DE102012005911A1

DE102012005911A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer variablen Phasenkontrast-/Hellfeld-Beleuchtung

Info

Publication number: DE102012005911A1
Application number: DE201210005911
Authority: DE
Inventors: Timm Piper; Jörg Piper
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Um komplex Objektstrukturen mit Phasenkontrast-/Hellfeld-Abbildung im Mikroskop mit Vorteilen der Hellfeld- und Phasenkontrasttechnik unter Erhalt der Informationen beider Methoden ohne Qualitätsbeeinträchtigung darzustellen, durchdringt das Objekt ein erstes farbiges Lichtbündel in Phasenkontrastbeleuchtung. Ein zweites, andersfarbiges Lichtbündel wird nach Objektpassage in Hellfeldbeleuchtung am Phasenring des Objektivs vorbeigeleitet. Die Informationen eines Phasenkontrastbildes und eines Hellfeldbildes werden in der Zwischenbildebene zur Erzeugen eines Summationsbildes durch Interferenz zusammengeführt und sind mittels des Okulars betrachtbar. Dazu weist das Mikroskop nach der Aperturblende eine Lichtmaske mit inneren und äußeren Lichtdurchlass (2.1; 2.3; 2.2) auf. Das Licht (3.2) durch den äußeren Lichtdurchlass (2.2) durchleuchtet das Objekt (5) mit Phasenkontrastbeleuchtung und erzeugt ein Phasenkontrast-dominiertes Bild in der Zwischenbildebene. Das Licht (3.1; 3.3) durch den inneren Lichtdurchlass (2.1; 2.3) (3.1; 3.3) ist in Hellfeldbeleuchtung so geführt, dass es nach Objektpassage außerhalb des Phasenrings (7) im Objektiv verlaufend ein Hellfeldbildes in der Zwischenbildebene erzeugt. In der Zwischenbildebene interferieren des Hellfeld-dominierte Bild und das Phasenkontrast-dominierte Bild überlagernd zum Summationsbild.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines mikroskopischen Bildes eines Objekts mit Phasenkontrast-/Hellfeld-Beleuchtung, wobei die Beleuchtungsintensitäten von Phasenkontrastbild und von Hellfeldbild 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 Hellfeld-Beleuchtung eingerichtet sind, und bei dem Phasenkontrast- und Hellfeldbild 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 wellenoptischen 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. Wieter 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.
Mit den in DE 10.2011 054 106.3 dargestellten Techniken wurde die Aufgabenstellung gelöst, 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.
Sämtliche in DE 10.2011 002 303.6 und DE 10.2011 054 106.3 beschriebenen Techniken haben gemeinsam, dass ein zentrales (axiales) oder peripheres Dunkelfeldbild auf variable Weise mit einem Hellfeld- oder Phasenkontrastbild überlagert wird, so dass in jedem Fall ein Dunkelfeld-Partialbild in die Bildentstehung eingeht, bei welchem das Beugungshauptmaximum der 0. Ordnung ausgeschaltet ist. Bei jeder Abbildung, welche auf Beugungsnebenmaxima basiert, kann die Objektähnlichkeit des resultierenden Bildes verringert sein, so dass, vor allem im Grenzbereich der Auflösung des jeweiligen optischen Systems, zusätzliche Beugungsartefakte entstehen können, welche in einem korrespondierenden Bild, welches auf dem nullten Hauptmaximum beruht, nicht in gleichem Maße entstehen.
