DE102011054106A1 - Vorrichtung zur Erzeugung einer variablen Phasenkontrast-/Dunkelfeld-Beleuchtung - Google Patents

Abstract

Um bei Phasenkontrast-/Dunkelfeld-Abbildungen im Mikroskop bei Erhalt der Erkennbarkeit vorhandener Gangunterschiede eines Phasenobjektes aber weitgehender Unterbindung Phasenkontrast-assoziierter Halo-Artefakte die Auflösung des Phasenkontrastbildes so zu steigern, dass Strukturen an der Grenze des optischen Auflösungsvermögens erkennbar werden, sowie die Tiefenschärfe gesteigert und eine detailreiche Bildwiedergabe erreicht wird, wird das Objekt von einem Lichtbündel in Art einer Phasenkontrastbeleuchtung durchdrungen und ein zweites Lichtbündel nach Objekt-Passage in Art einer Dunkelfeldbeleuchtung am Phasenkontrast-Objektiv vorbeigeleitet. Das Phasenkontrast-dominierte sowie das Dunkelfeld-dominierte Bild werden zusammengeführt und ein Summationsbild durch Interferenz erzeugt, das mittels des Okulars betrachtbar wird. Dazu ist im Kondensor des Mikroskops der Aperturblende (34) eine Ringblende mit zumindest zwei Lichtringen (2.1, 2.2) nachgeschaltet. Das den inneren Lichtring (2.2) passierende Licht (3.2) durchdringt das Objekt (5) in Art der Phasenkontrastbeleuchtung und das den äußeren Lichtring (2.1) passierende Licht (3.1) in Art einer Dunkelfeldbeleuchtung, so dass in der Ebene des Zwischenbildes das Phasenkontrast-dominierte Bild und das Dunkelfeld-dominierte Bild überlagernd zum Summationsbild interferieren.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines mikroskopischen Bildes eines Objekts mit Phasenkontrast-/Dunkelfeld-Beleuchtung, wobei die Beleuchtungsintensitäten von Phasenkontrastbild und von Dunkelfeldbild unabhängig voneinander stufenlos variierbar sind, sie betrifft weiter ein Mikroskop mit Beleuchtungsapparat, Objekttisch mit Objekt, sowie Tubus mit Okular und Objektiv, bei dem der einen Kondensor mit mindestens zwei außerhalb der optischen Achse gelegene Blendenöffnungen aufweisenden Kondensorblende umfassende Beleuchtungsapparat und bei dem das Objektiv zur Erzeugung sowohl einer Phasenkontrast-Beleuchtung wie auch einer Dunkelfeld-Beleuchtung eingerichtet sind, und bei dem Phasenkontrast- und Dunkelfeldbild überlagert werden.
• Die Beleuchtung von Objekten spielt in der Mikroskopie für Auflösung und Bilderzeugung eine entscheidende Rolle. Ausgehend von der allgemein bekannten, auf die Erzeugung eines Hellfeldbildes ausgerichteten Köhler'schen Beleuchtungsapparatur wurde die Dunkelfeldbeleuchtung eingeführt, die in Bezug auf Auflösung und Bilderzeugung gegenüber der Hellfeldtechnik Vorteile bietet. Es folgte die Entwicklung der Phasenkontrastbeleuchtung, bei welcher vorhandene schwache Gangunterschiede bei Objekten von geringer optischer Dichte mit einem wellen-optischen Verfahren kontrastiert und sichtbar gemacht werden. Aus DE 10 2006 027 961 A1 ist ein Mikroskop bekannt, bei dem zur Kontraststeigerung von Bildern im Phasenkontrast eine verbesserte Strukturdarstellung dadurch erreicht wird, dass die Licht-Durchtrittsöffnung auf einer Ringblende der Blendenanordnung im Kondensor kreissektorförmig ausgebildet ist und das Objekt mit einem auf dem Mantel eines Hohlkegels liegenden, sektorförmig begrenzten Lichtbündel schräg beleuchtet wird, wobei der dem Kreissektor zugeordnete Zentriwinkel höchstens 90° beträgt. Weiter ist aus DE 10 2007 029 814 A1 ein Mikroskop bekannt, bei dem zur besseren Kontrastierung bei verbesserter Helligkeit, erhöhter Tiefenschärfe und gesteigertem Auflösungsvermögen die Beleuchtungseinrichtung eine Blende mit zentraler Blendenöffnung und peripherer Ringspaltöffnung aufweist. Das Objekt wird damit mit einem Zentrallicht-Strahlenbündel und einem Peripherlicht-Strahlenbündel beleuchtet. Nach Durchgang der Strahlenbündel durch das Objekt wird im Objektiv oder unmittelbar dahinter zumindest ein Teil entweder des Zentrallicht-Strahlenbündels oder des Peripherlicht-Strahlenbündels mit einem lichtabsorbierenden Element geschwächt. So können verschiedene Beleuchtungsvarianten stufenlos ineinander überführt und so ein Bildcharakter und eine Bildinformation erreicht werden, die konventionellem Dunkelfeld, Phasenkontrast, Interferenzkontrast und Hellfeld ähneln und zu verbesserten Detaildarstellungen führen. Schließlich ist aus DE 10 2009 003 682 A1 ein Mikroskop bekannt, bei dem für Phasenkontrastdarstellungen aus dem von einer Lichtquelle ausgehendem Strahlengang mittels einer Kondensorblende mit segmentartigem Lichtdurchlass ein oder mehrere konzentrisch zur optischen Achse auf dem Mantel eines Hohlkegels liegende Strahlenbündel zur ”schrägen” oder aus mehreren Raumrichtungen erfolgenden Objektbeleuchtung ausgeblendet werden, wobei die vom Objekt ausgehenden direkten und indirekten bilderzeugenden Lichtanteile mittels Objektiv in einem Zwischenbild abgebildet und mit einem Okular betrachtbar sind. Um damit auch Objekte in sich schwach abzeichnenden Konturen darstellen zu können, weisen die auf der Phasenplatte vorgesehenen Segmente Bereiche unterschiedlicher optischer Dichte im Bereich eines Zentriwinkels von höchstens 180° auf, so dass das aus einer oder aus mehreren diskreten Richtungen ”schräg” zur optischen Achse kommende einfallende Licht mit dem Hintergrundlicht interferierend die Darstellung auch solcher Einzelheiten des Objekts ermöglicht, die bei herkömmlicher Phasenkontrastbeleuchtung unbefriedigend kontrastiert sind. Nachteilig ist der Einsatz besonderer lichtschwächender Mittel, die besondere Einsätze oder Objektive benötigen.
• Um solche besonderen Zusatzmittel zu vermeiden und noch vorhandene Mängel der Auflösung zu beseitigen, wurde mit DE 10 2011 002 030.6 die Aufgabe gelöst, das Mikroskop so weiter zu bilden, dass mit Überlagerung von Hell- und Dunkelfeldbild bei variabler Hell-Dunkelfeld-Beleuchtung eine erhöhte Auflösung sowie eine verbesserte Kontrastierung und Darstellung der Strukturen mit deutlich gesteigerter Tiefenschärfe zur artefaktfreien Beobachtung komplex strukturierter dreidimensionaler Objekte ermöglicht wird. Da bei den in DE 10.2011 002 030.6 beschriebenen Techniken ein Hell- und Dunkelfeldbild miteinander interferieren, können trotz mehrerer technischer Vorteile ggf. gering ausgeprägte Gangunterschiede weniger kontrastreich zur Darstellung kommen als bei Anwendung von herkömmlichem Phasenkontrast.
• Daher ergibt sich als weitere Aufgabenstellung, ein Phasenkontrastbild so zu verbessern, dass vorhandene Gangunterschiede innerhalb eines Phasenobjektes uneingeschränkt erkennbar bleiben, dennoch typische Phasenkontrast-assoziierte Halo-Artefakte möglichst wirksam unterbunden werden, die laterale Auflösung des Phasenkontrastbildes so gesteigert wird, dass auch sehr klein dimensionierte Strukturen an der Grenze des jeweiligen optischen Auflösungsvermögens möglichst erkannt werden können, die sichtbare Tiefenschärfe im Vergleich zu herkömmlichem Phasenkontrast gesteigert wird und im Falle zusätzlich vorhandener optisch dichterer, ggf. auch mit Eigenfarbe versehener Bereiche, welche sich im herkömmlichen Phasenkontrast in der Regel nicht adäquat darstellen lassen, eine detailreiche Bildwiedergabe erreicht wird.
• Diese Aufgabenstellung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die abhängigen Unteransprüche.
• Um die Aufgabe zu lösen und die angestrebte Verbesserung zu erreichen, werden in der Zwischenbildebene ein Phasenkontrast-dominiertes und ein Dunkelfeld-dominiertes Teilbild erzeugt, die überlagernd miteinander interferieren und ein beobachtbares Summationsbild ergeben. Dazu wird das Phasenkontrast-dominierte Teilbild durch Durchstrahlung des Objekts mit einer ersten, in den Eintrittsquerschnitt des Objektivs eintretenden Lichtkomponente erzeugt, wobei das Beleuchtungslicht bei Passage des Objektivs durch einen dort befindlichen Phasenring gegenüber den bildgebenden Strahlen in bekannter Weise phasenverzögert wird. Das Dunkelfeld-dominierte Teilbild wird mittels des Streulichts einer zweiten, nicht in den Eintrittsquerschnitt des Objektivs eintretenden Lichtkomponente erzeugt, die entweder vor dem Objekt ausgeblendet oder nach dem Objekt am Eintritt gehindert wird. In der Ebene des Zwischenbildes überlagern das auf der nullten Ordnung basierende Durchleuchtungsbild der Phasenkontrastkomponente mit einem auf höheren Beugungsordnungen basierenden Beugungsbild der Dunkelfeldkomponente, die zu einem Summationsbild interferieren. Dieses wird dann in bekannter Weise mit dem Okular in der gewünschten Vergrößerung betrachtet. Dabei bleibt das Maximum der nullten Ordnung im Summationsbild zwar erhalten, jedoch ist das Dunkelfeldbild ohne Beteiligung des Beugungsmaximums nullter Ordnung zusätzlich bildgebend. In Weiterbildung erhalten sowohl das Phasenkontrast-dominierte Teilbild wie auch das Dunkelfeld-dominierte Teilbild mittels polarisationsoptischer Mittel unterschiedliche polarisationsoptische Eigenschaften, so dass durch Verdrehen der eingesetzten Polarisationsfilter deren Helligkeiten auch stufenlos veränderbar sind. Werden Spektralfilter eingesetzt, erhalten die beiden Teilbilder unterschiedliche Färbungen, wodurch sich bestimmte Merkmale deutlicher aus dem Untergrund abheben. In andersartiger Weiterbildung werden die jeweiligen im Kondensor befindlichen Lichtdurchlässe mit separaten und unabhängig voneinander verstellbaren (Iris)-Blenden ausgelegt, so dass die Flächen der jeweiligen Lichtdurchlässe verändert werden können, wodurch eine individuelle Regulierung der Helligkeit der betreffenden Strahlenkomponenten ermöglicht wird.
• Um dies zu erreichen, teilt eine der Aperturblende nachgeschaltete Ringblende, welche aus zwei konzentrischen Einzelelementen von unterschiedlichem Durchmesser besteht, das objektbeleuchtende Licht in zwei unterschiedliche, optisch Phasenkontrast- bzw. Dunkelfeld-ähnlich wirkende Lichtkomponenten auf. Das Objekt wird zum einen von der ersten, ein Phasenkontrastbild erzeugenden Lichtkomponente Phasenkontrast-analog durchleuchtet, zum anderen wird es von der zweiten, dem Dunkelfeld zugeordneten Lichtkomponente im Winkel so schräg beleuchtet, dass diese nach Objektpassage außerhalb des Objektivs weiter verläuft und den Bilduntergrund nicht aufhellt. Durch diese Art der Bildentstehung lassen sich Umrissstrukturen wie auch innere Strukturen deutlicher sichtbar machen, als das beim bloßen Phasenkontrast oder alleinigen Dunkelfeld möglich ist. Zusätzlich liegt die Tiefenschärfe bei dieser Methode höher als bei konventioneller Hell-, Dunkelfeld-, Phasen- oder Interferenzkontrastbeleuchtung, da die Beleuchtungsapertur verringert ist und die Aperturblende des Kondensors zur Modulation des resultierenden Bildes eingesetzt werden kann.
• Wird mit einem analog zu einem Phasenkontrastkondensor konstruierten Universalkondensor ein Standard-Phasenkontrast-Objektiv eingesetzt, ist der innere, das Phasenkontrastbild erzeugende Kondensor-Lichtring so zu dimensionieren, dass er sich optisch kongruent zu dem Phasenring des Objektivs verhält. Zusätzlich ist ein zweiter, im Durchmesser deutlich größer bemessener Lichtring hinsichtlich Größe und Breite so zu dimensionieren, dass sich dessen Innendurchmesser soeben außerhalb des optisch wirksamen Objektivquerschnittes projiziert.
• Das Objekt wird dabei über einen konzentrisch und achsgerecht unter relativ steilem Winkel einfallenden Lichthohlkegel aus allen Raumrichtungen Phasenkontrast-ähnlich durchleuchtet, gleichzeitig erfolgt eine das Objekt nicht durchleuchtende Dunkelfeld-analoge Beleuchtung mit einem Lichthohlkegel des sich nach außen anschließenden separaten Anteils des Beleuchtungslichts, das unter einem nicht so steilen Winkel als konzentrische Schrägbeleuchtung einfallt. Dabei kann der optisch wirksame Außendurchmesser des Lichtringes und hiermit die verbleibende Breite der der das Dunkelfeldbild erzeugenden Komponente mit der Aperturblende bedarfsweise verkleinert bzw. verschmälert werden, womit auf den Charakter des resultierenden Bildes eingewirkt werden kann. Dabei bestimmt das Größen- bzw. Flächenverhältnis des inneren und äußeren Kondensorlichtringes die Relativ-Anteile des Phasenkontrast- und Dunkelfeldbildes an der Bildentstehung. Je breiter der durchleuchtende innere Lichtring ausfällt, d. h. je größer die Fläche dieses Lichtringes ist, desto heller wird der Bilduntergrund sein, je schmäler der Lichtring gehalten wird, desto mehr kann das Bild einen Dunkelfeld-Aspekt annehmen. Abhängig vom Flächenverhältnis beider Lichtringe können somit unterschiedliche Kontrastierungseffekte realisiert werden. Eine stufenlose und unabhängig voneinander erfolgende Verstellung der äußeren und inneren Durchmesser beider Lichtringe ist dabei vorteilhaft. Solche in Größe und Fläche variable Lichtringe können auch als ”multifunktionale Lichtringe” für Objektive mit unterschiedlich dimensionierten Phasenringen und Querschnittsflächen eingesetzt werden, so dass auf ein Set mehrerer unterschiedlich dimensionierter Einzel-Ringkombinationen verzichtet werden kann.
