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Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Für mikroskopische Untersuchungen wird das zu untersuchende Objekt mit Licht aus einer Lichtquelle über einen Kondensor beleuchtet. Dabei wird das Objekt mit Licht aus einem Kondensor von unten her durchstrahlt (Durchlicht-Mikroskopie) oder es wird mittels Licht aus einem Kondensor von oben her beleuchtet (Auflicht-Mikroskopie). In aller Regel sind dabei die eingesetzten Beleuchtungsapparate vom bekannten Köhler'schen Typ, der in der Literatur mehrfach beschrieben ist. Wesentlich für die Güte der Abbildung ist dabei die Aperturblende, die sich (nach „Die Mikrofibel“ von Klaus Henkel) „in der Nähe der vorderen Brennebene des Kondensors“, in aller Regel innen im Kondensor befindet. Als Irisblende ausgebildet, ermöglicht sie, die Schärfentiefe und den Kontrast zu steigern. Am besten ist die Auflösung des Objektivs bei voll geöffneter Aperturblende, jedoch mit verringertem Kontrast. Wird deren Durchmesser verringert, steigt der Kontrast, jedoch machen sich mit der Durchmesserverringerung physikalische Beugungserscheinungen immer stärker bemerkbar: Das vom Objektiv entworfene Bild wird bei Betrachtung durch das Okular immer unschärfer. Nur gemeinsam ermöglichen Auflösung und Kontrast das Erzeugen eines optimalen Bildes. Somit bestimmt der Kondensor wesentlich die Güte des mikroskopischen Bildes.
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DE 37 08 647 A1 beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung mit Kondensor sowohl für Durchlicht-Mikroskopie wie auch für Auflicht-Mikroskopie. Ungeachtet dieser bereits hohen Qualität der Abbildungen besteht das Bestreben, die Güte der Bilderzeugung zu verbessern. Ferner offenbart Druckschrift
US 2005/0259320 A1 einen Kondensor für einen Beleuchtungsapparat Köhler'scher Art zum Einsatz an einem Mikroskop mit einem aus einer Anzahl von Linsen gebildeten Linsensystem und mit einer in ihrer Blendenöffnung einstellbaren Aperturblende (ohne Bezugszeichen) für Mikroskope, wobei die im Kondensor angeordnete Aperturblende in Richtung der Achse des Kondensors verschiebbar ausgebildet ist. Weitere Kondensoren sind auch aus den Druckschriften JP H 10- 73 768 A,
DD 72 393 A1 und
DE 31 05 571 A1 bekannt.
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Weiterhin beschreibt die
DE 39 42 514 A1 ein Verfahren zur automatischen Justierung einer Mikroskopbeleuchtung sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, welches vorzugsweise für Durchlichtmikroskope mit einer Leuchtfeldblende und/oder eine Aperturblende und/oder einem Kondensor, sowie für Durchlichtmikroskope mit einer Phasenkontrasteinrichtung Anwendung findet.
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Die
DE 203 10 548 U1 offenbart eine Beleuchtungseinrichtung für eine Beobachtungseinrichtung, insbesondere für ein Mikroskop, mit einer Lichtquelle und mit einer der Lichtquelle nachgeordneten optischen Baugruppe zum Einstellen des Leuchtfeldes. Die Beleuchtungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die optische Baugruppe an sich in einem festen Abstand zur Lichtquelle angeordnet ist, wobei der Kollektor in einem festen Abstand zur Lichtquelle angeordnet ist und dass innerhalb des optischen Systems mindestens eine Linsengruppe entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet ist.
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In der
US 3 799 645 A ist schließlich eine Beleuchtungseinrichtung für Mikroskope beschrieben, die unter anderem eine Lampe, eine Lampenblende und eine Hilfskondensorlinse umfasst, die zusätzlich zu einem stationären Hauptkondensor in den Strahlengang eingefügt werden kann, um die Apertur der Einrichtung zu verändern. Zur Verbesserung der Beleuchtungseinrichtung umfasst diese ein Linsenelement, das beim Einfügen der Hilfskondensorlinse in den Strahlengang eingefügt und/oder aus diesem herausgezogen wird. Dadurch wird erreicht, dass die Position des Bildes sowohl der Lampe als auch der Lampenblende ortsfest bleibt, wenn die Blende der Einrichtung variiert wird, wodurch die Notwendigkeit entfällt, das Bild der Lampenblende in die Objektebene und das Bild der Lampe ins Unendliche nachzufokussieren. Daher ist das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem darin zu sehen, ein Verfahren anzugeben, bei dem viele Möglichkeiten zur Einflussnahme auf die Güte der Abbildung bereitgestellt werden. Zusätzlich soll das Verfahren die Möglichkeit erschließen, die Vorteile einer Abblendung des Strahlenganges auch für solche Beleuchtungsarten zu erschließen (z. B. Dunkelfeld, Phasenkontrast), bei denen Üblicherweise nur mit voll geöffneter Aperturblende gearbeitet werden kann.
