DD145331B1 - ARRANGEMENT FOR THE CONTRASTED PRESENTATION OF MICROSCOPIC OBJECTS - Google Patents
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Description
TiteI äer ^rf^di^IlZJ TiteIaer ^ rf ^ the ^ IlZJ
Anordnung zur iiontraotroicben Darstellung von ciikroükopi schen ObjektenArrangement for iiontraotroicben representation of ciikroükopi rule objects
Anwendungsgebiet dor tfr^indup,^:Application dor tfr ^ indup, ^:
5' -Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kontrastreichen5 '-The invention relates to an arrangement for high-contrast
Darstellung von in Durch- und Aul"licht beleuchteten mikroskopischen Objekten, insbesondere Pha&enobjekten mittels Interferenz,Representation of microscopic objects illuminated in through and out light, in particular phase objects by means of interference,
Charakteristik der_ bekannten technischen Losungen :Characteristic of the known technical solutions:
Es ist eine Interferenskontrastanordnung bekannt, bei der im polarisierten Licht mittels modifizierter ',Vollastonprismen zwei _ura etvva die Aullösungsgrense de"r mikrockopischan Anordnung seitlich verschobene Bilder des Objektes erzeugt werden. Beide Teilbilder können zur Interfere·]?; und es ergeben sich reliefartige kontrastreiche Darstellungen ausgezeichneter Bildqualität von Phasenobjekten. Durch geeignete Mittel kann der Kontrast variiert v/erden, Nachteilig ist bei dieser Anordnung der Einsatz hochwertigen doppölbrechcnden IJateri&ls für die T/ollastonpriemenAn interferon contrast arrangement is known in which polar images of the object are produced in the polarized light by means of modified full-load prisms, two sides of which are laterally displaced images of the object, both of which can be interfere and cause relief-like, high-contrast images The contrast can be varied by suitable means. The disadvantage of this arrangement is the use of high-quality double oil-refracting IJateri & ls for the T / ollastone belts
und der hohe technologische Aufwand vielen der teilweise ge- - ringen Toleranzen.and the high technological complexity of many of the sometimes low tolerances.
Außerdem kann nach dieser Anordnung ohne zusätzliche komplizierte LIa ßnr. ha en nur ein Feld beschränkter Gro3e gleichmäßig kontrastiert v/erden. Bei höheren Objektiv- und Be-In addition, according to this arrangement without additional complicated LIa ßnr. Only one field of limited size has been uniformly contrasted. At higher lens and
2!5 leuchtiangsaperturen wirken sich trots der. Kompensation dos2 ! 5 illuminated apertures have trots of. Compensation dos
Beleuchtungsstrahlenganges Depolarisationseffekte kontrastmindernd aus. Diese Kontractminderung muß wiederum mit zusätzlichen Mitteln bekämpft werden.Illumination beam path depolarization effects reduce contrast. This contraction reduction must again be combated with additional resources.
Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird in der hinteren Brennebene des Objektivs eine in drei Bereiche unterteilte Blende angeordnet, deren mittlere, schmale, streif enförraige Zone etwa 15 % Durchlässigkeit besitzt, einer der beiden seg~ raentfb'rmigen Bereiche ist nahezu undurchlässig, der andere Bereich vollkommen transparent.In another known arrangement, in the rear focal plane of the objective, a diaphragm is subdivided into three regions, the middle, narrow, striped region having about 15 % transmittance, one of the two segmented regions being almost impermeable, the other region completely transparent.
Zur Beleuchtung ist ein Spalt erforderlich·For illumination, a gap is required ·
• Von lachteil 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 Spalt· richtung auf.• The low image quality achieved with this arrangement is a laughing stock. Due to the gap-shaped constriction of the illumination aperture and the one-sided limitation of the observation aperture, dissolution losses occur perpendicular to the gap direction.
Da die Modulationsblende als Beugungselement wirkt, ruft sie mit ihrem unstetigen Intensitätsverlauf neben dem gewünschten Beugungsbildern vom mikroskopischen Objekt durch die Oberwellen der Raumfrequenz des Modulators noch weitere Bilder hervor, die sich dem Bild überlagern.Since the modulating diaphragm acts as a diffraction element, it produces, with its discontinuous intensity profile, in addition to the desired diffraction pattern from the microscopic object through the harmonics of the spatial frequency of the modulator, further images which are superimposed on the image.
Außerdem IaSt sich nach dieser Anordnung ,die Kontrastwirkung nicht variieren.In addition, according to this arrangement, the contrast effect can not vary.