Daher ergibt sich als weitere Aufgabenstellung, die abbildungstechnischen Vorteile der Hellfeld- und Phasenkontrasttechnik in einem resultierenden Summationsbild dergestalt zu vereinen, dass alle relevanten visuellen Informationen beider Methoden in dem entstehenden Überlagerungsbild möglichst uneingeschränkt erhalten bleiben und qualitative Beeinträchtigungen der Abbildungsqualität, welche üblicherweise bei einer einfachen Überlagerung von Hellfeld- und Phasenkontrastbildern entstehen, vermieden werden. Auf diese Weise wird die Möglichkeit eröffnet, bei komplex strukturieren Objekten, welche aus optisch dünnen Phasenstrukturen und zusätzlichen optisch dichteren Absoptionsstrukturen bestehen, die vorhandenen Phasen- und Absorptionsunterschiede in einem Bild darzustellen, wobei die einander überlagerten und miteinander interferierenden Teilbilder ausschließlich auf Beugungsmaxima der nullten Ordnung aufbauen, so dass eine optimale Objektähnlichkeit der resultierenden Abbildung 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 Hellfeld-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, die eine bestimmte spektrale Färbung aufweist, wobei des Beleuchtungslicht bei Passage des Objektivs durch einen dort befindlichen Phasenring gegenüber den bildgebenden Strahlen in bekannter Weise phasenverzögert wird. Das Hellfeld-dominierte Teilbild wird mittels einer zweiten, in den Eintrittsquerschnitt des Objektivs eintretenden Lichtkomponente erzeugt, die eine bestimmte, gegenüber der Ersten andere spektrale Färbung aufweist, Diese Lichtkomponente wird zur Erzeugung des Hellfeld-Bildes in axialem Strahlengang zum Objekt geführt, oder verläuft von peripher in schrägem Winkel konzentrisch zum Objekt. Alternativ oder zusätzlich kann das Objekt in Ergänzung zur Phasenkontrastbeleuchtung von einem zweiten Lichthohlkegel in flacherem Winkel Hellfeld-artig durchleuchtet werden. Damit die in beiden Teilbildern (Hellfeld und Phasenkontrast) enthaltenen Informationen bei einer solchen Überlagerung voll erhalten bleiben und vom Beobachter somit auch getrennt wahrgenommen werden können, müssen die beiden das Hellfeld- und das Phasenkontrastbild erzeugenden beleuchtenden Lichtkomponenten in unterschiedlichen, visuell gut unterscheidbaren Farben, beispielsweise Rot und Blau, oder zwei Komplementärfarben gefiltert werden. In der Ebene des Zwischenbildes überlagern die auf der nullten Ordnung basierenden Durchleuchtungsbilder der Phasenkontrast- und Hellfeldkomponente, 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 voll erhalten. In Weiterbildung erhalten sowohl das Phasenkontrast-dominierte Teilbild wie auch das Hellfeld-dominierte Teilbild mittels polarisationsoptischer Mittel unterschiedliche polarisationsoptische Eigenschaften, so dass durch Verdrehen der eingesetzten Polarisationsfilter deren Helligkeiten auch stufenlos veränderbar sind. 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. Hellfeld-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 Hellfeld zugeordneten Lichtkomponente rechtwinklig oder in schrägem Winkel beleuchtet. Durch diese Art der Bildentstehung lassen sich vor allem bei „Problemobjekten” wechselnder optischer Dichte und Schichtdicke Umrissstrukturen wie auch innere Strukturen deutlicher sichtbar machen, als das beim bloßen Phasenkontrast oder alleinigen Hellfeld 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 das Phasenkontrastbild erzeugende Kondensor-Lichtring so zu dimensionieren, dass er sich optisch kongruent zu dem Phasenring des Objektivs verhält. Zusätzlich ist ein zweiter Lichtdurchlass vorzusehen, welcher der Hellfeldbeleuchtung dient. Dieser besteht aus einer Perforation im Zentrum des Phasenkontrast-erzeugenden Lichtringes, wenn axiales Hellfeld beigesteuert werden soll, oder es ist außerhalb des Phasenkontrast-erzeugenden Lichtringes ein im Durchmesser größer bemessener Lichtring vorzusehen, welcher einer konzentrischen peripheren Hellfeldbeleuchtung dient. Die beiden Phasenkontrast und Hellfeld erzeugenden Lichtdurchlässe sind im Kondensor mit unterschiedlichen Farben zu filtern, wobei zur Farbfilterung einfache Farbfilter oder schmalbandige monochromatische (monochrome) Filter verwendet einsetzbar sind; für besonders strukturierte Objekte eignen sich auch Verlauffilter Das Objekt wird dabei über einen konzentrisch unter relativ steilem Winkel einfallenden Lichthohlkegel aus alten Raumrichtungen Phasenkontrast-ähnlich durchleuchtet, gleichzeitig erfolgt mit einer zusätzlichen zentralen Lichtöffnung in rechtem Winkel eine axiale oder mit einem Lichthohlkegel des sich nach außen anschließenden separaten Anteils des Beleuchtungslichts eine Hellfeldbeleuchtung unter einem nicht so steilen Winkel als konzentrische Schrägbeleuchtung. Dabei kann der optisch wirksame Außendurchmesser des jeweils außen befindlichen Lichtringes und hiermit die verbleibende Breite zugehörigen beleuchtenden Lichtkomponente 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 Kondensorlichtdurchlasses die Relativ-Anteile des Phasenkontrast- und Hellfeldbildes an der Bildentstehung. Wenn eine axiale Hellfeldbeleuchtung mit Phasenkontrast kombiniert wird, erzeugt der äußere Lichtring das Phasenkontrast bald. Je