• Um eine exzentrische Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung aus definierten Raumrichtungen zu erreichen, werden ein oder beide Lichtringe im Kondensor bei der vorbeschriebenen Anordnung partiell abgedeckt, so dass lediglich schmale Segmente der jeweiligen Lichtringe zur Objektbeleuchtung beitragen. Der innere Kondensorlichtring, der innerhalb des optisch relevanten Objektivquerschnittes liegt und sich zum Phasenring des Objektivs kongruent verhält, generiert dabei das Phasenkontrast-analoge Bild, während die Beleuchtungsstrahlen des äußeren Lichtringes, die außerhalb des Objektivquerschnittes verlaufen, das Dunkelfeld-analoge Bild erzeugen. Bei dieser optischen Anordnung kann der Anteil der Dunkelfeld-Komponente ebenfalls mit Hilfe der Aperturblende variiert werden.
• Anstelle der vorbeschriebenen kreisbogenförmigen Kondensor-Lichtringe, welche für Schrägbeleuchtung partiell abdeckbar sind, können für Schrägbeleuchtung auch sichelförmig begrenzte Lichtspalten zur Erzeugung der Phasenkontrast- und Dunkelfeldbilder im Kondensor vorgesehen sein, bei denen Breite, Länge und Position (Raumwinkel) stufenlos veränderbar sind. Das innere Phasenkontrast erzeugende Lichtsegment ist dabei an die Geometrie des Phasenringes exakt anzupassen. Ist dieser Lichtring bei erhaltener Kongruenz zu dem korrespondierenden Phasenring verdrehbar angeordnet, kann die Richtung des Lichteinfalls im Phasenkontrastbild weitergehend an die Positionierung bzw. Ausrichtung des Objektes im Raum angepasst werden. In gleicher Weise kann durch Verdrehung des äußeren Dunkelfeld erzeugenden Lichtsegmentes auch eine Anpassung der beleuchtenden Dunkelfeld-Strahlen an die Objektausrichtung im Raum vorgenommen werden.
• Vorteilhaft weist der Kondensor eine Blende mit mehreren Blendenöffnungspaaren auf, die zum auswählbaren Einstellen verdrehbar oder verschiebbar angeordnet sind, wobei die Blendenöffnungen linear oder ringförmig angeordnet und nach Größe und Breite ihrer Öffnungen so dimensioniert sind, dass sich der innere Lichtring jeweils in den Phasenring des Objektivs projiziert, während der äußere Lichtring außerhalb des Objektivquerschnittes liegt. Mittels dieser so gestalteten Blenden ist es möglich, zu jedem verwendeten Objektiv im Falle unterschiedlich großer Phasenringe oder Objektiv-Querschnittsflächen jeweils ein passendes konzentrisch angeordnetes Lichtringpaar im Kondensor vorzusehen.
• Für eine vorteilhafte Weiterbildung ist der Kondensor zum Anpassen der exakten Projektionsgröße der jeweiligen Lichtringe an Objektivquerschnitt und Phasenring in der Höhe verstellbar ausgebildet. So lassen sich die bei der Justierung notwendigen Abstimmungen der Durchmesser von Objektivquerschnitt, Phasenring und Projektionsbildern der Kondensor-Lichtringe leichter erreichen. Eine alternative Lösung für das Anpassen besteht in der Ausbildung des Kondensors als Zoom-System mit variabler Schnittweite des Linsensystems. Bei diesem Vorgehen kann die Projektion der Lichtringe im Strahlengang und der hierdurch bestimmte Verlauf der beleuchtenden Strahlen durch Höhenverstellung des Kondensors und/oder Veränderung der Kondensor-Schnittweite an die Objekt-Gegebenheiten (Lage, Größe, Schichtdicke,) weitergehend angepasst werden. Auch kann der Anteil der Dunkelfeld-Komponente mit Hilfe der Aperturblende und/oder durch leichte Veränderungen der Position bzw. Exzentrizität des äußeren Lichtringes variiert werden. Mit Hilfe eines Einstell-Okulars können die jeweiligen Justierungsverhältnisse bei allen vorbeschriebenen Ausführungsvarianten visuell kontrolliert werden. Verfügt das Objektiv neben einem Phasenring auch über eine integrierte Irisblende, kann die Qualität des Dunkelfeld-Teilblildes weitergehend optimiert werden (weitere Reduzierung vorhandener Randüberstrahlungen, schärfere Konturbegrenzungen, weitere Steigerung der Tiefenschärfe).
• Sind der äußere- und/oder innere Lichtring des Kondensors mit ringförmigen oder jeweils mit teil-ringförmigen Spektralfiltern versehen, lassen sich den beiden Phasenkontrast und Dunkelfeld erzeugenden Lichtkomponenten unterschiedliche Lichtwellenlängen und damit unterschiedliche Farben zuweisen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn Intensität und/oder Farbgebung jedes der Lichtbündel der beiden Lichtkomponenten unabhängig von dem anderen variierbar ist. Die unterschiedlichen Einfärbungen lassen unterschiedlich absorbierende bzw. reflektierende Strukturen deutlicher hervortreten. Auch sind als Filter ringförmige oder teilring-förmige Polarisationsfilter vorgesehen, die mit einem zweiten drehbaren Polarisationsfilter zusammenwirken, der unterhalb im Kondensor oder direkt unterhalb des Kondensors integriert ist. Dabei sind die ringförmigen oder teilringförmigen Polarisationsfilter unabhängig voneinander drehbar gelagert. Dies erlaubt durch deren Verdrehen eine Veränderung der Helligkeit der Teilbilder unabhängig voneinander.
• Ist das Mikroskop als Auflicht-Mikroskop ausgebildet, werden zur Durchführung des Verfahrens ein Auflicht-Illuminator sowie spezielle Objektive für Auflicht-Dunkelfeld vorgesehen, welche in Abweichung zu ihrer üblichen Ausgestaltung mit einem zusätzlichen Phasenring versehen sind, so dass ein Auflicht-basiertes variables Phasenkontrast-Dunkelfeld erzeugt wird. Dazu werden im Auflicht-Illuminator zwei ringförmig begrenzte beleuchtende Lichtkomponenten erzeugt, deren äußere außerhalb des bildgebenden Objektiv-Linsensystems verläuft und in üblicher Weise durch die Außenzone des Objektivs geleitet wird, um ein konzentrisch beleuchtetes Auflicht-Dunkelfeldbild zu generieren. Gleichzeitig ist der innere Anteil des beleuchtenden Lichtbündels so ausgebildet und justiert, dass er die bildgebenden Objektivlinsen durchläuft, mit dem dort integrierten Phasenring des Objektivs zur optischen Deckung gebracht wird und so ein simultanes Auflicht-Phasenkontrastbild entstehen lässt.
• Unter dieser Voraussetzung überlagern sich im Auflicht-Strahlengang Phasenkontrast- und Dunkelfeldbilder und interferieren zu dem Summationsbild. Wird das beleuchtende Lichtbündel im Auflicht-Illuminator an frei wählbarer Stelle abgedeckt bzw. ausgeblendet, kann die Beobachtung auch in Schrägbeleuchtung durchgeführt werden. Ist dabei der Auflicht-Illuminator mit einem Polarisationsfilter im Bereich der Lichtquelle und zwei als Analysatoren wirkenden konzentrischen Polarisationsfiltern nahe dem Teilerspiegel versehen, können die beiden beleuchtenden Lichtbündel in Bezug auf ihre Helligkeit mit polarisationsoptischen Mitteln unabhängig voneinander geregelt werden (in Analogie zu der bereits für durchfallendes Licht beschriebenen Methode).
• Werden bei den beschriebenen Methoden zusätzliche Farb-Doppelkontraste implementiert, werden die beiden beleuchtenden Strahlenkomponenten, welche die jeweiligen Phasenkontrast- und Dunkelfeld-analogen Teilbilder erzeugen, in unterschiedlichen Farben gefiltert. Auch kann – wie bei sonstigen Beleuchtungsarten möglich – bei den hier vorgestellten Varianten eine weitere Optimierung der Abbildungsqualität durch monochromatische Filterung des Beleuchtungslichts erreicht werden, wodurch etwa vorhandene chromatische Restabbildungsfehler im gesamten optischen System eliminiert werden. Neben einer weitergehenden Erhöhung des Kontrastes können speziell Auflösung und Schärfe durch den Einsatz relativ kurzwelligen Lichts sowie durch die Verwendung von Schmalband-Filtern geringer Halbwertsbreite maximiert werden.
• Da die Beleuchtungsapertur bei den hier vorgestellten Techniken durch Abblenden und/oder Ausblenden beleuchtender Strahlenanteile innerhalb weiter Grenzen verändert werden kann, wird auf die bestehenden, rechnerisch ermittelbaren Zusammenhänge zwischen Apertur und Auflösung hingewiesen. Daraus kann abgeleitet werden, dass bei einer Verringerung der Apertur von Objektiv und/oder Kondensor der relative Zuwachs an axialer Auflösung und somit der Gewinn an Tiefenschärfe wesentlich höher liegt als der Verlust an lateraler Auflösung. Weiterhin ergibt sich, dass die jeweilige Einbuße an lateraler Auflösung durch gleichzeitigen Einsatz einer ”schrägen Beleuchtung” – auch im Falle eines Lichtkonus mit allseitig schräg einfallender Rundumbeleuchtung – wiederum verringert werden kann. Diese Aspekte unterstreichen, dass vor allem bei Objekten mit hoher Raumtiefe ein adäquates Abblenden des Strahlenganges trotz verringerter lateraler Auflösung auf Grund eines mehr wiegenden Tiefenschärfezuwachses zu einer insgesamt überlegenen Bilddokumentation beitragen kann, wobei der verbleibende Auflösungsverlust bei Erfordernis durch schräge Lichtführung auf ein Mindestmaß reduziert werden kann.
• In Ergänzung zu den bisher beschriebenen Ausführungsvarianten, welche sämtlich auf zwei konischen und schräg aus unterschiedlichen Winkeln einfallenden beleuchtenden Lichtkomponenten oder Lichtsektoren basieren, von denen die eine das Phasenkontrast- und die andere das Dunkelfeldbild generiert, kann zusätzlich oder anstelle einer peripheren Dunkelfeldbeleuchtung auch ein axiales Dunkelfeldbild mit einem Phasenkontrastbild überlagert werden. Um dies zu erreichen, ist die Lichtmaske des Kondensors mit einer zusätzlichen, vorzugsweise exakt mittig in der optischen Achse verlaufenden kleinflächigen Perforation zu versehen, welche ein vorzugsweise axial und lotgereicht zum Objekt verlaufendes schmales beleuchtendes Lichtbündel passieren lässt, welches mit der optischen Achse kongruent ist. Darüber hinaus ist in der hinteren Brennebene des jeweiligen Phasenkontrastobjektivs zusätzlich zu dem Phasenring ein kleinflächiger Lichtstopper zu integrieren, welcher vorzugsweise exakt mittig im Verlauf der optischen Achse zentriert ist. Das axial auf diesen Lichtstopper ausgerichtete zentrische Beleuchtungslicht ist hinsichtlich seiner Fläche so einzugrenzen, dass es möglichst vollständig in der hinteren Objektivbrennebene von dem dort befindlichen Lichtstopper geblockt wird.
• Je nach Öffnungsweite der Aperturblende ergeben sich bei dieser Anordnung drei verschiedene Beleuchtungseinstellungen, welche stufenlos ineinander überführbar sind. Bei voll geöffneter Aperturblende werden drei Partialbilder miteinander überlagert: Ein auf schräg von peripher einfallenden Strahlen basierendes Dunkelfeldbild, ein Phasenkontrastbild und ein axiales Dunkelfeldbild. Wenn die Aperturblende so weit geschlossen wird, dass der äußere Dunkelfeld erzeugende Lichtring abgedeckt wird, verbleiben ein Phasenkontrastbild und ein axiales Dunkelfeldbild, welche miteinander interferieren. Bei weiterer Verengung der Aperturblende über den jeweiligen Phasenkontrast-Lichtring hinausgehend, ergibt sich eine alleinige Objektbeleuchtung in axialem Dunkelfeld.
• In Analogie zu den bereits vorbeschrieben Ausführungsvarianten mit zwei konzentrischen Kondensorlichtringen, können auch bei zusätzlicher Integration von axialem Dunkelfeld die dann insgesamt drei kondensorseitigen Lichtdurchlässe mit separaten, vorzugsweise unabhängig voneinander drehbaren Polarisationsfiltern ausgelegt werden, wobei wiederum ein zusätzlicher drehbarer Polarisator unterhalb des Kondensors vorzusehen ist. Auf diese Weise können unabhängig von der Aperturblendenweite die Intensitäten aller drei Partialstrahlenbündel separat voneinander mit polarisationsoptischen Mitteln geregelt werden. Selbstredend können auch bei dieser erweiterten Ausführungsvariante alle drei Teilstrahlenbündel in unterschiedlichen Farben gefiltert werden, um zusätzliche Farbkontraste zu erzeugen.