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Dieses technische Problem wird nun für ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs, durch die in dessen Kennzeichen enthaltenen Merkmale beschrieben; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.
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Die im Kondensor angeordnete Aperturblende ist in Richtung der optischen Achse des Kondensors verschiebbar ausgebildet. Dadurch wird eine Veränderung ihrer Position im Strahlengang möglich, so dass ihre Projektionsebene in vertikaler Richtung aus der hinteren Objektivbrennebene - d. h. aus ihrer üblichen Projektionsebene - in abweichende Ebenen verlagert werden kann. Zusammen mit der Veränderung der Blendenöffnung lassen sich so die für die Abbildung bestimmter Objekte günstigen Beleuchtungseinstellungen für unterschiedliche Beleuchtungsarten erreichen.
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Vorteilhaft ist es, wenn im Kondensor zusätzlich zur Aperturblende eine zweite, in ihrer Blendenöffnung einstellbare Kondensor-Zusatzblende vorgesehen ist. Diese ist in Richtung der optischen Achse des Kondensors verschiebbar und/oder um die optische Achse des Kondensors verdrehbar ausgebildet. Vorteilhaft ist es auch, wenn diese zusätzliche Blende in einer normal zur optischen Achse liegenden X-Y-Ebene sowohl in X-Richtung wie auch in Y-Richtung verschiebbar ist
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Je nach Höheneinstellung wirkt diese zusätzliche Blende für zweistufige Abblendungen als zweite Aperturblende, wozu sie zweckmäßigerweise in eine Ebene zwischen Objektebene und hinterer Objektivbrennebene projiziert wird. ist die zusätzliche Blende als Irisblende ausgebildet, ist eine stufenlose Veränderbarkeit der Größe der Blendenöffnung möglich. Zusammenwirkend mit der Aperturblende ermöglicht sie als Doppelblendensystem auch Schrägbeleuchtungen. Dazu wird die zusätzliche Blende 3 der Aperturblende soweit genähert, dass sie sich nicht mehr sichtbar in die Objektebene projiziert und zusätzlich in eine dezentrierte Lage gebracht werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das dem Kondensorkopf zugeordnete Linsensystem in einen vom Kondensor getrennt angeordneten Kondensorkopf vorgesehen. Dieser Kondensorkopf ist dabei mittels eines Schwenkarms an das Gehäuse des Kondensors angelenkt. Dies ermöglicht es, den Kondensorkopf aus dem Strahlengang heraus zu schwenken oder ihn wieder in den Strahlengang zu bringen. Vorteilhaft werden dabei Kondensorkopf und Schwenkarm so ausgebildet, dass der Kondensorkopf in Richtung der optischen Achse des Kondensors verschiebbar ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gegeben, dass das Linsensystem des Kondensorkopfes eine ZOOM-Optik bildet, deren Einstellung über einen Handhebel vorgenommen werden kann, wobei es als selbstverständlich erscheint, ein Motor-ZOOM einzusetzen, welches über Draht oder drahtlos verändert werden kann. Die Veränderung bewirkt eine stufenlose Änderung der Brennweite des Kondensors und damit der Schnittweite des Beleuchtungssystems.
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Anstelle der vorbeschriebenen, in Richtung der optischen Achse des Kondensors verstellbaren Blenden erscheint selbstverständlich auch die technische Alternative realisierbar, beispielsweise mittels eines Kondensors mit mechanisch längs der optischen Kondensor-Achse in festen Positionen angeordneten Blenden zu erstellen. Dabei sind die den Blenden vor und/oder nachgeschalteten Linsen in Richtung der optischen Kondensor-Achse verschiebbar angeordnet und/oder als Zoom-System ausgelegt. Auf diese Weise lassen sich die vorbeschriebenen Verschiebungen der relevanten optischen Projektionsebenen auch verwirklichen, die für eine erweiterte Nutzbarkeit der Abblendtechniken erforderlich sind.
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Das Herzstück des Verfahrens, nämlich der in vorbeschriebener Weise ausgestaltete Kondensor, welcher selbstredend auf geeignete Weise mit den sonstigen beleuchtenden und abbildenden optischen Systemen des Mikroskops interagieren muss, soll anhand des in 1 dargestellten Kondensor-bezogenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden; dieses zeigt:
- 1: Ausführungsbeispiel für einen Kondensor einer Beleuchtungseinrichtung (schematisch).
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Der Kondensor 1 ist in bekannter Weise ein Mehr-Linsensystem in einem Gehäuse, das im Strahlengang einer (nicht naher dargestellten) Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist und bezüglich des Strahlenganges in bekannter Weise justiert ist. Die Aperturblende 2 ist in das Gehäuse des Kondensors 1 eingeführt. Mittels des Verstellhebels 2.1 kann die gewünschte Größe der Blendenöffnung eingestellt werden. Diese Aperturblende ist in Richtung der optischen Achse des Kondensors 1 verstellbar, wie von dem Pfeil „A“ angedeutet.
