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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steigerung des Kontrastes von
mittels eines Phasenkontrastmikroskops erzeugten Bildern, wobei
das Phasenkontrastmikroskop einen Strahlengang aufweist, der von
der Lichtquelle über
einen Kondensor mit den Strahlengang begrenzender Ringblende und beleuchtendem
Objektiv/Linsensystem zum Objekt, und von diesem über ein
abbildendes Objektiv und eine Phasenringpatte zu einem Zwischenbild
geführt ist,
das mittels eines Okulars als Lupe betrachtbar ist; sie betrifft
weiter eine Blendenanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Phasenkontrast
stellt eine lichtmikroskopische Routine-Methode dar, um filigrane,
ungefärbte Objekte
mit geringem oder fehlendem Eigenkontrast auf optischem Wege zu
kontrastieren, so dass deren Struktur sichtbar wird, ohne dass Manipulationen
am jeweiligen Beobachtungsobjekt (z.B. Färbungen auf chemischer Basis)
vorgenommen werden müssen. Typische
Objekte im biologisch-medizinischen Anwendungsbereich sind lebende
Zellen jeglicher Art, z.B. in Sekreten, Abstrichmaterialien und
Kulturen, Bakterien, Pilzfäden,
lebende Mikroorganismen wie Einzeller/Protozoen usw. Ein weiterer
Anwendungsbereich erstreckt sich auf die direkte mikroskopische Auswertung
ungefärbter Schnellschnitte
und anderer ungefärbter
mikroskopischer Präparate,
z.B. Ausstrich- oder Quetschpräparate.
Neben den jeweiligen Zellen selbst können auch die Zellorganellen
(Zellkern, Plastiden, u.a.) sowie auch Chromosomen im Phasenkontrast
im vitalen Zustand untersucht werden. Außerhalb belebter Objekte kann
Phasenkontrast auch zur Darstellung unbelebter Proben verwendet
werden, wenn diese Gangunterschiede erzeugen und wenig Eigenkontrast
besitzen. So können
beispielsweise opake kristalline Strukturen in Phasenkontrast-Beleuchtung
gut dargestellt werden.
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Im
konventionellen Phasenkontrast wird die Beleuchtungsanordnung eines
herkömmlichen
Hellfeldmikroskops in zweierlei Hinsicht verändert: In der vorderen Brennebene
des Kondensors wird die im Strahlengang befindliche Aperturblende
durch eine Ringblende ergänzt
oder ersetzt, so dass die beleuchtenden Strahlenbündel nicht
mehr großflächig zum
Objekt gelangen, sondern in Form eines hohlkegligen Lichtkonus,
der dieses konzentrisch beleuchtet. In der hinteren Objektiv-Brennebene
ist in den Strahlengang ein Phasenring integriert, der das direkte
Licht in seiner Amplitude schwächt
und in seiner Phase ändert,
wobei das an den Strukturen des Objekts gebeugte Licht weitgehend
unbeeinflusst zur Bildentstehung beiträgt.
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Dadurch
kommt es zu einer kontrastreicheren Abbildung an sich schwer erkennbarer
Strukturen. Dabei werden Ringblende und Phasenring so dimensioniert
und zentriert, dass sie optisch kongruent sind, so dass bei dieser
Anordnung das Hintergrundbild des mikroskopischen Bildes von denjenigen Strahlen
erzeugt wird, die durch den Phasenring des Objektivs gelangen. Die
bildgebenden Strahlen, welche das Objekt wiedergeben, entstehen
durch Beugung und Brechung im Objekt selbst: sie treten außerhalb
des Phasenringes durch die Linsen des Objektivs, erfahren daher
im Unterschied zu den Strahlenanteilen der Hintergrundbeleuchtung
keine Phasenverschiebung durch den Phasenring.
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Die
Kontrastierung des Phasenkontrastes kommt nun dadurch zustande,
dass die phasenverschobenen Strahlen der Hintergrundbeleuchtung
und die nicht in gleicher Weise phasenverschobenen bildgebenden
Strahlen des Objektes miteinander interferieren. Auf diese Weise
werden Phasendifferenzen in sichtbare Amplitudendifferenzen, d.h.