• Bei Verzicht auf Polarisationsfilter kann auch eine separate Regulierung der jeweiligen beleuchtenden Teilstrahlenbündel mittels Irisblenden erreicht werden, wenn neben der Aperturblende eine oder zwei zentral in der optischen Achse platzierte, hinreichend klein dimensionierte Irisblenden so in die Kondensorlichtmaske integriert werden, dass diese den Querschnitt des Zentralstrahlenbündels, das dem axialen Dunkelfeld zugeordnet ist, und/oder die Breite des Phasenkontrast erzeugenden Lichtringes stufenlos verändern lassen. Die jeweiligen Irisblenden ermöglichen bedarfsweise Veränderungen des jeweiligen Außendurchmessers vorhandener Kondensorlichtringe sowie eine Veränderung der Öffnungsweite eines fakultativ zusätzlich im Kondensor vorhandenen zentralen Lichtdurchlasses. Im Durchmesser verstellbare lichtundurchlässige Elemente können zusätzlich eine bedarfsweise Vergrößerung des jeweiligen Innendurchmessers vorhandener Lichtringe ermöglichen. Damit wird ein Anpassen des optisch wirksamen Objektivdurchmessers an die Geometrie der beleuchtenden Strahlenbündel und ein Anpassen der Geometrie der Lichtdurchlässe an die Größe und Lage von Phasenringen und objektivseitigen oder objektivnahen Lichtstoppern ermöglicht.
• Sofern die verwendeten Phasenkontrastobjektive als Spezialobjektive mit einer zusätzlichen in ihrer hinteren Brennebene lokalisierten Irisblende ausgestattet sind, kann in Analogie zur alleinigen Dunkelfeldbeleuchtung auch im variablen Phasenkontrast-Dunkelfeld ein Einfluss auf Charakter und Qualität der Dunkelfeld-Komponenten durch moderate Verengung dieser Objektiv-Irisblende ausgeübt werden (Verringerung von Dunkelfeld-assoziierten Randüberstrahlungen an Grenzstrukturen, moderate Steigerung von Kontrast und Tiefenschärfe).
• Schrägbeleuchtungen aus frei definierbaren Raumrichtungen können sowohl für das Phasenkontrastbild als auch für das periphere und axiale Dunkelfeldbild erzeugt werden, wenn die jeweiligen Lichtdurchlässe im Kondensor partiell abgedeckt werden.
• Für eine Erzeugung von axialem Dunkelfeld sind Spiegelobjektive prädestiniert, da diese einen zentrisch im Verlauf der optischen Achse gelegenen Auffangspiegel beinhalten, dessen lichtundurchlässige, dem Objekt zugewandte Rückseite als Lichtstopper fungieren kann. Zur zusätzlichen Erzeugung eines Phasenkontrastbildes ist vorzugsweise direkt an den Randbereich des Auffangspiegels angrenzend ein Phasenring im Spiegelobjektiv beispielsweise vom Typ Cassegrain-Schwarzschild zu platzieren. Mit Hilfe eines so umgestalteten Spiegelobjektivs kann ein auf rein axialen Beleuchtungsstrahlen basierendes variables Phasenkontrast-Dunkelfeld mit einem einfachen Hellfeld-Kondensor erzeugt werden, sofern dieser hinreichend abgeblendet werden kann. Wird das Beleuchtungslicht mittels Aperturblende so eingegrenzt, dass dessen peripheren Anteile im Spiegelobjektiv ausschließlich den Phasenring durchlaufen, während dessen zentralen Anteile von der Rückfront des zentrischen Auffangspiegels geblockt werden, interferiert ein weitgehend axial beleuchtetes Phasenkontrastbild mit einem axialen Dunkelfeldbild. Je mehr die Aperturblende noch weitergehend geschlossen wird, desto mehr dominiert die axiale Dunkelfeldbeleuchtung. Sofern die Aperturblende so eingeengt wird, dass sämtliches Beleuchtungslicht nur noch auf die Rückfront des Auffangspiegels trifft und der sich im Objektiv nach außen anschließende Phasenring ausgeblendet wird, resultiert eine alleinige Beleuchtung in axialem Dunkelfeld.
• Anstelle eines Hellfeldkondensors kann auch bei Verwendung eines wie vorbeschrieben mit einem Phasenring bestückten Spiegelobjektivs ein Kondensor mit einer modifizierten Lichtmaske eingesetzt werden. Dieser enthält eine klein dimensionierte zentrale Öffnung, durch deren Mittelpunkt die optische Achse verläuft und welche der Erzeugung des axialen Dunkelfeldbildes dient. Unmittelbar angrenzend, schließt sich ein ringförmiger Lichtdurchlass an, welcher mit dem Phasenring des Spiegelobjektivs optisch kongruent ist und das Phasenkontrastbild generiert. Ein dritter, groß dimensionierter Lichtring projiziert sich im Strahlengang außerhalb der optisch wirksamen Querschnittsfläche des Spiegelobjektivs und dient der Erzeugung einer peripheren Dunkelfeldbeleuchtung. Folglich können bei dieser Ausführungsvariante auch bei Einsatz eines Spiegelobjektivs bis zu drei Partialbilder optisch überlagert werden (axiales und peripheres Dunkelfeld sowie Phasenkontrast). Durch Ausblenden bzw. Abdecken eines dieser drei Lichtdurchlässe können bei Bedarf auch Summationsbilder erzeugt werden, welche aus zwei Partialbildern bestehen (axiales Dunkelfeld plus Phasenkontrast, peripheres Dunkelfeld plus Phasenkontrast, axiales und peripheres Dunkelfeld).
• Sofern die Größe des Phasenkontrast-erzeugenden Lichtringes im Kondensor angepasst wird, kann im zugehörigen Spiegelobjektiv auch ein größer dimensionierter Phasenring in der Ebene des zentralen Auffangspiegels vorgesehen werden, so dass die paraaxiale Zone, welche sich unmittelbar der äußeren Randbegrenzung des zentralen Auffangspiegels anschließt, für bildgebende Strahlen zur Verfügung steht, ohne dass an dieser Stelle ein Phasenring im Wege liegt. Auch bei Verwendung von Spiegelobjektiven, welche mit einem Phasenring bestückt sind, können die jeweiligen Justierungsverhältnisse mit einer Einstelllupe kontrolliert werden.
• Selbstredend können auch bei Einsatz eines mit Phasenring bestückten Spiegelobjektivs die Intensitäten der verschiedenen beleuchtenden Strahlenkomponenten mit konzentrisch im Kondensor angeordneten Polfiltern reguliert werden. In diesem Fall hat in Kongruenz zur optischen Achse im Kondensor ein Plattenpolarisator platziert zu werden, der optisch mit der Rückfront des Auffangspiegels im Spiegelobjektiv kongruent ist und der Helligkeitsregulierung der axialen Dunkelfeldbeleuchtung dient, weiterhin ist zusätzlich an diesen Polarisator angrenzend ein hinreichen breit dimensionierter Ringpolarisator im Kondensor vorzusehen, welcher mit dem Phasenring im Spiegelobjektiv optisch kongruent ist und eine Helligkeitsregulierung der Phasenkontrastbeleuchtung ermöglicht. Zumindest der äußere Ringpolarisator sollte drehbar gelagert sein. Zusätzlich ist wiederum wie vorbeschrieben unterhalb der vorerwähnten Polarisatoren bzw. unterhalb des Kondensors ein weiterer drehbarer Polarisator zu platzieren, so dass die Intensitäten der axialen Dunkelfeld- und Phasenkontrastbeleuchtung unabhängig voneinander stufenlos regulierbar sind. Es versteht sich von selbst, dass auch bei Verwendung solcher Polarisationsfilter im Falle eines Hellfeldkondensors die Aperturblende zumindest soweit geschlossen bleiben muss, dass kein Beleuchtungslicht außerhalb des Phasenringes und des sich hieran anschließenden Auffangspiegels durch das Spiegelobjektiv verläuft. Auch versteht sich von selbst, dass bei Verwendung einer Lichtmaske im Kondensor der äußere Lichtring, welcher das periphere Dunkelfeld erzeugt, bedarfsweise mittels der Aperturblende in seiner Breite verringert oder gänzlich abgedeckt werden kann oder ebenfalls mit einem drehbaren Ringpolarisator bestückbar ist, so dass dessen Transparenz wie vorbeschrieben polarisationsoptisch regulierbar ist. Ebenso selbstredend können auch bei dieser axialen Ausführungsvariante mit einem Spiegelobjektiv die verschiedenen Anteile des Beleuchtungslichtes, welche dem Phasenkontrastbild und dem axialen bzw. peripheren Dunkelfeldbild zugeordnet sind, in unterschiedlichen Farben gefiltert werden. Auch können komplexe Irisblendensysteme gemäß Ausführungsbeispielen von auch in Verbindung mit vorbeschrieben umgestalteten Spiegelobjektiven eingesetzt werden.
• Sollen bei Verwendung eines umgestalteten Linsenobjektivs die axialen Strahlen innerhalb des Objektivs für eine Bildgebung erhalten bleiben und soll gleichzeitig eine aus allen Raumrichtungen erfolgende paraaxiale 360°-Dunkelfeldbeleuchtung des Objektes erreicht werden, kann anstelle eines wie vorbeschrieben vorzugsweise im Verlauf der optischen Achse positionierten scheibenförmigen Lichtstoppers auch ein ringförmiger Lichtstopper vorgesehen werden, der konzentrisch zum Phasenring in die Phasenplatte des Objektivs integriert ist und dessen Durchmesser unter demjenigen des Phasenringes liegt. In optischer Kongruenz zu einem solchen ringförmigen Lichtstopper ist bei dieser Ausführungsvariante ein zusätzlicher innerer ringförmiger Lichtdurchlass anstelle einer zentral gelegenen runden Durchlassöffnung im Kondensor vorzusehen. Folgerichtig besteht bei dieser Variante die kondensorseitige Lichtmaske aus drei konzentrisch angeordneten ringförmigen Lichtdurchlässen: Einem äußeren Lichtring zur Erzeugung von peripherem Dunkelfeld, einem mittleren Lichtring für Phasenkontrast und einem inneren Lichtring für paraaxiales konzentrisches Dunkelfeld.
• Die bisher beschriebenen Ausführungsvarianten einer variablen Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, realisiert im durchfallenden oder auffallenden Licht unter Verwendung von modifizierten Linsen- oder Spiegelobjektiven, basieren im Hinblick auf axiales Dunkelfeld auf einem feststehenden lichtabdeckenden Element (Rückfront eines zentrischen Auffangspiegels oder mittig justierter Lichtstopper in einem Linsenobjektiv), welches vorzugsweise im Zentrum des jeweiligen optischen Systems im Verlauf der optischen Achse gelagert ist.
• Weitergehende Beleuchtungsvarianten können im Hinblick auf die axiale Dunkelfeld-Komponente dadurch erreicht werden, dass in einem entsprechend modifizierten Linsenobjektiv der dort in der hinteren Brennebene befindliche kleinflächige Lichtstopper in der Horizontalebene verschiebbar eingelagert wird. Eine solche Verschiebung kann auf unterschiedliche Weise technisch realisiert werden. In Betracht kommt beispielsweise ein transparenter Schieber, der an geeigneter Stelle den lichtundurchlässigen Stopper trägt und nahe bei, vorzugsweise unmittelbar unterhalb der Phasenringplatte in das Objektiv eingeführt wird.. Alternativ kann ein entsprechend gestalteter, größer ausgelegter transparenter Schieber auch oberhalb des Objektivs in den Strahlengang eingeführt werden, wenn die Distanz zur hinteren Objektivbrennebene hinreichend gering bleibt. Auch eine Blende, die vorzugsweise zwei nahe beieinander liegende, durch einen lichtundurchlässigen Mittelsteg voneinander separierte Blendenöffnungen aufweist, kann als Schieber ausgebildet in ein entsprechend vorbereitetes Objektiv oder direkt oberhalb des Objektivs, in oder möglichst nahe der hinteren Objektiv-Brennebene in den Strahlengang eingeführt werden. Das einfallende Beleuchtungslicht wird durch die jeweils vorhandenen lichtundurchlässigen Bereiche einer solchen Blende ganz oder teilweise ausgeblendet; nicht ausgeblendete Anteile des Beleuchtungslichtes können die Blendenöffnungen der Blende zusammen mit den bildgebenden Strahlen passieren und auf diese Weise den Hintergrund aufhellen bzw. ein zusätzliches Hellfeld-analoges Bild generieren.
• Vorteilhaft ist diese Blende als Blendenschieber ausgebildet. So lässt sich mit dieser Anordnung die Exzentrizität des Beleuchtungslichtes bei schrägem Lichteinfall stufenlos verändern. Dazu muss der axiales bzw. paraaxiales Dunkelfeld erzeugende Lichtdurchlass im Kondensor gleichgerichtet zu dem korrespondierenden Lichtstopper so verschoben werden, dass er mit dem in jeweiliger Zielposition befindlichen Lichtstopper kongruent ist. Selbstredend setzt eine horizontale Verschiebbarkeit dieses Kondensor-Lichtdurchlasses technisch geeignet ausgelegte Lichtmasken im Kondensor voraus. So kann beispielsweise der zentrale Lichtdurchlass für axiales bzw. paraaxiales Dunkelfeld auf einer exzentrischen Scheibe angeordnet werden, so dass er unabhängig von der Position der Phasenkontrast und peripheres Dunkelfeld erzeugenden Lichtringe zentrisch oder exzentrisch eingestellt werden kann. Alternativ kommt auch ein Doppelkondensor in Betracht, der zwei separat mit Licht gespeiste Komponenten enthält, von denen die eine die beiden Lichtdurchlässe für Phasenkontrast und peripheres Dunkelfeld beinhaltet und die andere die variabel in der Horizontalen verschiebbare Zentralblende für axiales oder paraaxial-schräges Dunkelfeld.
• Wenn länglich ausgeformte, rechteckig oder bikonkav begrenzte Mittelstege als Lichtstopper fungieren, kann im Kondensor als zentraler Lichtdurchlass für axiale oder paraaxiale Beleuchtung auch eine in Länge und Breite verstellbare und horizontal verschiebbare Spaltblende vorgesehen werden, welche hinsichtlich ihrer Größe und Positionierung an die Formgebung und Lage des Lichtstoppers anzupassen ist.