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Im Kondensor1 ist eine zusätzliche Blende 3 angeordnet, die sich im Strahlengang vor der Aperturblende 2 befindet. Diese Kondensor-Zusatzblende 3 ist nun - wie die Aperturblende 2 - in Richtung der optischen Achse des Kondensors 1 verstellbar, wie von dem Pfeil „B“ angedeutet. Diese Blende ist so ausgebildet, dass ihre Blendenöffnung veränderbar ist. Als Irisblende ist eine stufenlose Veränderung möglich. Zur Verstellung der Blendenöffnung dieser Blende 3 ist ein Stellhebel 3.1 vorgesehen.
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Zusätzlich kann diese Blende 3 in einer X-Y-Ebene rechtwinklig zur optischen Achse des Kondensors 1 sowohl in X-Richtung wie auch in Y-Richtung verschoben werden, wie durch die sich kreuzenden Pfeile „C“ angedeutet. Dies führt zu einer für bestimmte Untersuchungen erwünschten, exzentrischen Beleuchtung des Objekts.
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Der dargestellte Kondensor 1 weist zusätzlich zu den Blenden 2 und 3 eine Ringlochblende 4 auf, die der Aperturblende 2 im Strahlengang nachgeschaltet ist. Mittels des Stellhebels 4.1 kann die gewünschte Blendenöffnung in den Strahlengang gebracht werden, wie durch den Doppelpfeil „D“ angedeutet. Damit kann die Beleuchtung des Objekts so verändert werden, dass eine einseitige Beleuchtung erreicht wird.
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Ist diese Blendenscheibe mit geeignet dimensionierten ringförmigen Lichtdurchlässen bestückt, kann bei Kombination mit geeigneten Objektiven unter anderem auch abblendbares Dunkelfeld oder abblendbare Phasenkontrastbeleuchtung erzeugt werden. Die bekannten anwendungstechnischen Vorteile einer Abblendung des Beleuchtungsapparates (Steigerung von Tiefenscharfe, Kontrast und Konturbetonung, Reduktion von regionären Überstrahlungsartefakten, verbesserte 3D-Darstellung bei schräger Beleuchtung) können auf diese Weise insbesondere auch bei Dunkelfeld- und Phasenkontrastbeleuchtung genutzt werden.
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Diese Möglichkeit erschließt sich dadurch, dass die mechanische Montageebene und die optische Projektionsebene der Aperturblende auf Grund variabler Anordnung von den entsprechenden Ebenen des kondensorseitigen ringförmigen Lichtdurchlasses für Dunkelfeld- bzw. Phasenkontrastbeleuchtung und von der hinteren Objektivbrennebene bzw. der Ebene eines objektivseitigen Phasenringes hinreichend separiert werden können.
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Vorteilhaft werden die dem Lichtaustritt zugeordneten Linsen des Linsensystems des Kondensors 1 in einem Kondensorkopf 5 zusammengefasst und getrennt vom Kondensor 1 angeordnet. Dieser Kondensorkopf 5 wird vorteilhaft mittels eines Bolzens 7 an das Gehäuse des Kondensors 1 schwenkbar befestigten Schwenkhebel 6 so angelenkt, dass er aus dem Strahlengang ausgeschwenkt und wieder in den Strahlengang zurückgeschwenkt werden kann. Ein Stellhebel 5.1. erlaubt dieses Verstellen. Vorteilhaft ist der separate Kondensorkopf 5 auch in Bezug auf seine Höhenlage gegenüber dem Kondensor 1 in Richtung der optischen Achse des Kondensors verstellbar - wie durch Pfeil „E“ angedeutet. Bildet das Linsensystem des Linsenkopfes eine ZOOM-Optik, kann die Verstellung der Brennweite des ZOOM ebenfalls - wie durch den Pfeil „F“ angedeutet - über den Stellhebel 5.1 vorgenommen werden, oder alternativ über einen Motortrieb gesteuert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kondensor
- 2
- Aperturblende
- 2.1
- Verstellhebel
- 3
- zusätzliche Blende
- 3.1
- Stellhebel
- 4
- Ringlochblende
- 4.1
- Stellhebel
- 5
- Kondensorkopf
- 5.1
- Stellhebel
- 6
- Schwenkhebel
- 7
- Anlenkung Schwenkhebel
- Pfeil „A“
- Höhenverstellbarkeit Aperturblende
- Pfeil „B“
- Höhenverstellbarkeit zusätzliche Blende
- Pfeile „C“
- Verstellbarkeit in X-Y-Ebene der zusätzlichen Blende
- Doppelpfeil „D“
- Verstellbarkeit Ringlochblende
- Pfeil „E“
- Höhenverstellung Kondensorkopf
- Pfeil „F“
- Brennweitenverstellung ZOOM-Optik
- X-Y-Ebene
- rechtwinklig zur optischen Achse des Kondensors
- X-Richtung
- in X-Y-Ebene
- Y-Richtung
- in X-Y-Ebene