schmaler dieser Lichtring ausfällt, d. h. je kleiner dessen Fläche ist, desto mehr dominiert die Hellfeld-Komponente und desto heller wird der Bilduntergrund sein, je breiter dieser Lichtring gehalten wird, desto mehr kann des Bild einen Phasenkontrast-Aspekt annehmen. Abhängig vom Flächenverhältnis beider Lichtdurchlässe können somit unterschiedliche Kontrastierungseffekte realisiert werden. Wenn eine periphere Hellfeldbeleuchtung mit Phasenkontrast kombiniert wird, erzeugt der äußere Lichtring das Hellfeldbild. Je schmaler dieser Hellfeld-erzeugende Lichtring ausfällt, d. h. je kleiner dessen Fläche ist, desto mehr dominiert die Phasenkontrast-Komponente und desto dunkler wird der Bilduntergrund sein. Wenn bei einer solchen Anordnung die gesamte Durchtrittsfläche des äußeren Lichtringes von der höhergradig geschlossenen Aperturblende überdeckt wird, verbleibt eine reine Phasenkontrastbeleuchtung. Eine stufenlose und unabhängig voneinander erfolgende Verstellung sämtlicher Durchmesser der vorhandenen Lichtdurchlässe ist dabei vorteilhaft. Solche in Größe und Fläche variable Lichtdurchlässe können auch als ”multifunktionale Lichtdurchlässe” für Objektive mit unterschiedlich dimensionierten Phasenringen und Querschnittsflächen eingesetzt werden, so dass auf ein Set mehrerer unterschiedlich dimensionierter Einzelkombinationen verzichtet werden kann.
Um eine exzentrische Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung aus definierten Raumrichtungen zu erreichen, werden ein oder beide Lichtdurchlässe im Kondensor bei der vorbeschriebenen Anordnung partiell abgedeckt, so dass lediglich schmale Segmente der jeweiligen Lichtdurchlässe zur Objektbeleuchtung beitragen. Auch bei dieser optischen Anordnung kann die Gewichtung der jeweiligen Teilbilder und somit der Charakter des resultierenden Überlagerungsbildes 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 Hellfeldbilder im Kondensor vorgesehen sein, bei denen Breite, Länge und Position (Raumwinkel) stufenlos veränderbar sind. Das 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 eines Hellfeld erzeugenden Lichtsegmentes auch eine Anpassung der beleuchtenden Hellfeld-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 für Phasenkontrast ringförmig angeordnet sind und diejenigen für Hellfeld aus einer zentrischen Perforation oder einem größer dimensionieren Lichtring bestehen, je nachdem, ob eine axiale oder konzentrisch periphere Helifeldbeleuchtung beigemischt werden soll. Sämtliche Blendenöffnungspaare sind nach Größe und Breite ihrer Öffnungen so dimensioniert, dass sich der eine Lichtring jeweils in den Phasenring des Objektivs projiziert, während der andere Lichtdurchlass außerhalb des Phasenrings liegt. Mittels dieser so gestalteten Blenden ist es möglich, zu jedem verwendeten Objektiv im Falle unterschiedlich großer Phasenringe oder Objektiv-Querschnittsflächen jeweils ein passendes Lichtdurchlasspaar im Kondensor vorzusehen.
Für eine vorteilhafte Weiterbildung ist der Kondensor zum Anpassen der exakten Projektionsgröße der jeweiligen Lichtdurchlässe 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-Lichtdurchlässe 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 Lichtdurchlässe 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 jeweils äußeren Beleuchtungskomponente mit Hilfe der Aperturblende und/oder durch leichte Veränderungen der Position bzw. Exzentrizität des zugehörigen äußeren Lichtringes variiert werden. Mit Hilfe eines Einstell-Okulars können die jeweiligen Justierungsverhältnisse bei allen vorbeschriebenen Ausführungsvarianten visuell kontrolliert werden.
Die jeweils vorhandenen äußeren und inneren Lichtdurchlässe des Kondensors sind mit unterschiedlichen Spektralfiltern zu versehen, damit den beiden Phasenkontrast und Hellfeld erzeugenden Lichtkomponenten unterschiedliche Lichtwellenlängen und damit unterschiedliche Farben zugewiesen werden. 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 und wechselseitige Störungen der einander überlagerten Hellfeld- und Phasenkontrast-Teilbilder werden wirksam unterbunden. Auch sind als Filter ringförmige, teilringförmige oder flächige Polarisationsfilter vorgesehen, die mit einem zweiten drehbaren Polarisationsfilter zusammenwirken, der unterhalb im Kondensor oder direkt unterhalb des Kondensors integriert ist. Dabei sind die jeweiligen 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 geeignete Objektive für Auflicht vorgesehen, welche in Abweichung zu ihrer üblichen Ausgestaltung mit einem zusätzlichen Phasenring versehen sind, so dass ein Auflicht-basiertes variables Phasenkontrast-Hellfeld erzeugt wird. Dazu werden im Auflicht-Illuminator zwei unterschiedlich beleuchtende Lichtkomponenten erzeugt, deren eine axial oder peripher geführt außerhalb des Phasenringes verläuft und in üblicher Weise ein axiales oder bedarfsweise ein konzentrisch-peripher beleuchtetes Auflicht-Hellfeldbild generiert. Gleichzeitig ist der andere Anteil des beleuchtenden Lichtbündels so ausgebildet und justiert, dass er ebenfalls die bildgebenden Objektivlinsen durchläuft, aber 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 Hellfeldbilder 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).