Es sind auch Einrichtungen bekannt, bei denen TransmissionenThere are also known devices in which transmissions
ρ bestimmter Elemente cos"-fÖrmig abhängig sind,ρ of certain elements are cos-dependent,
2 V/eiterhin treten cos -formig« örtliche Intensitätsverteilungen im Zusammenhang mit der Holographie auf. Diese holographischen Küster dienen jedoch zur Unterdrückung oder zum Hervorheben bestimmter Strahlenelemente (Ortsfrequenzfilter), Spektral breitbandig wirkende Diffraktionsplättchen sind nicht bekannt. Bei den holographischen Techniken ist immer eine verschwindend kleine Beleuchtungsapertur vorausgesetzt.Two times later, local intensity distributions in the context of holography occur cos-formig. However, these holographic Küster serve to suppress or highlight certain radiation elements (spatial frequency filter), spectral broadband diffraction plates are not known. In holographic techniques, a vanishingly small illumination aperture is always required.
Die.Erfindung soll eine Anordnung zur kontrastreichen Darstellung von mikroskopischen Objekten schaffen, die es gestattet, bei einen geringen apparativen Aufwand eine hohe Bildquaiitüt zu erzielen und die Möglichkeit der Variation der Kontrastwirkung zu erhalten.Die.Erfindung to create an arrangement for high-contrast representation of microscopic objects, which allows to achieve a high Bildquaiitüt at a low equipment cost and to obtain the possibility of varying the contrast effect.
Aufgabe der Erfindung ißt es, durch eine geeignete Anordnung von optischen Bauelemente:] eine kontrastreiche Abbildung eines möglichst großen Feldes von mikroskopischen Objekten zu erreichen.The object of the invention is to obtain a high-contrast image of the largest possible field of microscopic objects by means of a suitable arrangement of optical components.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung gelöst, deren optisches System sich in ein Beleuchtungssystem und ein Abbildungssystem gliedert, wobei in odor in der liähe der Austrittspupille des Objektivs des Abbildungssystem^ oder eines Bildes derselben ein Diffraktion'splättchen angeordnet ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Diffraktionpplättchen eine über mehr als eine Periode gehende nahezuAccording to the invention the object is achieved by an arrangement whose optical system is divided into an illumination system and an imaging system, wherein in odor in the vicinity of the exit pupil of the lens of the imaging system ^ or an image thereof a Diffraktion'splättchen is arranged, and characterized is that the diffraction plate is almost continuous over more than one period
2 cos -förmige Durchlässig:·;.« it svert eilung auf v/eist, deren Perl-2 cos-shaped Permeable: · it «evert to v / eist whose pearl
. odenlänge dem Durchmesser der Objektivaustrittspupille des Abbildungssystems oder des Bildes derselben angepaßt ist und in der Eintrittspupilie des Kondensors des Beleucbtungssytens oder eines Bildes ein gleichartiges Diffraktionsplättchea angeordnet ist, dessen Per-ioaenlänge nach Abbildung in die Diffraktionsplättche^ebeче der dos dort angeordneten Diffraktionsplättchens entspricht«,, odenlänge the diameter of the lens exit pupil of the imaging system or the image of the same adapted and is arranged in the entrance of the condenser Beleucbtungssytens or an image of a similar diffraction plateau whose Per-ioaenlänge after imaging in the diffraction plates ^ ebechе dos there arranged diffraction plate,
Ausfuhrungsbeispiel: Export ungsbeispiel:
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung näher erläutertThe invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawing
Es zeigt : ?ig. Das optische System It shows:?. The optical system
Ein in der vorderen Brennebene des Kondensors 2 angeordnetesAn arranged in the front focal plane of the condenser 2
Diffraktionsplättchen 1 mit cos -förniiger Durchlässigkeitsverteilung v/irel durch den Kondensor 2 und das Objektiv 4 in dessen Austrittspupille abgebildet, die wiederum durch ein Zwlöchernbbildungssystem 5 in die Ebene des- Difiraktions™ plättchens б abgebildet wird.Diffraction plate 1 with cos-förniiger permeability distribution v / irel imaged by the condenser 2 and the lens 4 in the exit pupil, which in turn is represented by a Zwigernbbildungssystem 5 in the plane of the Difiraktions ™ plate б.
Das Difiraktionspläl'tch-зп б v/eist eine cos'-förmige Durchlässigkeitsvertsilung auf, deren Teriodenlänge etv/a dem Durchmesser des BilJes der Austrittspupille des Objektivs 4 entspricht. Die Perioaenlängc dss Diffraktionsplättchens 1 istThe Difiraktionspläl'tch-зп б v / e is a cos'-shaped Durchlässigkeitsvertsilung whose etiode length etv / a corresponds to the diameter of the BilJes the exit pupil of the lens 4. The Perioaenlängc dss diffraction plate 1 is
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so abgestimmt, daß ihr Bild in der Ebene des Diffraktionsplät tchens 6 der Periodenlänge des Diffraktionsplättchens б entspricht.adjusted so that their image in the plane of the diffraction 6 Chen 6 corresponds to the period length of the diffraction plate б.
