DE102010054726A1

DE102010054726A1 - Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten

Info

Publication number: DE102010054726A1
Application number: DE102010054726A
Authority: DE
Inventors: Kerstin Hofmann; Dr. Möller Gerhard; Axel Laschke; Thomas Serfling
Original assignee: Carl Zeiss MicroImaging GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten, insbesondere zur Beobachtung transparenter, spiegelnde Flächen aufweisender Objekte (6) mit Stereomikroskopen oder Makroskopen. Sie umfasst eine Beleuchtungseinheit, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle (1) sowie Reflektoren (2, 3) zur Orientierung des Strahlenganges auf eine diffuse Glasplatte (4) mit einer darin integrierten Dunkelfeldblende (5) sowie eine darüber angeordnete Objektaufnahme (7), wobei der Strahlengang über die mit der Dunkelfeldblende (5) versehene diffuse Glasplatte (4) auf das Objekt (6) trifft. Erfindungsgemäß ist zwischen der Dunkelfeldblende (5) sowie der diffusen Glasplatte (4) und dem Objekt (6) eine Segmentblende (9) angeordnet, die mindestens eine, den Strahlengang symmetrisch verändernde Segmentanordnung (11) und mindestens eine den Strahlengang asymmetrisch verändernde Segmentanordnung (12) aufweist, wobei jede Segmentanordnung (11, 12) getrennt voneinander in der horizontalen Ebene dreh- und lagepositionierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten, insbesondere zur Beobachtung transparenter, spiegelnde Flächen aufweisender Objekte mit Stereomikroskopen oder Makroskopen, umfassend eine Beleuchtungseinheit, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle sowie Reflektoren zur Orientierung des Strahlenganges auf eine diffuse Glasplatte mit einer darin integrierten Dunkelfeldblende sowie eine darüber angeordnete Objektaufnahme, wobei der Strahlengang über die mit der Dunkelfeldblende versehene diffuse Glasplatte auf das Objekt trifft.
Bei der Dunkelfeldbeobachtung wird das Licht seitlich unter einem bestimmten Winkel auf ein Objekt geleitet. Daher ist es nicht möglich, einen direkten Lichteinfall in das Objektiv zu bekommen. Die Gegenstände in einem Präparat beugen das Licht jedoch so ab, dass dieser Lichteinfall in ein Objektiv dringt und dadurch wahrzunehmen ist.
Bekannte Lösungen verwenden dazu beispielsweise Ringblenden oder Ringspiegel um das Licht einem Objekt zuzuführen.
In DE 103 20 529 A1 wird ein Dunkelfeld-Beleuchtungssystem beschrieben, welches sowohl in der Durchlicht- als auch in der Auflichtmikroskopie einsetzbar ist. Zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung der bei geringen Vergrößerungen auftretenden relativ großen Objektfelder wird eine Kombination mit einem ersten segmentierten und einem zweiten asphärischen Spiegel vorgeschlagen.
Bei der Bewertung von Durchlichtobjekten, wie beispielsweise Diamanten, Kristallen oder anderen Edelsteinen kann es notwendig sein, Einschlüsse („Clouds”) oder Verunreinigungen zu erkennen und zu dokumentieren. Bedingt durch die Spiegelgeometrie nach den Lösungen des Standes der Technik und unter Beobachtung mit einem Stereomikroskop entsteht dabei zwischen dem linken und dem rechten Einblick eine Asymmetrie, wodurch bei der anschließenden Begutachtung der Objekte über Monitore asymmetrische Reflexe entstehen, die die Auswertung der Einschlüsse erschweren. Derartige Reflexe lassen sich nur durch komplizierte Veränderungen der Lageposition der Objekte eliminieren.
Ausgehend von den Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten dahingehend zu entwickeln, dass die Auswertung von Objektkonturen vereinfacht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei zwischen der Dunkelfeldblende sowie der diffusen Glasplatte und dem Objekt eine Segmentblende angeordnet ist, die mindestens eine, den Strahlengang symmetrisch verändernde Segmentanordnung und mindestens eine den Strahlengang asymmetrisch verändernde Segmentanordnung aufweist, wobei jede Segmentanordnung getrennt voneinander in der horizontalen Ebene dreh- und lagepositionierbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.
Durch Veränderung der Drehlagen der Segmentanordnungen lassen sich auf einfache Art und Weise störende Reflexe beseitigen, so dass Einschlüsse an den Oberflächen exakt ermittelt und bewertet werden können. Dabei können in Abhängigkeit vom zu prüfenden Objekt beliebig viele Segmentanordnungen, die den Strahlengang symmetrisch oder die den Strahlengang asymmetrisch verändern, übereinander gelegt und gegeneinander verdreht werden.