• Sollen die axialen Strahlen innerhalb des Objektivs für eine Bildgebung erhalten bleiben und soll gleichzeitig eine aus allen Raumrichtungen erfolgende paraaxiale 360°-Dunkelfeldbeleuchtung des Objektes erreicht werden, kann anstelle eines im Verlauf der optischen Achse positionierten scheibenförmigen Lichtstoppers auch ein ringförmiger Lichtstopper vorgesehen werden, der sich konzentrisch zum Phasenring verhält und dessen Durchmesser unter demjenigen des Phasenringes liegt. Auch ein solcher Lichtstopper kann auf einem transparenten Schieber aufgebracht werden, der je nach Ausführung und Größe innerhalb des Objektivs vorzugsweise direkt unterhalb der Phasenplatte oder zumindest nahe bei dieser eingeschoben werden kann, oder unmittelbar oberhalb des Objektivgewindes in eine am Mikroskop vorhandene Filteraufnahme. Zu dem jeweiligen ringförmigen Lichtstopper optisch kongruent, ist bei dieser Ausführungsvariante ein zusätzlicher innerer ringförmiger Lichtdurchlass anstelle einer zentral gelegenen runden Durchlassöffnung im Kondensor vorzusehen.
• Zweckmäßigerweise werden die Justierungsverhältnisse des axialen bzw. paraaxialen Kondensor-Lichtdurchlasses und des mit diesem korrespondierenden verschiebbaren Lichtstoppers sowie deren vollständige oder partielle Überdeckung mit Hilfe einer Einstelllupe visuell kontrolliert.
• Unter den skizzierten Voraussetzungen wird das Objekt wahlweise in einem axialen oder schräg-paraaxialen Dunkelfeld beleuchtet, wobei sich das jeweilige so generierte Dunkelfeldbild mit einem simultanen Phasenkontrastbild und einem zusätzlich erzeugbaren peripheren Dunkelfeldbild überlagert. Wird der jeweilige verschiebbar im Objektiv oder nahe des Objektivs eingeführte Lichtstopper nur teilweise mit dem korrespondierenden beleuchtenden Strahlenbündel zur Deckung gebracht, resultiert anstelle einer axialen oder paraaxial-schrägen Dunkelfeldbeleuchtung infolge Teil-Überdeckung eine moderate Aufhellung des Bilduntergrundes und zusätzlich ein sich simultan überlagerndes Hellfeld-artiges Durchleuchtungsbild, da ein Teil dieses durchleuchtenden Lichtes dem bildgebenden Strahlengang hinzugefügt wird, ohne den Phasenring zu passieren. Das so entstehende Hellfeldbild überlagert sich folgerichtig mit dem zusätzlich vorhandenen axialen oder paraaxialen Dunkelfeldbild, dem Phasenkontrastbild und einem ggf. zusätzlich generierten peripher beleuchteten Dunkelfeld. Je nach Anteil der freigegebenen durchleuchtenden Lichtkomponente kann die anteilige Helligkeit des erwähnten, zusätzlich entstehenden Hellfeld-artigen Bildes stufenlos verändert werden. Bei Bedarf kann der Querschnitt der beleuchtenden Strahlenbündel durch die Aperturblende bzw. eine sonstige, horizontal verschiebbar im Kondensor angeordnete Blende weiter eingegrenzt, oder es können Teile der lichtdurchlassenden Elemente im Kondensor abgedeckt werden, was Qualität und Charakter des resultierenden Summationsbildes weitergehend beeinflusst.
• In alternativer Ausführungsform kann wie erwähnt auch im Objektiv selbst eine hinreichend klein dimensionierte verschiebbare Blende mit mindestens einer, vorzugsweise zwei Blendenöffnungen vorgesehen werden, welche hinsichtlich Ausgestaltung und optischer Wirkung denjenigen (größer zu dimensionierenden) Blendenschiebern entspricht, welche, wie vorbeschrieben, oberhalb des Objektivs in den Strahlengang integrierbar sind. Um diese Blendenöffnungen in die ausgewählte Position einstellen zu können, ist der Blendenschieber vorzugsweise als Linearschieber mit Rasten ausgebildet. Die Blendenöffnungen selbst und der dazwischenliegende lichtundurchlässige Mittelsteg sind dabei so dimensioniert, dass die beleuchtenden axialen oder paraaxialen Strahlen auf Objektivebene ganz oder teilweise ausgeblendet werden und ggf. am Lichtstopper vorbeigeführte Hellfeld-erzeugende Teilstrahlen zusammen mit den sonstigen bildgebenden Strahlen das Objektiv durchlaufen können. Unter diesen Voraussetzungen können auch mit dieser Variante unterschiedliche Kontrasteffekte erzeugt werden, wobei stufenlose Gewichtungen der einzelnen Beleuchtungskomponenten möglich sind und die Exzentrizität des Beleuchtungslichtes bei schrägem Lichteinfall ebenfalls stufenlos verändert werden kann.
• Das Wesen der Erfindung wird an Hand der in den 1 bis 11 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; dabei zeigen:
• 1: Mikroskop mit zwei unterschiedlich dimensionierten Lichtringen im Kondensor mit konzentrischem Strahlengang zur Erzeugung von variabler Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung;
• 2: Ausführungsbeispiele geeigneter Doppel-Lichtringe für variable Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, angeordnet auf Schiebern zum Einschub ein einen Kondensor;
• 3: Kontrollbild beim Justieren eines Mikroskops nach 1 mit Einstelllupe bei konzentrischem Phasenkontrast-Dunkelfeld (perforierte Ausführungsvariante des inneren Lichtringes für Phasenkontrastbeleuchtung),
• 4: Polarisationsoptische Weiterbildungen der Kondensor-Lichtringe für konzentrische Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung;
• 4a: Auslegung des inneren Lichtrings mit einem Polarisator,
• 4b: Auslegung der inneren und äußeren Lichtringe mit zwei konzentrischen Polarisatoren (innerer Platten- und äußerer Ringpolarisator) in Kreuzstellung,
• 5: Mikroskop mit Auflicht-Illuminator und konzentrischem Strahlengang, eingerichtet für Phasenkontrast- Dunkelfeldbeleuchtung (schematisch).
• 6: Mikroskop mit drei unterschiedlich ausgestalteten Lichtdurchlässen im Kondensor mit konzentrischem Strahlengang zur Erzeugung von variabler Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, basierend auf axialem Dunkelfeld, Phasenkontrast und peripherem Dunkelfeld, zusätzlich ausgestattet mit einem Spezialobjektiv, welches neben einem Phasenring einen in der hinteren Brennebene zentrisch angeordneten kleinflächigen Lichtstopper enthält.
• 7: Ausführungsbeispiele geeigneter Doppel-Lichtringe für variable Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, zusätzlich bestückt mit einem zentralen kleinflächigen Lichtdurchlass zur Erzeugung von axialem Dunkelfeld, angeordnet auf Schiebern zum Einschub ein einen Kondensor.
• 8: Phasenringplatte des Spezialobjektivs von 6, ausgestattet mit Phasenring und zusätzlichem zentrisch angeordnetem kleinflächigen Lichtstopper zur Erzeugung von axialem Dunkelfeld.
• 9: Konstruktionsskizzen für Lichtdurchlässe zur simultanen Erzeugung von axialem und peripherem Dunkelfeld sowie Phasenkontrast gemäß 7, bei denen der im Zentrum befindliche Lichtdurchlass für axiales Dunkelfeld und/oder der sich hieran anschließende Lichtring zur Erzeugung des Phasenkontrastbildes mittels Irisblenden in der Breite verstellbar sind.
• 10: Spiegel-Objektiv (katoptrisches System nach Cassegrain-Schwarzschild) mit konzentrischem Strahlengang nach 7, ausgestattet mit einem Phasenring in unmittelbarer Angrenzung an den inneren Zentralspiegel.
• 10a: Erzeugung von variablem axialem Phasenkontrast-Dunkelfeld mittels adäquat abgeblendetem Hellfeld-Kondensor
• 10b: Erzeugung von variablem Phasenkontrast-Dunkelfeld, basierend auf peripherem und axialem Dunkelfeld sowie Phasenkontrast mittels Kondensor-Lichtmaske, bestehend aus einer zentrisch angeordneten kleinflächigen Lichtöffnung für axiales Dunkelfeld und zwei sich anschließenden konzentrischen Lichtringen für Phasenkontrast und peripheres Dunkelfeld.
• 11: Kontrollbilder des Strahlenganges in einem mit Phasenring versehenen Spiegelobjektiv, beobachtbar durch Einstelllupe
• 11a: Justierung mit Einstelllupe bei Mikroskop mit einem mit Phasenring versehenen Spiegelobjektiv bei einer Einstellung für reines Hellfeld
• 11b: Einstellung für axiales Dunkelfeld
• 11c: Einstellung für konzentrische Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung.
• 12: Schieber mit Lichtstopp bzw. Doppelblenden und Mittelsteg zum Einschub in ein Objektiv oder eine Filteraufnehme oberhalb des Objektivs
• 12a: Transparenter Schieber mit flächigem Lichtstopper
• 12b: Doppelblendenschieber mit quadratischen Blendenöffnungen und rechteckigem Mittelsteg
• 12c: Doppelblendenschieber mit kreisrunden Blendenöffnungen und bikonkav begrenztem Mittelsteg
• 12d: Doppelblendenschieber mit quadratischen Blendenöffnungen, abgerundeten Außenbegrenzungen und rechteckigem Mittelsteg
• 12e: Transparenter Schieber mit ringförmigem Lichtstopper.
• 13: Modifiziertes Phasenkontrastobjektiv mit integriertem Phasenring auf Phasenplatte und einführbarem Schieber mit Lichtstopper gemäß 12a.
• 1 zeigt schematisiert den Strahlengang im Mikroskop für konzentrische Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, basierend auf peripherem Dunkelfeld. Von der Lichtquelle 1 geht ein Lichtbündel zu den beiden auf der kondensorseitigen Lichtmaske 2 befindlichen konzentrischen Kondensor-Lichtringen 2.1 und 2.2 (2.1 für Dunkelfeld, 2.2 für Phasenkontrast), so dass zwei konische Beleuchtungslichtbündel erzeugt werden, ein äußeres Dunkelfeld-erzeugendes Lichtbündel 3.1 und ein inneres, Phasenkontrast-erzeugendes Lichtbündel 3.2. Beide Lichtbündel gelangen zur Kondensor-Optik 4 und treffen auf das Objekt 5. Der beleuchtende Phasenkontrast-erzeugende Lichtkonus trifft nach Passieren der Objektivlinsen 6 auf den Phasenring 7, welcher auf einer Phasenringplatte 8 in der hinteren Objektivbrennebene eingelassen ist. Das von der äußeren Kondensorlichtblende durchgelassene Beleuchtungslicht 3.1 verläuft vollständig am Objektiv 6 vorbei, so dass es nicht in dieses gelangen kann und so nicht zur Hintergrund-Aufhellung beiträgt. Das von der inneren Kondensorblende durchgelassene Licht 3.2 gelangt nach Durchstrahlung des Objekts 5 zum Objektiv 6 und bildet als Lichtbündel 3.2 die Grundlage für das Phasenkontrastbild. Jedoch wird vom gesamten Licht, welches aus dem äußeren Kondensorlichtring stammt, das Objekt 5 so beleuchtet, dass ein Teil dieses Lichtes am Objekt gestreut wird. Dieses Streulicht 9.1 gelangt in das Objektiv 6 und bildet die Grundlage für das Dunkelfeldbild. Als gemeinsames bildgebendes Lichtbündel 9, bestehend aus einer dem Dunkelfeld zugeordneten Streulichtkomponente 9.1 und einer nach direkter Objektpassage dem Phasenkontrast zugeordneten zusätzlichen Durchleutungskomponente 9.2, verlässt das Licht das Objektiv 6 und gelangt nach Passage der Phasenringplatte 8 in die Ebene des Zwischenbildes 10. Dort überlagern sich das Phasenkontrast-dominierte Bild und das Dunkelfeld-dominierte Bild und bilden durch Interferenz in variabler konzentrischer Phasenkontrast-/Dunkelfeldbeleuchtung das strukturierte Summationsbild mit höherem Auflösungsgrad und verbesserter Tiefendarstellung, welches über das Okular 11 mit dem Auge 12 betrachtet werden kann.
• Wie 2 am Beispiel von Blendenschiebern zeigt, sind die Kondensorblenden zur Erzeugung von variabler Phasenkontrast-Dunkelfeldbeleuchtung als konzentrisch angeordnetes Blendenpaar vorzusehen. Der innere Lichtring 2.2 ist so zu dimensionieren, dass er sich mit dem Phasenring des jeweiligen Objektivs optisch vollständig kongruent überdeckt. Üblicherweise unterscheiden sich die Durchmesser der verwendeten Phasenringe in Abhängigkeit von der Objektivvergrößerung; daher sind mehrere Blendeneinsätze mit unterschiedlich dimensionierten inneren Lichtringen erforderlich, um eine Anpassung an die jeweiligen Phasenringe der unterschiedlichen Objektive vornehmen zu können. Der äußere Lichtring 2.1 ist so groß zu dimensionieren, dass sämtliches von ihm ausgehendes Licht am Objektiv vorbeiläuft, so dass ein gleichzeitiges Dunkelfeldbild erzeugt werden kann. Da bei Dunkelfeld nur vom Objekt gestreutes Licht zur Bildgebung beiträgt, wohingegen bei Phasenkontrastbeleuchtung das direkt durch das Objekt gehende Licht bildgebend ist, liegt bei gleichbleibender Intensität der Lichtquelle die Helligkeit eines Dunkelfeldbildes deutlich unter derjenigen eines Phasenkontrastbildes. Daher ist bei der optischen Auslegung geeigneter Lichtringpaare zur Erzeugung von ausgewogenen Phasenkontrast-Dunkelfeld-Bildern zu gewährleisten, dass eine erforderliche Helligkeitsangleichung von Phasenkontrast- und Dunkelfeldbeleuchtung vorgenommen wird. Dies lässt sich erreichen, indem entweder der innere Lichtring 2.2 hinreichend schmal gehalten wird, so dass dessen Gesamtfläche entsprechend begrenzt wird oder dieser Lichtdurchlass aus mehreren klein dimensionierten, auf einem Kreisbogen angeordneten Perforationen besteht. Schmale kreisförmige Lichtdurchlässe 2.2 werden in 2a und c gezeigt (2a für 10× und 16×, 2c für 25× und 40× vergrößernde Phasenkontrastobjektive). Analoge Konstruktionen, bei denen der innere Lichtring 2.2 aus kleinflächigen kreisbogenförmig angeordneten Perforationen besteht, zeigen die 2b und d.