Das Diffraktionsplättchen б kann senkrecht zur optischen Achse mittels eines geeigneten Triebes um etwa eine Periodenlänge verschoben v/erden, und ist gegen andere auswechselbarThe diffraction plate б can be shifted perpendicular to the optical axis by means of a suitable drive by about one period length, and is interchangeable with others
• Das Objekt 3 wird durch das Objektiv 4 und das Diffraktionsplättchen б hindurch in die Bildebene des Okulars 7 abgebildet und kann mittels des Okulars beobachtet werden. The object 3 is imaged through the objective 4 and the diffraction plate 1b into the image plane of the eyepiece 7 and can be observed by means of the eyepiece.
Für die Abbildung des Objektes 3 wirkt das Diffraktionsplättchen б als Beugungselement, For the imaging of the object 3, the diffraction plate б acts as a diffraction element,
Wird die Stelle geringster Transmission des Diffraktionsplättchens б in die optische Achse gelegt, so entstehen v©~If the point of lowest transmission of the diffraction plate б is placed in the optical axis, then v © ~
2 jedem Objektpunkt wegen der cos -förmigen Transmissionsverteilung des Diffraktionsplättchens б drei nebeneinanderliegende Bilder, Bilder der -1.; 0. und +1. Beugungsordnung im Abstand der Auflösungsgrenze der mikroskopischen Anordnung. Da das Licht in diesen Bereichen durch das Diffraktionsplättchen 1 kohärent gemacht wurde, treten Interferenzerecheinungen auf. Bei Phasenobjekten erscheinen die beiden Kebenmaxima etwas dunkler, das Hauptmaxima heller als die Umgebung. Man erhält ein Bild mit dunkelfeidähnlichen Charakter.2 each object point because of the cos-shaped transmission distribution of the diffraction plate б three adjacent images, images of -1; 0. and +1. Diffraction order at the distance of the resolution limit of the microscopic arrangement. Since the light in these areas has been made coherent by the diffraction plate 1, interference considerations occur. In phase objects, the two Kebenmaxima appear slightly darker, the main maxima brighter than the environment. You get a picture with dark-brownish character.
' Wird die Stelle minimaler Transmission neben der optischen Achse angeordnet, so verschwindet mit zunehmender Dezentration je nach Dezentrationsrichtung eines der beiden Hebenmaxima, so daß von jedem Objektpunkt zwei Bilder vorhanden sind. Dabei erscheint bei Phasenobjekten das vom Hauptmaxima vermittelte Objektbild heller, das vom T-Iebenmaximum 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 hergeatellten und geignet entwickelten photographischen AufnahmeIf the point of minimum transmission is arranged next to the optical axis, one of the two lifting maxima disappears with increasing decentration, depending on the direction of decentration, so that two images are present of each object point. In the case of phase objects, the object image conveyed by the main maxima appears brighter, the darker than the surroundings mediated by the maximum T-axis. When light is used with limited spectral bandwidth, the use of a photographic image that has been produced on a fine-grained material and suitably developed is sufficient to achieve a high-quality effect
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von Int or f ere η :i st reif on im monochromatischen Licht als Plättchen 1 und 6, es eignen sich ebenfalls aus Ruß oder Motallbelügen hergestellte Schichten. Aroextet man im weißen Licht, so kann den Diffraktionsplätteheη 6 eine Aufnahme eines farbigen Interfercnzstroifensystems ((Streifen -1.; 0, und +1. Ordnung) auf einem Parbfilramaterial sein, das ein möglichct großen Gebiet des Parbdreiecks überdeckt, aber auch mit geeigneten .Farbstoffen drucktechnisch hergestellte Schichten lassen sich ver~ wenden. Die beschriebene Einrichtung erlaubt die gleichmäßige Kontrastierung großer Felder und die Anwendung relativ hoher Bsleuchtungsaperturen ohne zusätzliche Kittel,of int ore rt η: i st ripe on in monochromatic light as platelets 1 and 6, it is also suitable prepared from carbon black or Motallbelügen layers. Aroextet in white light, the diffraction plate 6 may be a picture of a colored interferometer system ( (stripe -1, 0, and +1 order) on a parabola material covering a possibly large area of the parabola, but also with appropriate. The described device allows uniform contrasting of large fields and the use of relatively high illumination apertures without additional gowns.
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