglichen Körpers parallelen Lichtstrahlen und ss* den Brechungswinkel des Lichtstrahles im länglichen Körper bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass die dem eintretenden Licht zugekehrte Blende (21) in ihrer eigenen Ebene und der Lichtbrechungskörper (22) quer zur optischen Achse des Kondensors verstellbar angeordnet sind.