Vorteilhafterweise besitzt die Segmentblende einen Grundkörper mit einem hohlzylinderförmigen Querschnitt und einen Quersteg mit einer zentrisch eingebrachten Bohrung zur Aufnahme der Segmentanordnungen.
Dabei ist es von Vorteil, dass die den Strahlengang asymmetrisch verändernde Segmentanordnung aus einer kreisringförmigen, lichtdurchlässigen Scheibe besteht, wobei der Lichtdurchlass durch einen Kreissektor und Verbindungsstege zur Innenwandung der Scheibe verhindert wird und die den Strahlengang symmetrisch verändernde Segmentanordnung ebenfalls aus einer kreisringförmigen, lichtdurchlässigen Scheibe besteht, wobei hier der Lichtdurchlass durch zwei sich gegenüberliegende Kreissektoren und Verbindungsstege zur Innenwandung der Scheibe verhindert wird.
Die Kreissektoren sind nicht unmittelbar sondern über Stege mit den Innenwandungen der Scheiben verbunden, so dass durch die Zwischenräume zwischen den Kreissektoren und den Innenwandungen der Scheiben eine erforderliche Ringlichtbeleuchtung gewährleistet ist.
Neben der Ausbildung der Segmente als Kreissektoren (Kreisabschnitte) sind auch andere geometrische Konturen denkbar.
Zum Zwecke der Positionierung und Verstellung (Verdrehung) der Segmentanordnungen auf dem Grundkörper der Segmentblende werden die einzelnen Scheiben vorteilhafterweise über ihre zentrisch eingebrachten Bohrungen auf einem Aufnahmebolzen gelagert.
Ferner ist es von Vorteil, dass die Scheiben gegeneinander zum Zwecke ihrer Verdrehung an Außenwandungen Verstellelemente aufweisen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: eine Darstellung der Einrichtung zur Beobachtung eines Durchlichtobjektes,
2: eine schematische Darstellung der Segmentblende mit zwei Segmentanordnungen und
3: eine schematische Darstellung der Segmentblende mit einer Vielzahl von Segmentanordnungen
1 zeigt die Einrichtung mit einer Beleuchtungseinheit, bestehend aus einer Halogenlampe 1 mit einem Metallreflektor 2 sowie einen, der Halogenlampe 1 gegenüberliegenden Kegelreflektor 3, der das von der Halogenlampe 1 ausgestrahlte Licht auf den Metallreflektor 2 reflektiert. Auf dem Kegelreflektor 3 befindet sich eine diffuse Glaspatte 4 mit einer zentrisch integrierten Dunkelfeldblende 5.
Ferner zeigt 1 ein zu beobachtendes Objekt 6 in Form eines Diamanten, welches in einer Objektaufnahme 7 über eine Saugvorrichtung 8 durch Unterdruck lagefixiert ist. Erfindungsgemäß befindet sich zwischen dem Objekt 6 und der mit der Dunkelfeldblende 5 versehenen diffusen Glasplatte 4 eine Segmentblende 9, wobei der Grundkörper 10 der Segmentblende 9 direkt auf dem Durchlicht-Dunkelfeld angeordnet ist. Die Segmentblende 9 besitzt mindestens eine, den Strahlengang symmetrisch verändernde Segmentanordnung 11 und mindestens eine den Strahlengang asymmetrisch verändernde Segmentanordnung 12, wobei jede Segmentanordnung 11 und 12 getrennt voneinander in der horizontalen Ebene über einen Aufnahmebolzen 13 dreh- und lagepositionierbar ist. Weitere, nicht naher bezeichnete, Segmentanordnungen sind schematisch dargestellt.
Die 2 und 3 zeigen detailliert die Segmentanordnungen 11 und 12 der Segmentblende 9, wobei in 2 der Grundkörper 10 mit der den Strahlengang symmetrisch verändernden Segmentanordnung 11 und darüberliegend mit der den Strahlengang asymmetrisch verändernden Segmentanordnung 12 zu sehen ist.
Die den Strahlengang symmetrisch verändernde Segmentanordnung 11 besteht aus einer kreisringförmigen Scheibe, wobei der Lichtdurchlass durch zwei sich gegenüberliegende Kreissektoren 14 und 15 und durch Verbindungsstege 16 und 17 zur Innenwandung der Scheibe verhindert wird.
Die den Strahlengang asymmetrisch verändernde Segmentanordnung 12 besteht ebenfalls aus einer kreisringförmigen Scheibe, wobei hier der Lichtdurchlass durch einen Kreissektor 18 und durch Verbindungsstege 19 und 20 zur Innenwandung der Scheibe verhindert wird.
Zum Zwecke der Verdrehung der Segmentanordnungen der auf dem Aufnahmebolzen 13 gelagerten Segmentanordnungen 11 und 12 sind an den Außenwandungen der Scheiben Verstellelemente 21 und 22 angeformt.
In 3 ist die Segmentblende 9 mit den Segmentanordnungen 11 und 12 und weiteren, den Strahlengang symmetrisch und asymmetrisch verändernden Segmentanordnungen schematisch dargestellt, wobei hier nur die den Strahlengang symmetrisch verändernden Segmentanordnungen 23 und 24 erkennbar sind.
Durch Veränderung der Drehlagen der Segmentanordnungen 11, 12, 23 und 24 sowie weiterer, nicht näher dargestellter Segmentanordnungen lassen sich auf einfache Art und Weise störende Reflexe beseitigen, so dass Einschlüsse an den Oberflächen des Objektes 6 exakt ermittelt und bewertet werden können.
Bezugszeichenliste