Hell-Dunkel-Kontraste
transformiert. Je nach Ausmaß der durch
den Phasenring bewirkten Phasenverschiebung wird zwischen positivem
und negativem Phasenkontrast unterschieden. Im positiven Phasenkontrast
er scheint das Objekt dunkel auf hellerem Untergrund, im Negativ-Phasenkontrast
umgekehrt heller auf dunklem Untergrund.
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Der
konventionelle Phasenkontrast weist aus technisch-physikalischen
Gründen
verschiedene Limitierungen auf:
- – Halo-Phänomene:
Artefakte in Form heller oder dunkler, an Randkonturen von Zellen
oder Organellen angrenzender Säume,
die die Qualität
der Beobachtung einschränken
können.
- – Geringe
Tiefenschärfe,
ggf. auch geringe Konturschärfe:
Im konventionellen Phasenkontrast kann keine Erhöhung der Tiefenschärfe oder
der Konturbetonung durch Verengung der Aperturblende im Kondensor
erreicht werden, da sich deren Schließen nicht auf das erhältliche
Phasenkontrastbild auswirkt, bis die Blendenlamellen der Aperturblende
den beleuchtenden Strahlengang tangieren, was zu einer Störung des
Phasenkontrastbildes führt.
- – Fehlende
Dreidimensionalität
der Darstellung: Im konvenventionellen Phasenkontrast erscheinen
die Objekte weitgehend zweidimensional. Ein Betonen der Dreidimensionalität (3-D-Effekte), wie
beispielsweise beim Interferenzkontrast, wird nicht realisiert.
- – Begrenzter
Kontrast bei sehr dünnen
Objektanteilen mit minimalen Gangunterschieden: Im Falle sehr dünner Objektanteile
mit minimalen Gangunterschieden zum umgebenden Medium ist der konventionelle
Phasenkontrast hinsichtlich der Kontrastierung des Objektes begrenzt,
so dass sich solche Strukturen bei ungenügender Phasenkontrast-Darstellbarkeit
ggf. nicht mit befriedigendem Kontrast von der Umgebung abgrenzen.
- – Ausgeprägte Abhängigkeit
der Bildqualität
vom Korrektionsaufwand der verwendeten Objektive: Unterschiede im
Korrektionsaufwand der zur Verfügung
stehenden Phasenkontrast-Objektive wirken sich nachhaltiger auf
die Bildqualität
aus als im Falle von Hellfeld- oder Dunkelfeld-Beleuchtung. Dies
gilt sowohl für
das Ausmaß der
chromatischen Korrektur (Achromate versus Apochromate), als auch
hinsichtlich des Ausgleichs sphärischer
Abbildungsfehler (nicht plankorrigierte Objektive versus Planobjektive).
- – Die
Beleuchtungskomponenten des konventionellen Phasenkontrastes sind
subtil aufeinander abzustimmen, daher sind in der Regel nur systemkonforme
Objektive ein und desselben Herstellers an einem bestimmten Mikroskop
verwendbar.
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Somit
stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, mit dem unter
Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik konventionellen
Phasenkontrasts eine verbesserte Strukturdarstellung erreicht wird,
sowie eine Blendenanordnung für
ein gattungsgemäßes Phasenkontrastmikroskop
zur Benutzung des Verfahrens vorzuschlagen, die wirtschaftlich herstellbar
und einfach einsetzbar und – in
Weiterführung
der Aufgabenstellung – auch
nachrüstbar sein
soll.
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Die
Lösung
dieser Aufgabenstellung ist für ein
gattungsgemäßes Phasenkontrastmikroskop
in den kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Hauptanspruchs angegeben;
vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die
abhängigen
Unteransprüche.
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Zur
näheren
Beschreibung der Erfindung dienen die in den 1 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiele;
dabei zeigen:
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1:
Strahlengang eines Lichtmikroskops mit konventionellem Phasenkontrast
mit Kondensor-Ringblende (schematisch);
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2:
Korrekte Justierung von Ringblende und Phasenring bei konventionellem
Phasenkontrast;
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3:
Schieber mit Abdeckung der Aperturblende mit Lichtdurchlassöffnung für Hohlkonus-förmigen Strahlengang
bei konventionellem Phasenkontrast;
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4:
Strahlengang eines Lichtmikroskops mit Lichtblende für Relief-Phasen-Kontrast
(schematisch);
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5:
Korrekte Justierung von Lichtblende (5) und Phasenring
bei Relief-Phasen-Kontrast;
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6:
Lichtblende zum Abdecken der Aperturblende mit sektorförmiger Lichtdurchlassöffnung für Relief-Phasen-Kontrast;
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7:
Lichtblende zum Abdecken der Aperturblende mit gerader Abdeckkante
für Relief-Phasen-Kontrast;
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8:
Lichtblende zum Abdecken der Aperturblende mit kreisförmiger Abdeckkante
für Relief-Phasen-Kontrast;
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9:
Lichtblende zum Abdecken der Aperturblende mit kreisringförmiger Abdeckkante
für Relief-Phasen-Kontrast;
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10:
Lichtblende mit Irisblenden-Paar, beide voneinander unabhängig positionier-
und öffenbar.