• 3 zeigt die korrekte Justierung vorgezeigter Kondensorlichtringe bei Beobachtung durch eine Phasenkontrast-Einstell-Lupe (Einstell-Okular zur Justierungskontrolle). Der innere Phasenkontrast-erzeugende Lichtring 2.2 hat mit dem Phasenring 7 des Objektivs in Deckung zu sein, sei er in durchgehender Kreisform (3a) oder in Perforationen (3b) angeordnet. Der äußere Lichtring 2.1 hat sich in jedem Fall außerhalb des Objektivquerschnitts zu projizieren, so dass er beim Blick durch das Einstell-Okular unsichtbar bleibt.
• Mit polarisationsoptischen Mitteln können zusätzlich auch die Gewichtungen der Lichtkomponenten für die Phasenkontrast-dominierten und die Dunkelfeld-dominierten Bilder bewerkstelligt werden (4). Dazu wird der das Objekt durchleuchtende und das Phasenkontrast-dominierte Bild generierende innere Lichtring 2.2 mit einem relativ klein dimensionierten plattenförmigen Polarisationsfilter 13 ausgelegt (4a). Alternativ kann auch ein ringförmiger Polarisator verwendet werden, sofern dieser den inneren Lichtring vollständig bedeckt. Ein weiterer Polarisationsfilter 14 in üblicher Ausführung ist drehbar weiter unterhalb im beleuchtenden Strahlengang zu platzieren. Bei gleichbleibender Helligkeit des äußeren Lichtringes und somit des Dunkelfeld-dominierten Bildes kann nun die Helligkeit des Phasenkontrast-Teilbildes durch Verstellen des unteren Polarisationsfilters 14 stufenlos variiert werden. Oberhalb der kondensorseitigen Doppelringblende 2, welche das Beleuchtungslicht für die beiden Phasenkontrast- und Dunkelfeld-analogen Teilbilder erzeugt, befindet sich kein Analysator. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass doppelbrechende Strukturen in gleicher Weise kontrastierbar sind, wie nicht doppelbrechende Objekte.
• Wird in alternativer Ausgestaltung zusätzlich auch der äußere Lichtring 2.1 mit einem separaten ringförmigen Polarisationsfilter ausgelegt, der konzentrisch zu demjenigen der Innenzone so eingebracht ist, so dass die beiden Polarisationsebenen zueinander gekreuzt sind (4b), können durch Verdrehen des darunter befindlichen Polarisationsfilters die Helligkeiten sowohl des Phasenkontrast-dominierten wie auch des Dunkelfeld-dominierten Teilbildes stufenlos gegenläufig verändert werden. Eine noch weitergehende unabhängige Regulierung der Helligkeit beider Teilbilder wird dadurch erreicht, dass zumindest einer der beiden ring- oder plattenförmigen Polarisationsfilter im Doppellichtring des Kondensors drehbar gelagert ist. Unter technisch-konstruktiven Aspekten bietet sich zur leichteren Justierung an, den äußeren ringförmigen Polarisationsfilter des Lichtringes 2.1 mit einer stufenlos verstellbaren Ringfassung zu versehen. Dadurch kann die Intensität der Lichtkomponente für das Phasenkontrast-dominierte Teilbild mit Hilfe des unter dem Kondensor befindlichen drehbaren Polarisationsfilters justiert und anschließend die Intensität des Dunkelfeldbildes durch Drehen des äußeren Ringpolarisators stufenlos verändert werden. Dies eröffnet die Möglichkeit einer stufenlosen Anpassung der Intensität der Licht-Komponente für das Dunkelfeld-dominierte Teilbild durch alleinige Rotation des äußeren ringförmigen Polarisationsfilters sowie einer stufenlosen Helligkeitsanpassung beider Teilbilder.
• Ein für die Technik mit einem variablen Phasenkontrast-Dunkelfeld eingerichteter Auflicht-Illuminator ist in 5 schematisch dargestellt. Analog zu Mikroskopen mit durchfallendem Licht wird im Auflicht-Illuminator 15 das von der Lichtquelle 16 kommende Licht im nachgeschalteten Linsensystem 17, welches als Kollektor und Kondensor wirkt, parallelisiert. Eine fakultative Aperturblende 18 erlaubt das Anpassen der Beleuchtungsapertur. Mittels eines einführbaren Doppelblendenschiebers 19 mit inneren und äußeren Lichtringen werden die beiden ringförmig begrenzten beleuchtenden Lichtkomponenten 20 und 21 des Beleuchtungslichts ausgeblendet und über einen halbdurchlässigen Spiegel 22 auf das Objekt 25 umgelenkt. Dabei wird das äußere ringförmige Strahlenbündel des Beleuchtungslichts 20 zum Erzeugen eines konzentrisch beleuchteten Auflicht-Dunkelfeldbildes außerhalb des bildgebenden Linsensystems 23.1 der Objektivlinsen 23 geleitet und nach Passage weiterer fakultativer ringförmig ausgestalteter, der zusätzlichen Bündelung des Beleuchtungslichts dienender objektivseitiger Kondensorlinsen 23.2 mittels des objektivseitigen Ringspiegels 24 umgelenkt, um unter so schrägem Winkel auf das auf Objekt 25 auftreffen, dass direktes Licht nicht in die bildgebenden Linsen 23.1 des Objektivs 26 gelangen kann. Der am Objekt 25 gestreute bzw. reflektierte Lichtanteil lässt das Dunkelfeld-dominierte Bild entstehen. Das innere ringförmige Strahlenbündel 21 des Beleuchtungslichts durchläuft die bildgebenden Objektivlinsen 23.1 peripher, ist mit dem Phasenring 27 des Objektivs 26 kongruent und lässt so im Auflicht ein simultanes Phasenkontrast-dominiertes Bild entstehen. Beide Bilder werden durch den halbdurchlässigen Spiegel 22 und das Tubuslinsensystem 28 als Strahlenbündel 29 zum hier nicht eingezeichneten Zwischenbild geleitet, überlagern einander dort interferierend zur Bildung des Summationsbildes. Werden die beleuchtenden Strahlen im Auflicht-Illuminator an dessen fakultativer Aperturblende 18 oder an anderer ggf. frei wählbarer Stelle abgedeckt bzw. ausgeblendet, kann die Beobachtung auch in Schrägbeleuchtung durchgeführt werden.
• Zur separaten Regulierung der Beleuchtungsintensitäten der ein Phasenkontrast und ein Dunkelfeld erzeugenden Lichtkomponenten werden bei dieser Anordnung drehbare Polarisationsfilter als Polarisatoren und Analysatoren an geeigneten Stellen in den Auflicht-Illuminator integriert. Dabei ist ein größerer ringförmiger Analysator zur Regulierung der Dunkelfeld-erzeugenden Außenzone des Beleuchtungslichtes geeignet und ein kleinflächigerer Analysator zur Regulierung der Phasenkontrast-erzeugenden Innenzone. Beiden Analysatoren ist ein drehbarer Polarisator vorzuschalten. Auch Beobachtungen in Schrägbeleuchtung können durchgeführt werden, wenn die Lichtringe kreissektor- oder sichelförmig ausgestaltet sind und lediglich schmale beleuchtende Lichtsegmente zum halbdurchlässigen Spiegel 22 gelangen können, was dann zu der Schrägbeleuchtung des Objekts führt.
• 6 zeigt schematisiert den Strahlengang im Mikroskop für konzentrische Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, basierend auf axialem und peripherem Dunkelfeld sowie Phasenkontrast. Von der Lichtquelle 1 geht ein Lichtbündel zu den drei auf der kondensorseitigen Lichtmaske 2 befindlichen konzentrischen Kondensor-Lichtdurchlässen 2.1, 2.2 und 2.3 (2.1 für peripheres Dunkelfeld, 2.2 für Phasenkontrast, 2.3 für axiales Dunkelfeld), so dass drei separate Beleuchtungslichtbündel erzeugt werden, ein äußeres peripheres Dunkelfeld-erzeugendes Lichtbündel 3.1, ein inneres, Phasenkontrast-erzeugendes Lichtbündel 3.2 und ein axiales Lichtbündel 3.3 zur Erzeugung von axialem Dunkelfeld. Sämtliche Lichtbündel gelangen zur Kondensor-Optik 4 und treffen auf das Objekt 5. Der beleuchtende Phasenkontrast-erzeugende Lichtkonus trifft nach Passieren der Objektivlinsen 6 auf den Phasenring 7.1, welcher auf einer Phasenringplatte 8 in der hinteren Objektivbrennebene eingelassen ist. Das von der äußeren Kondensorlichtblende durchgelassene Beleuchtungslicht 3.1 verläuft vollständig am Objektiv 6 vorbei, so dass es nicht in dieses gelangen kann und so nicht zur Hintergrund-Aufhellung beiträgt. Das von dem axialen Lichtdurchlass kommende Beleuchtungslicht 3.3 trifft im Objektiv auf den in der hinteren Objektivbrennebene im Zentrum der Phasenplatte 8 angeordneten Lichtstopper 7.2 und wird von diesem vollständig am weiteren Durchtritt gehindert, so dass auch dieses Licht nicht zur Hintergrundaufhellung beiträgt. Das von dem inneren Kondensorlichtring durchgelassene Licht gelangt nach Durchstrahlung des Objekts 5 zum Objektiv 6 und bildet als Lichtbündel 3.2 die Grundlage für das Phasenkontrastbild. Jedoch wird vom gesamten Licht, welches aus dem äußeren Kondensorlichtring und dem axialen Lichtdurchlass stammt, das Objekt 5 so beleuchtet, dass Teile dieses Lichtes am Objekt gestreut werden. Dieses aus der peripheren und axialen Dunkelfeldbeleuchtung resultierende Streulicht 9.1 gelangt in das Objektiv 6 und bildet die Grundlage für das Dunkelfeldbild. Als gemeinsames bildgebendes Lichtbündel 9, bestehend aus einer den Dunkelfeldbildern zugeordneten Streulichtkomponente 9.1 und einer nach direkter Objektpassage dem Phasenkontrast zugeordneten zusätzlichen Lichtkomponente 9.2, verlässt das Licht das Objektiv 6 und gelangt nach Passage der Phasenringplatte 8 in die Ebene des Zwischenbildes 10. Dort überlagern sich das Phasenkontrast-dominierte Bild und die beiden von axialem bzw. peripherem Dunkelfeld dominierten Bilder und bilden durch Interferenz in variabler konzentrischer Phasenkontrast-/Dunkelfeldbeleuchtung das strukturierte Summationsbild mit höherem Auflösungsgrad und verbesserter Tiefendarstellung, welches über das Okular 11 mit dem Auge 12 betrachtet werden kann.
• 7 zeigt abgewandelte Blendenschieber gemäß 2, bei denen zusätzlich zu den beiden für Phasenkontrast und peripheres Dunkelfeld erforderlichen konzentrischen Lichtringen 2.1 und 2.2 ein zentrisch angeordneter Lichtdurchlass 2.3 im Verlauf der optischen Achse vorgesehen ist, welcher gemäß der Strahlengangskizze von 6 der Erzeugung von axialem Dunkelfeld dient. Folgerichtig wird die periphere Dunkelfeldbeleuchtung durch Licht aus der Ringblende 2.1 erzeugt, Phasenkontrast durch Beleuchtungslicht aus Ringblende 2.2 und axiales Dunkelfeld durch Licht aus der Zentralöffnung 2.3.
• 8 verdeutlicht den Verlauf der beleuchtenden Strahlenbündel im Bereich der Phasenplatte eines Spezialobjektivs gemäß 6, welches für Phasenkontrast und simultanes axiales Dunkelfeld ausgelegt ist. Das Phasenkontrast erzeugende konische Beleuchtungslicht 3.2 durchdringt den Phasenring 7.1; der axial beleuchtende kleinflächige Zentralstrahl 3.3, welcher dem zentrischen Lichtdurchlass des Kondensors entstammt, trifft auf den Lichtstopper 7.2, wird von diesem vollständig am weiteren Durchtritt gehindert und erzeugt die axiale Dunkelfeldbeleuchtung.
• Verschiedene Ausführungsbeispiele für Doppelblendensysteme, welche der separaten Regulierung der Beleuchtungsintensitäten von Phasenkontrast und axialem Dunkelfeld dienen, werden in 9 gezeigt. Der zentral im Verlauf der optischen Achse gelegene Lichtdurchlass 2.3 zur Erzeugung des axialen Dunkelfeldbildes kann mittels einer klein dimensionierten Irisblende in seinem Durchmesser verstellt werden. Der sich nach außen anschließende Lichtring 2.2 zur Erzeugung des Phasenkontrastbildes kann von konstanter Breite sein, wenn sich an die innere Irisblende eine fixierte Lichtmaske anschließt, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der zentralen Irisblende entspricht (9a). In umgekehrter Weise kann der zentrale Lichtdurchlass 2.3 zur Erzeugung der axialen Dunkelfeldbeleuchtung von konstanter Größe sein, während der sich nach außen anschließende ringförmige Lichtdurchlass 2.2 für die Phasenkontrastbeleuchtung in seiner Breite durch eine Irisblende verstellbar ist (9b). Durch Kombination beider in den 9a and b gezeigter Irisblenden ergibt sich ein Doppelblendensystem, bei welchem sowohl der zentrale Lichtdurchlass für axiales Dunkelfeld 2.3 als auch der für Phasenkontrast erforderliche Lichtring 2.2 hinsichtlich der jeweiligen Öffnungsflächen mittels Irisblenden stufenlos verstellbar sind (9c).
• Grundsätzlich können bei allen gezeigten Ausführungsvarianten gemäß der 9a–c die jeweiligen äußeren Lichtringe 2.1, welche der Erzeugung eines peripheren Dunkelfeldbildes dienen, mittels der Aperturblende bei Erfordernis verschmälert werden. Selbstredend kann anstelle der Aperturblende eine gleichartig wirkende dritte Irisblende der äußeren Randbegrenzung der jeweiligen Lichtmaske beigefügt werden, so dass anstelle der in den 9a–c, gezeigten Doppelblendensysteme Dreifachblendensysteme mit einer dritten äußeren Irisblende entstehen.
• Ist das Mikroskop – wie in 10 dargestellt – mit einem katoptrischen oder katadioptrischen Spiegelobjektiv 30 zur Erzeugung eines variablen Phasen-Dunkelfeld-Kontrastes versehen, kann auf ähnliche Weise – wie vorbeschrieben – eine variable Phasenkontrast- Dunkelfeldbeleuchtung erreicht werden. In einem Spiegelobjektiv 30 werden die bildgebenden Strahlen 9 und die dem Phasenkontrast zugeordneten, Hintergrund-aufhellenden Strahlen 3.2 zwischen den beiden vorhandenen Spiegeln 31.1 und 31.2 in typischer Weise ”gefaltet”. Das das Objekt durchstrahlende, ein Phasenkontrastbild erzeugende Licht 3.2 wird von dem konzentrisch angeordneten, konkaven Zentralspiegel 31.1 aufgenommen und auf den konzentrisch darin angeordneten konvexen Fangspiegel 31.2 reflektiert, der es über einen im Zentrum des Spiegels 31.1 befindlichen Lichtdurchlass 33 zur Ebene des Zwischenbildes bzw. zum Okular weiterleitet. Den gleichen Weg nehmen die bildgebenden Strahlen 9, welche den Phasenkontrast- und Dunkelfeld-basierten Partialbildern zugeordnet sind.