1: Halogenlampe
2: Metallreflektor
3: Kegelreflektor
4: diffuse Glasplatte
5: Dunkelfeldblende
6: Objekt
7: Objektaufnahme
8: Saugvorrichtung
9: Segmentblende
10: Grundkörper
11, 12, 23, 24: Segmentanordnung
13: Aufnahmebolzen
14, 15, 18: Kreissektoren
16, 17, 19, 20: Verbindungsstege
21, 22: Verstellelemente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10320529 A1 [0004]

Claims

Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten, insbesondere zur Beobachtung transparenter, spiegelnde Flächen aufweisender Objekte (6) mit Stereomikroskopen oder Makroskopen, umfassend eine Beleuchtungseinheit, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle (1) sowie Reflektoren (2, 3) zur Orientierung des Strahlenganges auf eine diffuse Glasplatte (4) mit einer darin integrierten Dunkelfeldblende (5) sowie eine darüber angeordnete Objektaufnahme (7), wobei der Strahlengang über die mit der Dunkelfeldblende (5) versehene diffuse Glasplatte (4) auf das Objekt (6) trifft, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dunkelfeldblende (5) sowie der diffusen Glasplatte (4) und dem Objekt (6) eine Segmentblende (9) angeordnet ist, die mindestens eine, den Strahlengang symmetrisch verändernde Segmentanordnung (11) und mindestens eine den Strahlengang asymmetrisch verändernde Segmentanordnung (12) aufweist, wobei jede Segmentanordnung (11, 12) getrennt voneinander in der horizontalen Ebene dreh- und lagepositionierbar ist.
Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentblende (9) einen Grundkörper (10) mit einem hohlzylinderförmigen Querschnitt besitzt und einen Quersteg mit einer zentrisch eingebrachten Bohrung zur Aufnahme der Segmentanordnungen (11, 12) aufweist.
Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, die den Strahlengang asymmetrisch verändernde Segmentanordnung (12) aus einer kreisringförmigen Scheibe besteht, wobei der Lichtdurchlass durch einen Kreissektor (18) und Verbindungsstege (19, 20) zur Innnenwandung der Scheibe verhindert wird.
Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Strahlengang symmetrisch verändernde Segmentanordnung (11) aus einer kreisringförmigen Scheibe besteht, wobei der Lichtdurchlass durch zwei sich gegenüberliegende Kreissektoren (14, 15) und Verbindungsstege (16, 17) zur Innenwandung der Scheibe verhindert wird.
Einrichtung zur Durchlicht-Dunkelfeldbeobachtung von Objekten nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben über einen Aufnahmebolzen (13) auf dem Grundkörper (10) drehbar gelagert angeordnet und zum Zwecke ihrer Verdrehung an den Außenwandungen Verstellelemente (21, 22) vorhanden sind.