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11:
Abbild mit Lichtblende mit geradkantigem Schieber (7)
und Phasenring für
Relief-Phasenkontrast, a: unjustiert, b: korrekt justiert;
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12:
Abbild mit Lichtblende mit Kreisloch-Schieber (8)
und Phasenring für
Relief-Phasenkontrast, a: unjustiert, b: korrekt justiert;
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13:
Abbild mit Lichtblende mit Dunkelfeld-Schieber und Phasenring (9)
für Relief-Phasenkontrast,
a: unjustiert, b: korrekt justiert.
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Der
Strahlengang eines Lichtmikroskops mit konventionellem Phasenkontrast
verläuft
(schematisch dargestellt) von der Lichtquelle 1 der Beleuchtungseinrichtung über eine
Ringblende 2 im Kondensor 3; dessen austretendes
Licht 6 durchsetzt das Objekt 4. Vom Objektiv 5 werden
die beleuchtenden Strahlen 6.1 und die abbildenden Strahlen 6.2 zum Zwischenbild 8 (in
ungefährer
Lage angedeutet) gebündelt.
Der bildgebende Strahlenanteil 6.2 mit durch Dichteunterschiede
des Objekts 4 bedingten unterschiedlichen Phasenlagen erzeugt
durch Interferenz den erhöhten
Kontrast. Dabei wirkt die in der hinteren Brennebene des Objektivs 5 angeordnete
Phasenringplatte 7 als "Phasenschieber". Das so erzeugte Zwischenbild 8 kann
durch das als Lupe wirkende Okular 9 vom menschlichen Auge 10 betrachtet
werden. Daher tritt die Bilderzeugung nur dann vollkommen ein, wenn
die Ringblende 2 im Kondensor 3 und die Phasenringplatte 7 hinsichtlich
des Strahlenganges und der optischen Achse des Systems mit großer Genauigkeit
justiert sind.
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Bei
der in den 4–6 dargestellten
erfindungsgemäßen Veränderung
des vorbeschriebenen Strahlengangs ist die Ringblende 2 im
Kondensor 3 durch eine Lichtblende 12 ersetzt,
die punktuelle oder sichelförmige
kreissektorförmige
Licht-Durchtrittsöffnungen 13 besitzt.
Daher wird bei dieser Anordnung folgerichtig das Objekt 4 nur
noch über Lichtbündel beleuchtet,
die durch eine schmale sichel- oder eiförmige Austrittsöffnung 13 gelangen. Dabei
muss auch hier die Ausrichtung so erfolgen, dass die optischen Achsen
von Lichtblende 12 und Phasenringplatte 7 zusammenfallen,
wobei jedoch die Durchlassöffnung 13 für das Licht
exzentrisch zu dieser optischen Achse liegt. Das Bild der Lichtblenden-Öffnung erscheint
als konzentrischer Lichtfleck im Phasenring der Phasenringplatte 7 (5).
Das Bild entsteht dann in gleicher Weise, wie bei einem Mikroskop
mit konventionellem Phasenkontrast.
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Bei
dieser Modifikation des Strahlenganges wird das Objekt 4 folglich
nicht mehr aus 360° konzentrisch
und allseitig von dem aus dem Kondensor 3 austretenden
hohlkeglichen Lichtkonus 6 beleuchtet, sondern nur noch
von beleuchtenden Strahlen 6' aus
definierter Richtung, aus welcher das beleuchtende Strahlenbündel 6' im schrägen Winkel
auf das Objekt 4 trifft. Die beleuchtenden Strahlen 6.1 und
die bildgebenden Strahlenanteile 6.2, die durch Beugung der
Beleuchtungsstrahlen am Objekt 4 entstehen, werden wie üblich zum
Objektiv 5 geleitet. Da allerdings die Beleuchtung aus
nur einer Richtung erfolgt, gehen auch die bildgebenden Strahlen 6.2 vergleichsweise
gebündelt zum
Objektiv 5, so dass nicht mehr alle Flächenanteile der Objektivlinsen
in gleichem Maße
an der Bildgebung beteiligt sind.