• Um die Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung zu erhalten, wird mit dem von dem Kondensor kommenden Beleuchtungslicht 3 das auf dem Objektträger 35 unter dem Deckglas 36 im Schnittpunkt der Beleuchtungsstrahlen liegende Objekt 5 durchstrahlt. Das zentrale Licht geht als Lichtbündel 3.3 auf die lichtundurchlässige Rückseite des Fangspiegels 31.2 des Spiegelobjektivs 30 und wird abgefangen. Somit kann dieser Lichtanteil nicht zur Aufhellung des Bilduntergrundes beitragen. Lichtstrahlen 3.2, die unter nicht so steilem Winkel einfallen, gelangen als Lichtbündel 3.2 in das Spiegelobjektiv 30, durchdringen den dort befindlichen Phasenring 32, werden vom konkaven Zentralspiegel 31.1 auf die reflektierende konvexe Seite des Fangspiels 31.2 zurückgeworfen und von diesem in den Lichtdurchlass 33 geleitet. Das am Objekt gestreute Licht gelangt als Streulichtbündel 9 ebenfalls in den Zentralspiegel 31.1, wird auf den Fangspiegel 31.2 reflektiert und gelangt weiter zu dem Lichtdurchlass 33. So werden über den Lichtdurchlass 33 das Phasenkontrast-basierte Bild und das auf axialem Dunkelfeld basierende Bild zum Zwischenbild geleitet, wo beide Bilder zu dem gewünschten Summationsbild in variabler Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, welche erhöhte Auflösung, verbesserte Kontrastierung und Darstellung der Strukturen aufweist, zusammengeführt werden und interferieren. Wird dabei der Außendurchmesser des Beleuchtungslichts 3.3, etwa durch Verringerung des Öffnungswinkels des von der Lichtquelle 1 kommenden Lichtbündels mittels der Aperturblende 34 im Kondensor so klein gehalten, dass sämtliche beleuchtenden Strahlen nach dem Objektdurchgang von der Rückfront des kleinen Zentralspiegels 31.2 abgefangen werden, lässt sich ein axiales (zentrales) Dunkelfeldbild realisieren. Die Lichtbündel 9 und 3.2 verlassen das Spiegelobjektiv und gelangen zur Ebene des Zwischenbildes, wo sie überlagernd durch Interferenz das Summationsbild liefern, das dann in bekannter Weise durch das Okular vergrößert betrachtet werden kann.
• Wird eine aus drei Komponenten bestehende Lichtmaske 2 im Kondensor verwendet, welche neben den Durchlässen für axiales Dunkelfeld 2.3 und Phasenkontrast 2.2 noch einen weiteren konzentrischen Lichtring 2.1 enthält, dessen Licht 3.1 an der Öffnung des Spiegelobjektivs vorbeigeführt wird, kann zusätzlich ein peripher beleuchtetes Dunkelfeldbild überlagert werden.
• Wie in 10a gezeigt, kann folgerichtig bei Verwendung eines mit Phasenring versehenen Spiegelobjektives 30 ein weitgehend axial beleuchtetes variables Phasenkontrast-Dunkelfeldbild entstehen, wenn das Beleuchtungslicht durch einen handelsüblichen Hellfeldkondensor geführt und mittels der Aperturblende 34 so weit eingegrenzt wird, dass die äußeren Anteile 3.2 des beleuchtenden Lichtkegels ausschließlich den Phasenring 32 durchlaufen, während die inneren Anteile 3.3 des Lichtkegels von der Rückfront des Zentralspiegels 31.2 abgefangen werden.
• Entsprechend der in 10b gezeigten Anordnung, kann alternativ anstelle eines Hellfeld-Kondensors ein modifizierter Kondensor mit einer Lichtmaske 2 gemäß den Konstruktionsbeispielen von 6, 7 oder 9 verwendet werden. In diesem Fall werden die drei unterschiedlich beleuchtenden Teilstrahlenbündel 3.1, 3.2 und 3.3 durch die vorhandenen Lichtdurchlässe 2.1, 2.2 und 2.3 voneinander separiert. Die Breite des äußeren Lichtringes 2.1, welcher ein peripher beleuchtetes Dunkelfeldbild generiert, kann mittels der Aperturblende 34 bei Erfordernis verringert werden. Sofern die Lichtdurchlässe für Phasenkontrast (2.2) und axiale Dunkelfeldbeleuchtung (2.3) mit verstellbaren Irisblenden gemäß Beispielen aus 9 bestückt sind, können auch diese Durchlässe in ihrer Breite durch die jeweils vorhandenen Blenden variiert werden. In Analogie zu den in 4 gezeigten Ausführungsbeispielen können auch die insgesamt drei auf der Lichtmaske 2 vorhandenen Durchlässe mit drehbaren Polarisatoren ausgelegt werden, so dass bei Integration eines zusätzlichen drehbaren Polarisationsfilters unterhalb des Kondensors die Intensitäten aller drei Teilstrahlen unabhängig voneinander mit polarisationsoptischen Mitteln stufenlos regulierbar sind.
• Ausgehend von 10b, kann der Innendurchmesser des Phasenringes 32 auch so weit vergrößert werden, dass zwischen dem Außenrand des zentrisch angeordneten Auffangspiegels 31.2 und der inneren Randbegrenzung des Phasenringes 32 ein freier Raum verbleibt, welcher nicht von dem Phasenring bedeckt wird. Selbstredend ist die Größe des zugehörigen Phasenkontrast erzeugenden Kondensorlichtringes 2.2 an die Größe des korrespondierenden Phasenringes 32 anzupassen. Bei dieser Ausführungsvariante können bildgebende Strahlen unmittelbar neben dem Auffangspiegel 31.2, d. h. möglichst nahe der optischen Achse durch das Spiegelobjektiv verlaufen, ohne den Phasenring zu tangieren.
• 11 zeigt typische Kontrollansichten des Strahlenganges in einem für Phasenkontrast ausgelegten Spiegelobjektiv gemäß 10a, wie sie sich in einer Phasenkontrast-Einstell-Lupe beobachten lassen. Das in 11a dargestellte Kontrollbild zeigt eine reine Hellfeldbeleuchtung. Dabei ist der Lichtdurchlass im Kondensor so groß dimensioniert bzw. die Aperturblende 34 so weit geöffnet, dass sämtliche Strahlenanteile auf direktem Wege zur Durchleuchtung des Objektes beitragen. Das in 11b dargestellte Kontrollbild bezieht sich auf ein axiales Dunkelfeld, das dadurch erreicht wird, dass der Querschnitt des Beleuchtungslichtes 3.2 und 3.3 durch adäquates Schließen der Aperturblende 34 im Kondensor so klein gehalten wird, dass sämtliche beleuchtenden Strahlen nach dem Objektdurchgang von der Rückfront des kleinen Fangspiegels 31.2 abgefangen werden. Auch hier wird folglich das Maximum der nullten Ordnung ausgeblendet, so dass im Dunkelfeld ein Reflexions- bzw. Beugungsbild entsteht, an dem das nullte Maximum nicht beteiligt ist. Eine konzentrische variable Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung, deren Kontrollbild die 11c zeigt, entsteht durch geringfügig vergrößerten Außendurchmesser des beleuchtenden Lichtringes bzw. Lichtbündels. In diesem Fall interferieren die beiden Phasenkontrast- und Dunkelfeld-analogen Teilbilder zu einem Summationsbild wie vorbeschrieben.
• 12 zeigt beispielhaft einige Ausführungsformen von Blendenschiebern (37), welche zur Erzeugung eines im Beleuchtungswinkel variablen axialen oder paraaxialen Dunkelfeldbildes mit Linsenobjektiven geeignet sind und je nach Dimensionierung und Objektivauslegung entweder in das Objektiv selbst, oder unmittelbar oberhalb des Objektivs in den Strahlengang eingeführt werden können. Solche Blendenschieber können beispielsweise als transparente Schieber mit kleinflächigem Lichtstopper ausgestaltet werden, oder als Doppelblendenschieber. Die 12a zeigt einen transparenten Schieber (37) mit Lichtstopper (38), 12b einen Doppelblendenschieber (37) mit Blendenöffnungen (39), die rechteckig geformt von einem Mittelsteg (40) getrennt sind. Der Doppelblendenschieber der 12c weist Blendenöffnungen (39') in kreisrunder Ausformung auf, getrennt durch einen Mittelsteg (40'). Schließlich zeigt 12d einen Doppelblendenschieber (37) mit Blendenöffnungen (39'') in rechteckiger Ausformung, deren äußere Begrenzungen abgerundet sind. Auch diese Öffnungen werden durch einen Mittelsteg (40) getrennt. 12e präsentiert einen transparenten Schieber (37) mit ringförmigem Lichtstopper 38', welcher sich im Strahlengang innerhalb des Phasenringes konzentrisch zu diesem projiziert und mit einem passend dimensionierten separaten ringförmigen Lichtdurchlass im Kondensor optisch kongruent ist.
• Diese Ausbildungen sind dann besonders vorteilhaft, wenn das Mikroskop oberhalb des Objektivs eine Filteraufnahme aufweist, die einen Doppelblendenschieber (37) mit zumindest einer, vorzugsweise mit zwei nahe beieinander liegenden, durch einen Mittelsteg (40 oder 40') getrennte Blendenöffnungen (39, 39', 39'') aufnimmt. Durch die Ausbildung als verschiebbar angeordneter Doppelblendenschieber lässt sich dessen Position exakt auf die Lage des zugehörigen Lichtdurchlasses im Kondensor abstimmen. Der Doppelblendenschieber ist oberhalb des Objektivs, in oder nahe an der hinteren Brennebene des Objektivs angeordnet und so in den Strahlengang eingeführt, dass der Mittelsteg zwischen den beiden Blendenöffnungen das durchgehende Strahlenbündel ganz oder teilweise abdeckt. Die bildgebenden Strahlen des Streulichtbündels durchlaufen die Blendenöffnungen des Doppelblendenschiebers. Sind dabei dessen Blendenöffnungen als kreisrunde Öffnungen ausgebildet, lassen sich in vorteilhafter Weise beim Verschieben unterschiedliche Kontrasteffekte erzeugen, wobei im Falle einer Teilüberdeckung von Lichtstopper und zugehörigem Beleuchtungslicht ein zusätzliches Hellfeld-artiges Bild beigemischt werden kann. In der Ebene des Zwischenbildes überlagern sich die insgesamt entstehenden Teilbilder (Phasenkontrast, peripheres und axiales/paraaxiales Dunkelfeld, fakultatives Hellfeld) zu dem jeweiligen Summationsbild. Auch kann die Exzentrizität des Beleuchtungslichtes bei schrägem Lichteinfall des axialen bzw. paraaxial verlaufenden Lichtbündels ebenfalls stufenlos verändert werden.
• 13 zeigt schematisch ein speziell umgestaltetes Linsenobjektiv (41), welches neben einer Phasenplatte (8) mit Phasenring (7) einen einführbaren Schieber (37) aufweist, der gemäß Ausführungsbeispielen von 12 entweder als transparenter Schieber (37) mit einem geeignet aufgebrachten kleinflächigen Lichtdurchlass (38) ausgelegt ist (dieser Ausführungstyp wird in 13 gezeigt), oder als Doppelblendenschieber (37) mit lichtundurchlässigem Mittelsteg (40 oder 40'). Der Exzentrizitätsgrad des jeweiligen Lichtstoppers ergibt sich aus der Einschubtiefe des Schiebers. Eine vollständige oder partielle Kongruenz des Lichtstoppers mit dem zugehörigen kondensorseitigen Lichtdurchlass ist sicherzustellen und kann mittels einer Einstelllupe kontrolliert werden.
• Bei der hier gezeigten Anordnung treten durch den äußeren Lichtring 2.1 beleuchtende Strahlen 3.1, welche am Objektiv 41 vorbeilaufen und das Objekt 5 nach Art einer peripheren Dunkelfeldbeleuchtung anleuchten. Durch den inneren Lichtring 2.2 treten die beleuchtenden Strahlenbündel 3.2, welche das Objekt 5 durchleuchten, im Objektiv 41 den Phasenring 7 auf der Phasenringplatte 8 passieren und bei gegebener Kongruenz von Lichtring 2.2 und Phasenring 7 ein Phasenkontrastbild generieren. Durch den zentralen Lichtdurchlass 2.3 verläuft ein schmal eingegrenztes beleuchtendes Lichtbündel 3.3 in der optischen Achse rechtwinklig durch das Objekt 5 und die Objektivlinsen 6 bis zu dem im Objektiv auf einem einführbaren Schieber 37 befindlichen Lichtstopper 38. Sofern dieses axiale Beleuchtungslicht 3.3 vollständig von dem Lichtstopper 38 abgedeckt wird, resultiert eine axiale Dunkelfeldbeleuchtung; wird der Lichtstopper 38 geringfügig aus seiner Position verschoben, kann ein kleiner Anteil des beleuchtenden Strahlenbündels 3.3 am Lichtstopper 38 vorbeilaufen, den Bildhintergrund moderat aufhellen und ein zusätzliches Hellfeld-analoges Teilbild erzeugen. Die durch Streuung am Objekt 5 entstehenden bildgebenden Strahlen, angedeutet als Lichtbündel 9, gelangen zusammen mit den Hintergrundstrahlen 3.2 zur Zwischenbildebene (ZBE). Auf diese Weise interferiert ein Phasenkontrastbild mit einem axialen und einem peripheren Dunkelfeldbild und es wird zusätzlich – im Falle einer leichten Dezentrierung des Lichtstoppers 38 – ein fakultatives Hellfeldbild erzeugt. Je nach Öffnungsweite der Aperturblende 34 kann das peripher verlaufende Lichtbündel 2.1 sukzessive eingegrenzt oder gänzlich ausgeblendet werden, und bei weiterer Verengung der Aperturblende 34 kann in gleicher Weise auch das Phasenkontrast-erzeugende Lichtbündel 2.2 stufenlos verschmälert oder vollständig ausgeblendet werden, so dass in letzterem Fall bei vollständiger Ausblendung der Lichtbündel 2.1 und 2.2 eine alleinige axiale Dunkelfeld- oder Hell-Dunkelfeld-Beleuchtung verbleibt.
• Bezugszeichenliste