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Technisch
kann diese Modifikation des Strahlenganges auf verschiedenen Wegen
realisiert werden. Die diversen in Betracht kommenden Varianten
unterscheiden sich schwerpunktmäßig dadurch, dass
die Aperturblende (nicht näher
dargestellt) des Kondensors 3 bei bestimmten Realisationen
geöffnet bleiben
kann, wohingegen sie bei anderen Varianten teilweise geschlossen
werden muss, um Relief-Phasenkontrast zu erzielen. Je nach Gegebenheit
des Objektes 4 kann die eine oder andere Variante von Vorteil
sein.
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Um
die erfindungsgemäße Beleuchtung
des Objekts 4 zu erreichen, wird die in der vorderen Brennebene
des Kondensors 3 eingesetzte Ringblende 2 durch
eine Lichtblende 12 ersetzt, die auf einem Kreis um deren
optische Achse mindestens eine Lichtdurchtrittsöffnung 13 aufweist,
die einen Zentriwinkel von höchstens
90°, vorzugsweise
von höchstens
45° umfasst.
Dabei versteht es sich von selbst, dass die Lichtdurchtrittsöffnung 13 auch
von zwei oder mehr Einzelöffnungen
realisiert sein kann, wobei diese auf dem entsprechenden Umkreis
angeordnet sind.
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Diese
Lichtblende 12 kann auch dadurch realisiert sein, dass
die "normale" Ringblende 2 oder eine
normale Dunkelfeld- oder Hellfeldblende mittels eines Schiebers 14 entsprechend
abgedeckt wird (7–9) bzw.
einer Doppel-Blende (10). Für eine bestimmte Kombination
von Kondensor 3 und Objektiv 5 wird das gewünschte sektorförmige Lichtbündel 6' erzeugt, das
in Bezug auf den Phasenring justiert, eine Objektdarstellung im
Phasenkontrast erlaubt. Ein solcher aus lichtundurchlässigem Material
gebildeter Schieber 14 kann dabei auch direkt ober- oder
unterhalb der Aperturblende des Kondensors 3 eingebracht
sein, der die zum Objekt 4 gehenden Strahlenanteile 6' soweit abdeckt,
dass nur noch das gewünschte
schmale lichtdurchlässige Segment
frei bleibt, das nach Justierung bis an den inneren Rand des Phasenringes
reicht. So kann die Abdeckung auch mit Schiebern 14 mit
gerader Abdeckkante 17 (7), mit
gekrümmter
Abdeckkante 16 (8) oder mit dem Lichtring 15 einer
Dunkelfeldblende erreicht werden, was einen unmittelbaren Übergang
vom Hellfeld zum Relief-Phasenkontrast ermöglicht. Das Ergebnis solcher
Justierungen zeigen die 11, 12 und 13,
wobei jeweils die mit "a" be zeichnete Figur
das Bild vor Justage und die mit "b" bezeichnete
das Bild mit erreichter korrekter Justierung zeigen.
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Dabei
wird die Aperturblende (nicht näher dargestellt)
des Kondensors 3 zusätzlich
so weit geschlossen, dass sie mit dem äußeren Randbereich des Phasenringes 7 an
korrespondierender Stelle eine Berührung eingeht. Auf diese Weise
resultiert ein schmales sichelförmiges
beleuchtendes Strahlenbündel 6', welches auf
der einen Seite vom Rand des Schiebers 14 und von der anderen
Seite durch den Rand der Aperturblende eingegrenzt wird (s. 11, 12).
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Alternativ
kann ein herkömmlicher
Lichtring für
Phasenkontrast (3) oder für Dunkelfeld (9)
mit kreisförmigem
Lichtring 2.1 bzw. 15 (oder auch ein mit einer
kreisförmigen
Abdeckkante 16 versehener Schieber 14) exzentrisch
in den Strahlengang gebracht werden, so dass er sich mit dem Phasenring
des Objektivs marginal bzw. tangential überschneidet (13 a).