01

Lichtquelle

02

Lichtmaske mit mehreren Lichtdurchlässen im Kondensor

02.1

Lichtring für periphere Dunkelfeldbeleuchtung

02.2

Lichtring für Phasenkontrastbeleuchtung

02.3

zentraler Lichtdurchlass für axiales Dunkelfeld

03

Beleuchtende Strahlenbündel

03.1

Beleuchtungsstrahlen für peripheres Dunkelfeld

03.2

Beleuchtungsstrahlen für Phasenkontrast

03.3

zentral verlaufender Beleuchtungsstrahl für axiales Dunkelfeld

04

Kondensor-Linse

05

Objekt auf Objektträger

06

Objektiv-Linse

07

Phasenring

07.1

Phasenring

07.2

Zentraler Lichtstopper

08

Phasenplatte

09

Gemeinsames Lichtbündel (zum Zwischenbild)

09.1

Streulichtkomponente (assoziiert mit Dunkelfeld)

09.2

Durchleuchtungskomponente (assoziiert mir Phasenkontrast)

10

Zwischenbild

11

Okular

12

Auge

13

Polarisationsfilter (zur Abdeckung der inneren Lichtdurchlässe)

14

Drehbarer Polarisator (Montage unterhalb von 13)

15

Auflicht-Illuminator

16

Lichtquelle

17

Linsensystem

18

Illuminatorblende

19

Lichtringe für Auflicht-Phasenkontrast und -Dunkelfeld auf einführbarem Schieber

20

Beleuchtungslichtkomponente für Auflicht-Dunkelfeld

21

Beleuchtungslichtkomponente für Auflicht-Phasenkontrast

22

halbdurchlässiger Spiegel

23

Objektivlinsen

23.1

Bildgebende (abbildende) Objektivlinsen

23.2

Ringförmige, das Dunkelfeld-Beleuchtungslicht bündelnde (beleuchtende) Objektivlinsen

24

Ringspiegel

25

Objekt

26

Objektiv

27

Phasenplatte mit Phasenring

28

Tubuslinsensystem

29

Bildgebende Strahlen (Summationsbild, bestehend aus Auflicht-Phasenkontrast und -Dunkelfeld)

30

Spiegelobjektiv (gezeigtes Beispiel: Katoptrisches System nach Cassegrain-Schwarzschild)

31.1

Konkaver Zentralspiegel (Hauptspiegel)

31.2

Konvexer Fangspiegel

32

Phasenring

33

Lichtdurchlass zu Zwischenbildebene und Okular

34

Aperturblende

35

Objektträger

36

Deckglas

37

Blendenschieber zum Einschub in Objektive oder in eine oberhalb des Objektivs vorhandene Filteraufnahme

38

flächiger Lichtstopper auf Schieber

38'

ringförmiger Lichtstopper auf Schieber

39

rechteckige oder quadratische Blendenöffnungen

39'

kreisrunde Blendenöffnungen

39''

rechteckige Blendenöffnungen mit runder äußerer Randbegrenzung

40

Mittelsteg, rechteckig begrenzt

40'

Mittelsteg, bikonkav begrenzt

41

modifiziertes Phasenkontrastobjektiv mit Schieber

ZBE

Zwischenbildebene

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102006027961 A1 [0002]
• DE 102007029814 A1 [0002]
• DE 102009003682 A1 [0002]
• DE 102011002030 [0003]

Claims (29)