Die Lichtring-Anteile, die außerhalb
des Phasenringes im Strahlengang verbleiben, werden gleichzeitig
durch Schließen
der Aperturblende abgedeckt. Wenn die Randbegrenzung der Aperturblende
mit der äußeren Randbegrenzung
des Phasenringes zusammentrifft, resultiert ebenfalls ein vergleichbares
sichelförmiges
schmales Beleuchtungsbündel
(13 b).
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Weiterhin
können
modifizierte Lichtblenden verwendet werden, die beispielsweise kreisförmig oder
halbkreisförmig
gestaltet sind (s. 7, 8). Diese
Lichtblenden können
wiederum so weit in den Strahlengang eingebracht werden, dass sie
sich mit dem Phasenring 7 des Objektivs marginal überschneiden.
Solange die Aperturblende des Kondensors 3 geöffnet bleibt,
resultiert eine dem Hellfeld entsprechende Beleuchtung. Wird die
Aperturblende soweit geschlossen, dass sie den äußeren Randbereich des Phasenringes
optisch erreicht, geht das zuvorige Hellfeldbild in Relief-Phasenkontrast über.
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Wird
anstelle eines konventionellen Lichtringes eine modifizierte Lichtmaske
in den Strahlengang gebracht, welche eine punkt- oder kurzstreckig schlitzförmige Öffnung (6)
besitzt, die mit dem Phasenring optisch kongruent ist, entsteht
der Strahlengang des Relief-Phasenkontrastes ohne Mitwirkung der
kondensorseitigen Aperturblende. Daher kann in diesem Fall die Aperturblende
voll geöffnet bleiben.
Dies kann je nach Objektbeschaffenheit im Vergleich zu den vorgenannten
Varianten von Vor- oder Nachteil sein.
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Da
im Unterschied zum konventionellen Phasenkontrast das Objekt durch
einen schräg
auftreffenden Lichtstrahl nur aus definierter Richtung beleuchtet
wird, resultiert eine an interferenzkontrastmikroskopische Bilder
erinnernde höhere
Dreidimensionalität
der Darstellung. Diese räumlichen
Effekte sind abhängig
vom konkreten Relief des jeweiligen Objektes, d.h. den Schichtdicken-Unterschieden,
wobei sich auch Faltungen von Zellmembranen entsprechend plastisch
darstellen. Wenn ein Drehtisch verwendet wird, kann zudem die Beleuchtungsrichtung im
Interesse einer optimierten Plastizität der dreidimensionalen Ausrichtung
des Objektes angepasst werden. Unabhängig vom Vorhandensein eines
Objekt-Drehtisches kann eine solche Anpassung der Beleuchtungsrichtung
auch erreicht werden, wenn der Kondensor 3 drehbar gelagert
oder mit einer Drehfassung versehen ist oder die Lichtmaske im Kondensor 3 um
die optische Achse drehbar angeordnet wird.
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Mittels
spezieller Ausführungen
des Mikroskopstativs im Hinblick auf die Beleuchtungsapparatur kann
durch kontrolliertes Kippen der beleuchtenden Komponenten bei sicherzustellender
bleibender optischer Kongruenz von Lichtmaske und Phasenring neben
der Einstrahlrichtung zusätzlich
auch der Einstrahlwinkel des beleuchtenden Strahlenbündels in Relation
zur Position des Objektes verändert
werden, wodurch weitere Variationen der erhältlichen dreidimensionalen
Darstellung des Objektes realisiert werden.
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Ist
das Phasenkontrast-Obkjektiv für
lange Arbeitsabstände
und Glasdicken von Objektträgerstärke speziell
gerechnet und korrigiert, kann durch eine Invertierung des Strahlenganges
in Abhängigkeit
von der Objektbeschaffenheit eine inverse Beleuchtung zur weiteren
Intensivierung oder Modifizierung der dreidimensionalen Darstellung
angewandt werden. Dabei passiert das beleuchtende Strahlenbündel zunächst das
Deckglas, beleuchtet hernach schräg einfallend das Objekt und
gelangt zuletzt durch den Objektträger zum Objektiv. Bei dieser
inversen Beleuchtungsvariante können
je nach Objekt Schattenwürfe
auf der Oberfläche
des Objektträgers entstehen,
deren Ausdehnung der regionären Schichtdicke
des Objektes proportional ist.
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Da
bei einer aus einer Richtung kommenden punktuellen Anleuchtung eines
Objektes 4 die bildgebenden Strahlen 6.2 ebenfalls
relativ punktuell durch die abbildenden Linsen des Objektivs 4 verlaufen,
minimieren sich vorhandene Abbildungsrestfehler der verwendeten
Objek tive. Sofern Objektive nicht plankorrigiert sind, ergibt sich
daher eine verbesserte Planität
des mikroskopischen Bildes bei gleichzeitig erhöhtem Kontrast. Mit einem einfachen
und preiswerten achromatischen Phasenkontrast-Objektiv lassen sich
daher Bildqualitäten
erreichen, die durchaus der Qualität höher korrigierter Planoptiken
vergleichbar sind oder zumindest nahe kommen.
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Insbesondere,
wenn Beleuchtungsvarianten zum Einsatz gelangen, bei denen die Aperturblende des
Kondensors 3 teilweise geschlossen werden muss, ergibt
sich eine deutlich verbesserte Tiefenschärfe. Auch die Konturbetonung,
Kontrastierung und Strukturschärfe
des Objektes kann durch dieses teilweise Schließen der Aperturblende sichtbar
gesteigert werden. In den meisten Fällen sind die Phasenringe 7 in
den Objektiven hinsichtlich ihres Durchmessers so dimensioniert,
dass die Aperturblende um etwa ein Drittel geschlossen werden muss,
um Relief-Phasenkontrast zu realisieren. Dieses Schließen der
Aperturblende liegt in derjenigen Größenordnung, die auch beim Hellfeld
empfohlen wird, um eine Kontrast- und Schärfeoptimierung zu erreichen,
ohne sichtbare Auflösungsverringerungen
in Kauf zu nehmen. Aufgrund der gesteigerten Kontrastierung können auch
sehr filigrane dünne
Strukturen mit minimalem Gangunterschied in höherem Kontrast dargestellt
werden, als dies bei konventionellem Phasenkontrast (oder auch bei
Interferenzkontrast) möglich ist.
In vielen Fällen
wird auch das Ausmaß von
Halo-Artefakten verringert. Da die Position der Lichtblende im Kondensor 3 weitgehend
variabel ist, kann deren Lage gut an unterschiedliche Phasenkontrast-Objektive
auch unterschiedlicher Hersteller angepasst werden, so dass die üblichen
Kompatibilitätsbarrieren
des herkömmlichen
Phasenkontrastes überwunden
werden.
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Weiterhin
können
die bislang vorhandenen üblichen
Beleuchtungskomponenten des Phasenkontrastes im Sinne einer andersartigen
Bauweise abgeändert
werden, indem ein herkömmlicher
kreisförmiger
Lichtring durch eine Lichtmaske ersetzt wird, welche nur einen punktuellen
oder schmalen sektoralen Lichtaustritt ermöglicht (6). In diesem Fall
entsteht das erforderliche kleinflächige, schmal beleuchtende
Strahlenbündel
unabhängig
vom Mitwirken der Aperturblende des Kondensors 3. Daher kann
bei einer solchen Variante die Kondensorblende geöffnet bleiben,
so dass eine optimierte punktuelle Bildauflösung verbleibt.
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Anstelle
einer Lichtblende, welche je nach Konstruktionsvariante im Zusammenwirken
mit oder unabhängig
von der Aperturblende des Kondensors 3 ein räumlich begrenztes
beleuchtendes Strahlenbündel 6' erzeugt, können solche
geeigneten Strahlenbündel
auch durch weitere konstruktive Varianten im Bereich des Kondensors
wie folgt realisiert werden:
(a) Zwei Schieber mit Lichtblenden
geeigneter Formbebung können
unmittelbar übereinander
positioniert in die vordere Brennebene des Kondensors eingeführt werden.