1. Verfahren zur Erzeugung einer kontrastreichen Phasenkontrast-/Dunkelfeld-Abbildung im Mikroskop, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Beleuchten des Objekts mit Licht aus dem Kondensor so, dass ein Lichtbündel das Objekt in Art einer Phasenkontrastbeleuchtung durchdringt, ein zweites Lichtbündel nach Passage durch das Objekt in Art einer Dunkelfeldbeleuchtung am Phasenkontrast-Objektiv vorbeigeleitet wird und fakultativ ein drittes in oder nahe der optischen Achse verlaufendes beleuchtendes flächiges oder konisches Zentralstrahlenbündel das Objekt rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig durchdringt und nach der Objektpassage im Objektiv von einem dort befindlichen Lichtstopper vollständig oder partiell abgedeckt wird, so dass eine zusätzliche axiale Dunkelfeldbeleuchtung und fakultativ bei Teilbedeckung eine moderate Hintergrundaufhellung durch eine gleichzeitige Hellfeld-artige Beleuchtung resultiert. – Zusammenführen des durch die Phasenkontrastbeleuchtung entstandenen Phasenkontrast-dominierten Bildes, der durch gestreutes Licht in Art einer peripheren und/oder axialen Dunkelfeldbeleuchtung entstandenen Dunkelfeld-dominierten Bilder und des fakultativen Hellfeldbildes in der Ebene des Zwischenbildes; – Erzeugen eines Summationsbildes durch Interferenz der sich überlagernden Teilbilder (Phasenkontrast, Dunkelfeld, fakultatives Hellfeld) in der Zwischenbildebene, das so als variables Phasenkontrast-Dunkelfeldbild entstandenes Überlagerungsbild mit fakultativer zusätzlicher Hellfeldkomponente in an sich bekannter Weise mittels des Okulars betrachtbar wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbündel vor der Passage des Beleuchtungslichts durch das Objekt getrennt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbilder der Lichtdurchlässe, wie beim Phasenkontrast üblich, etwa in die hintere Objektivbrennebene projiziert werden und in Bezug auf den optisch wirksamen Eintrittsquerschnitt des Objektivs sowie die Größe und Lage des Phasenringes und des fakultativ vorhandenen zentrisch gelagerten Lichtstoppers eingestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Projektionsbilder der Lichtdurchlässe der Abstand der Kondensorlinse von dem Objekt mittels Heben oder Senken oder die Brennweite des als Zoom ausgebildeten Kondensorslinsensystems verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Projektionsbilder der Lichtdurchlässe die Aperturblende des Kondensors und gegebenenfalls zusätzlich im Kondensor vorhandene verstellbare Mehrfachblendensysteme eingestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbündel nach der Passage des Beleuchtungslichts durch das Objekt getrennt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht mittels eines Polarisators polarisiert ist, und jedes Lichtbündel mittels eines zugeordneten Analysators bezüglich seiner Intensität und somit Anteil am Summationsbild abschwächbar ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Lichtbündel einzeln in Bezug auf seine Färbung veränderbar und so in seinem Anteil am Summationsbild farblich veränderbar ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für eine moderate Schrägbeleuchtung die Lichtdurchlässe (2.1, 2.2 und ggf. 2.3) partiell abgedeckt werden.
10. Mikroskop mit Beleuchtungsapparat, Objekttisch mit Objekt, Tubus mit Okular und Objektiv zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dessen Beleuchtungsapparat mit einem Kondensor mit eine Blendenöffnung aufweisender Kondensorblende und der mit dem Objektiv zur Erzeugung einer Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Kondensor der Aperturblende (34) nachgeschaltet eine Ringblende mit mindestens zwei in einem Lichtringträger (2) angeordneten Lichtringen (2.1 und 2.2) vorgesehen ist, wobei das den inneren Lichtring 2.2 passierende Licht (3.2) das Objekt (5) in Art einer Phasenkontrastbeleuchtung durchleuchtet und zur Erzeugung eines Phasenkontrast-dominierten Bildes in der Ebene des Zwischenbildes von dem Objektiv (6) aufgenommen zur Ebene des Zwischenbildes (10) gelangt, und wobei das den äußeren Lichtring (2.1) passierende Licht (3.1) in Art einer Dunkelfeldbeleuchtung unter einem so spitzen Winkel an das Objekt (5) geführt ist, dass dieses Lichtbündel (3.1) nach Objektpassage außerhalb des Objektivs (6) weiter verlaufend nicht zur Aufhellung des Bilduntergrundes beiträgt, während das am Objekt (5) gestreute bzw. reflektierte Licht als Streulichtbündel (9.1) zur Erzeugung eines Dunkelfeldbild-dominierten Bildes über das Objektiv (6) zur Ebene des Zwischenbildes (10) gelangt, so dass in der Ebene des Zwischenbildes das auf der nullten Beugungsordnung basierende Phasenkontrast-dominierte Bild und das ohne Beteiligung des Beugungsmaximums der nullten Ordnung gebildete Dunkelfeld-dominierte Bild überlagernd zum Summationsbild interferieren, wobei die Öffnung des Lichtringe (2.1 und 2.2) nach Größe und Breite so dimensioniert sind, dass sich der eine Anteil des Beleuchtungslichts außerhalb des optisch wirksamen Objektivquerschnittes projiziert, während der andere Anteil kongruent zum Phasenring des Objektivs verläuft.
11. Mikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtringträger mehrere Lichtmasken (2) mit jeweils abgestimmten Lichtdurchlässen (Lichtringen 2.1. und 2.2, fakultativ Zentralöffnung 2.3) aufweist und zum auswählbaren Einstellen verdrehbar oder verschiebbar im Kondensor angeordnet ist, wobei die Lichtringe (2.1 und 2.2) nach Größe und Breite ihrer Öffnungen so groß dimensioniert sind, dass sich der innere Lichtring in den Phasenring des Objektivs projiziert, während der äußere Lichtring außerhalb des Objektivquerschnittes liegt.
12. Mikroskop nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum der jeweiligen Lichtmaske ein zusätzlicher flächiger oder ringförmiger Lichtdurchlass 2.3 zur Erzeugung von axialem oder paraaxialem Dunkelfeld angeordnet ist, und dass das von diesem hindurch gelassene, axial oder paraaxial verlaufende beleuchtende Strahlenbündel von einem im Objektiv oder unmittelbar oberhalb des Objektivs angeordneten optisch kongruenten Lichtstopper (7.2 bzw. 38, 38', 40, 40') vollständig oder partiell abgedeckt wird.
13. Mikroskop nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung des Lichtbündels vor der Passage des Objekts Lichtringe oder anders geformte separate Lichtdurchlässe unmittelbar nach oder vor der Aperturblende des Kondensors und vor dessen Linsensystem angeordnet sind.
14. Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere- und/oder innere Lichtring (2.1 und/oder 2.2) sowie der fakultative axiale Lichtdurchlass 2.3 mit einem ringförmigen oder jeweils mit einem teilringförmigen bzw. flächigen Spektralfilter ausgelegt sind, mit denen die Farbgebung jedes der Lichtbündel der beleuchtenden Lichtkomponenten unabhängig von Intensität oder Farbgebung der anderen variierbar ist.
15. Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensor mit einem Polarisationsfilter (13) als Polarisator versehen ist.
16. Mikroskop nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des im Kondensor vorgesehenen Polarisationsfilters (13) ein zweiter Polarisationsfilter (14) im Kondensor integriert ist, wobei beide Polarisationsfilter unabhängig voneinander drehbar gelagert sind.
17. Mikroskop nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lichtring (2.1) zusätzlich mit einem ringförmigen oder jeweils mit einem teilringförmigen Polarisationsfilter ausgelegt ist, so dass die Polarisationsebene jedes der Lichtbündel der beiden Lichtkomponenten unabhängig von Intensität oder Polarisationsebene der anderen variierbar ist.
18. Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ändern des Einfallwinkels des Beleuchtungslichts die Lichtdurchlässe zwischen konzentrisch und exzentrisch bzw. schräg wechselbar partiell abdeckbar sind.
19. Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen der exakten Projektionsgröße des jeweiligen Lichtringes an den jeweiligen Querschnitt des Objektivs (6) sowie die Größe und Lage von Phasenring (7 oder 7.1) und zur Anpassung der Projektionsfläche des fakultativen zentralen Lichtdurchlasses (2.3) an die Größe der fakultativen Lichtstopper (7.2, 38, 38', 40, 40') der Kondensor in der Höhe verstellbar ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der Kondensor zum Anpassen der exakten Projektionsgrößen der jeweiligen Lichtdurchlässe (2.1, 2.2 und 2.3) an den jeweiligen optisch wirksamen Querschnitt des Objektivs (6) sowie an die Größe und Lage von Phasenring (7 oder 7.1) und Lichtstopper (7.2, 38, 38', 40, 40') mit einem als Zoom-System mit variabler Schnittweite ausgebildeten Linsensystem versehen ist.
20. Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen der exakten Projektionsgröße des jeweiligen Lichtringes an den jeweiligen Querschnitt des Objektivs (6) sowie die Größe und Lage von Phasenring (7 oder 7.1) der Kondensor mit einem als Zoom-System mit variabler Schnittweite ausgebildeten Linsensystem versehen ist.
21. Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Objektiv (6) in oder unmittelbar nahe dessen hinterer Brennebene eine Irisblende vorgesehen ist, mit welcher die Objektivapertur variierbar ist.
22. Mikroskop mit Beleuchtungsapparat, Objekttisch mit Objekt, Tubus mit Okular und Objektiv zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dessen Beleuchtungsapparat mit einem Kondensor mit eine Blendenöffnung aufweisender Kondensorblende und der mit dem Objektiv zur Erzeugung einer Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektiv (6) ein katoptrisches oder katadioptrischen Spiegelobjektiv (30) mit zentrischem Fangspiegel (31.2) vorgesehen ist, dessen lichtundurchlässige Rückfront das zentrale Beleuchtungslicht partiell nach Passage durch das zwischen Objektträger (34) und Deckglas (35) eingebettete Objekt (5) so ausblendet, dass dieses Licht nicht in den Eintrittsquerschnitt des Objektivs (30) gelangt und so nicht zur Aufhellung des Bildhintergrundes beiträgt, wobei an dem Fangspiegel (31.2) der unter nicht zu steilem Winkel einfallende Anteil des Beleuchtungslichts den Phasenring (32) durchdringt, vom Zentralspiegel (31.1) zum Fangspiegel (31.2) reflektiert von diesem als Phasenkontrast-dominiertes Lichtbündel (3.2) zusammen mit dem am Objekt (5) gestreuten bzw. reflektierten Licht als Dunkelfeld-dominierten Lichtbündel (9) auf den objektivseitigen Lichtdurchlass (33) gespiegelt und über diesen zur Erzeugung des Phasenkontrast-dominierten Bildes zur Ebene des Zwischenbildes gelangen, und dass in der Ebene des Zwischenbildes das auf der nullten Beugungsordnung basierende Phasenkontrast-dominierte Bild und das ohne Beteiligung des Beugungsmaximums der nullten Ordnung gebildete Dunkelfeld-dominierte Bild überlagernd zum Summationsbild interferieren, wobei der kondensorseitige Lichtdurchlass und/oder die Aperturblende nach Größe und Breite so dimensioniert sind, dass der eine Anteil des Beleuchtungslichts am Randbereich des Fangspiegels (31.2) vorbei geleitet wird, während der andere Anteil an der Rückfront des Fangspiegels (31.2) geblockt ist.
23. Mikroskop nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrische Fangspiegel des Spiegelobjektivs mit einem an diesem anliegenden Phasenring versehen ist, wobei die Rückseite des Fangspiegels zum Abfangen des zentralen Teils des Beleuchtungslichts lichtundurchlässig ist.
24. Mikroskop mit Beleuchtungsapparat, Objekttisch mit Objekt, Tubus mit Okular und Objektiv zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dessen Beleuchtungsapparat mit einem Kondensor mit einer Blendenöffnung aufweisenden Kondensorblende und der mit dem Objektiv zur Erzeugung einer Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektiv ein Auflicht-Objektiv (26) mit als Auflicht-Illuminator (15) ausgebildetem Beleuchtungsapparat vorgesehen ist, wobei das Auflicht-Objektiv (26) abbildende Linsen und beleuchtende Elemente für Auflicht-Dunkelfeld aufweist, und dass dem Parallellicht abgebenden Auflicht-Illuminator (15) zum Erzeugen von ringförmig begrenztem Beleuchtungslicht ein einführbarer Ringblendenschieber (19) mit zumindest zwei Blendenringen nachgeschaltet ist, wobei das den inneren der Lichtringe passierende Licht als innere Beleuchtungslichtkomponente (21) nach Umlenkung durch einen halbdurchlässigen Spiegel (22) den Phasenring (27) durchdringt, das Objekt (25) über die Eingangslinsen in Art einer Phasenkontrastbeleuchtung und das den äußeren der Lichtringe passierende Licht als äußere Beleuchtungslichtkomponente (20) nach Umlenkung durch den halbdurchlässigen Spiegel (22) das Objekt (25) an den Eingangslinsen vorbei über einen nahe dem Objekt (25) vorgesehenen Ringspiegel (24) in Art einer Dunkelfeldbeleuchtung anleuchten, und wobei das am Objekt (25) reflektierte Licht zur Erzeugung eines Phasenkontrast-dominierten Bildes sowie das am Objekt (25) gestreute Licht zur Erzeugung eines Dunkelfeld-dominierten Bildes als bildgebendes Licht (29) über das Ausgangslinsensystem (28) zur Ebene des Zwischenbildes und zum Okular gelangen, und dass in der Ebene des Zwischenbildes das auf der nullten Beugungsordnung basierende Phasenkontrast-dominierte Bild und das ohne Beteiligung des Beugungsmaximums der nullten Ordnung gebildete Dunkelfeld-dominierte Bild überlagernd zum Summationsbild interferieren, wobei die Öffnungen der beiden Lichtringe nach ihrer Größe und Breite so dimensioniert sind, dass der eine Anteil des Beleuchtungslichts kongruent mit dem Phasenring in das zentral gelegene abbildende Objektivlinsensystem projiziert wird, während der andere Anteil außerhalb dieses Linsensystems durch die Außenzone des Objektivs verläuft.
25. Mikroskop nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflicht-Illuminator (15) mit einem Polarisationsfilter im Bereich der Lichtquelle (16) und zwei als Analysatoren wirkenden Polarisationsfiltern nahe dem halbdurchlässigen Spiegel (22) versehen ist, welche vorzugsweise drehbar angeordnet sind, so dass die Helligkeit sowohl der inneren wie auch der äußeren Beleuchtungslichtkomponenten (20 und 21) unabhängig voneinander regelbar sind.
26. Mikroskop mit Beleuchtungsapparat, Objekttisch mit Objekt, Tubus mit Okular und Objektiv zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dessen Beleuchtungsapparat mit einem Kondensor mit einer Blendenöffnung aufweisenden Kondensorblende und der mit dem Objektiv zur Erzeugung einer Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektiv ein Linsenobjektiv (6) vorgesehen ist, welches eine Phasenringplatte (7) mit einem Phasenring (7.1) und zusätzlich einen einführbaren transparenten Schieber (37) enthält mit einem nahe der Phasenplatte (7) in das Linsen-Objektiv (6) einführbaren scheiben- oder ringförmigen Lichtstopper (38, 38'), wobei in der Lichtmaske (2) des Kondensors (4) ein separater Lichtdurchlass (2.3) vorgesehen ist, welcher sich zu dem jeweiligen Lichtstopper (38, 38') optisch kongruent verhält.
27. Mikroskop nach Anspruche 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein lichtundurchlässiger Blendenschieber (37) mit vorzugsweise zwei nebeneinander liegenden, durch einen Mittelsteg (40 oder 40') voneinander getrennten Lichtblenden (39, 39', 39''), möglichst nahe der hinteren Objektivbrennebene in den Strahlengang einführbar ist, und dass in dem Kondensor (4) ein separater Lichtdurchlass (2.3) vorzusehen ist, welcher sich zu dem jeweiligen als Lichtstopper fungierenden Mittelsteg (40 oder 40') des Blendenschiebers (37) optisch kongruent verhält.
28. Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen des optisch wirksamen Durchmessers des Objektivquerschnitts an die Geometrie der beleuchtenden Strahlenbündel und zur Anpassung der Geometrie der Lichtdurchlässe an die Größe und Lage von Phasenringen und objektivseitigen oder objekitvnahen Lichtstoppern komplex wirkende verstellbare Blendensysteme dienen, bestehend aus einer Irisblende im fakultativ mit zusätzlichem Lichtstopper modifizierten Phasenkontrastobjektiv zur bedarfsweisen Verringerung des optisch wirksamen Objektivquerschnittes sowie bestehend aus mehreren konzentrisch angeordneten, in Größe und Lage verstellbaren Lichtblenden im Kondensor, mit denen Größe und Lage der Lichtdurchlässe (2.1, 2.2 und 2.3) stufenlos anpassbar sind.
29. Mikroskop nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Außendurchmesser dieser Lichtdurchlässe mit den Irisblenden bedarfsweise verkleinerbar und die jeweiligen Innendurchmesser der ringförmigen Lichtdurchlässe mit im Außendurchmesser verstellbaren lichtundurchlässigen Elementen vergrößerbar sind.

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