Diese Lichtblenden sind so gegeneinander zu verschieben, dass sich
eine Lichtdurchgangsöffnung
für ein
geeignet konfiguriertes, linsen- oder sichelförmiges Lichtbündel ergibt,
dass in optischer Kongruenz zum Phasenring der Phasenringplatte 7 steht,
(b)
In die vordere Brennebene des Kondensors ist ein Doppelblendensystem
(10) integriert. Dieses besteht aus einer (auf
das eingesetzte Objektiv abgestimmten) Lochblende sowie einer in
ihrer Öffnungsweite
verstellbaren Blende, von denen zumindest eine verschiebbar angeordnet
ist. Sind beide Blenden konzentrisch zur optischen Achse justiert,
wird zum einen eine konventionelle Hellfeldbeleuchtung erreicht.
Zum anderen können
bei einer solchen Anordnung beide Blenden gegenüber der optischen Achse exzentrisch
angeordnet und in ihrer Öffnungsweite
so geöffnet
bzw. geschlossen werden, dass ein sektoral begrenztes, linsenförmiges Strahlenbündel freigeben
wird, welches optisch kongruent zum Phasenring der Phasenringplatte 7 verläuft und
eine Darstellung im Relief-Phasenkontrast ermöglicht.
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In
vorteilhafter Weiterbildung wird für eine solche Doppelblendenanordnung
zumindest eine der beide Blenden als Irisblenden 18 ausgebildet.
Vorteilhaft werden beiden Blenden als Irisblenden 18 ausgebildet
(10), die beide unabhängig voneinander verstell-
und justierbar sind. Beide mit unterschiedlichen Exzentrizizätsgraden
exzentrisch angeordnete Irisblenden 18 sind gegenüber der
Mitte M um verschiedene Beträge
e1 bzw. e2 so zu- bzw. gegeneinander verschoben und können in
ihrer Öffnungsweite geöffnet bzw.
geschlossen und justiert werden. Die Ränder beider Irisblenden begrenzen
so eine Öffnung 19,
die ein sektorales, linsenförmiges
Strahlenbündel
freigibt, welches optisch kongruent zum Ring der Phasenringplatte 7 verläuft. Indem
so Durchmesser und Positionen beider Irisblenden frei variabel eingestellt
werden, können
mit dieser Variante Lichtsegmente unterschiedlicher Größe sowie
mit variablen Zentriwinkeln erzeugt werden; zusätzlich kann auch die Formgebung
bzw. Randkonturierung des Lichtbündels
variiert werden, da je nach relativer Stellung und Öffnungsweite
beider Blenden unterschiedliche linsenförmige Randbegrenzungen resultieren.
Auf diese Weise kann die Größe und die
Form des beleuchtenden Strahlenbündels 6' in ggf. optimierter
Weise der jeweiligen Beschaffenheit des Objektes angepasst werden.
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Schließlich kann
auch ein Doppelscheibensystem, bestehend aus einer Lochblende mit
Abdeckscheibe zur Anwendung kommen. Diese ist in der vorderen Brennebene
des Kondensors angeordnet und beide Komponenten, d.h. Lochblende
und Abdeckscheibe stehen exzentrisch so zueinander, dass bei Überlappung
das gewünschte
sektorale Strahlenbündel
erhalten wird. Diese Anordnung erlaubt eine Ausbildung so, dass
sie Festeinstellungen hat, die zu unterschiedlichen Objektiven korrespondieren.
Auf diese Weise kann die Größe und Form des
beleuchtenden Strahlenbündels 6' in ggf. optimaler
Weise an die jeweilige Positionierung und Dimensionierung des Phasenringes
angepasst werden. Sowohl die Schieber, die Iris-Doppelblende wie
auch die Lochblenden-Abdeckscheiben-Anordnung können auch mit Aktuatoren/Motoren
verstellt werden, wobei die Einstellungen auch speicher- und abrufbar
sind, so dass bei Wieder-Inbetriebnahme des Mikroskops eine der
vorherigen Einstellungen abgerufen und wieder angefahren werden
kann.
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Es
versteht sich von selbst, dass Lichtblenden 12 weiterhin
in anderen Formgebungen eingesetzt werden können, z.B. als kreisförmig oder
halbkreisförmig
begrenzte Elemente (7 oder 8). Diese
wären so
in den Strahlengang zu bringen, dass sie sich marginal mit dem Phasenring
des Objektivs optisch überschneiden.
In diesem Fall könnte
bei geöffneter
oder nur ansatzweise geschlossener Aperturblende ein hellfeldartiges
Bild erreicht werden, welches durch sukzessives weiteres Schließen der
Aperturblende in ein Relief-Phasenkontast-Bild übergehen würde.