Bei diesen beschriebenen Auflicht-basierten Methoden werden Farb-Doppelkontraste erzeugt, indem die beiden beleuchtenden Strahlenkomponenten, welche die jeweiligen Phasenkontrast- und Hellfeld-analogen Teilbilder generieren, in unterschiedlichen Farben gefiltert werden. Auch kann – wie bei sonstigen Beleuchtungsarten möglich – bei den hier vorgestellten Varianten eine weitere Optimierung der Abbildungsqualität durch zweifarbige monochromatische Filterung des Beleuchtungslichts erreicht werden, wodurch etwa vorhandene chromatische Restabbildungsfehler im gesamten optischen System minimiert 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. Für besondere Verhältnisse könnten sich auch Verlauffilter eignen.
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.
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 Hellfeld erzeugenden Strahlenbündels 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 für axiales Hellfeld. Im Durchmesser verstellbare lichtundurchlässige Elemente können zusätzlich eine bedarfsweise Vergrößerung des jeweiligen Innendurchmessers vorhandener Lichtringe ermöglichen. Damit wird ein flexibles Anpassen der jeweiligen beleuchtenden Strahlenbündel an die Geometrie des jeweiligen Phasenrings und Objektivquerschnitts ermöglicht.
Schrägbeleuchtungen aus frei definierbaren Raumrichtungen können sowohl für das Phasenkontrastbild als auch für das periphere und axiale Hellfeldbild erzeugt werden, wenn die jeweiligen Lichtdurchlässe im Kondensor partiell abgedeckt werden.
Sollen axiale Beleuchtungsstrahlen eine lotrechte Objektdurchleuchtung in axialem Hellfeld realisieren und soll gleichzeitig eine aus allen Raumrichtungen erfolgende periphere 360°-Hellfeldbeleuchtung des Objektes erreicht werden, kann anstelle einer mit zwei Lichtdurchlässen versehenen Kondensor-Lichtmaske auch eine wietergehend modifizierte Lichtmaske vorgesehen werden, welche neben einer zentralen Perforation für axiales Hellfeld nicht nur einen Lichtring für Phasenkontrast, sondern zusätzlich noch einen zweiten größeren Lichtring für peripheres konzentrisches Hellfeld enthält.
Zweckmäßigerweise werden auch die Justierungsverhältnisse solcher mit drei Lichtdurchlässen versehener Lichtmasken mit Hilfe einer Einstelllupe visuell kontrolliert.
Unter den zuletzt skizzierten Voraussetzungen wird das Objekt in einem axialen und einem schräg-peripheren Hellfeld beleuchtet, wobei sich die beiden so generierten Hellfeldbilder mit einem simultanen Phasenkontrastbild überlagern. Bei Bedarf kann der Querschnitt der beleuchtenden äußeren 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.
Das Wesen der Erfindung wird anhand der in den 1 bis 11 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; dabei zeigen:
1: Mikroskop mit zwei unterschiedlich angeordneten Lichtdurchlässen im Kondensor zur Erzeugung von variabler Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung, basierend auf axialem Hellfeld und Phasenkontrast;
2: Ausführungsbeispiel einer geeigneten, auf einem Schieber zur Einführung in den Kondensor angeordneten Lichtmaske für variable Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung gemäß 1, bestehend aus einer zentralen Perforation für axiales Hellfeld und einem zusätzlichen Lichtring für Phasenkontrast;
3: Kontrollbild bei Justage des Mikroskops nach 1 mit Einstelllupe bei variablem Phasenkontrast-Hellfeld (zentrischer Lichtdurchlass für axiale Hellfeldbeleuchtung);
4: Polarisationsoptische Weiterbildungen der Kondensor-Lichtdurchlässe für variable Phasenkontrast-Hellfeld mit axialer Hellfeldbeleuchtung;
5: Mikroskop mit zwei unterschiedlich angeordneten Lichtdurchlässen im Kondensor zur Erzeugung von variabler Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung mit peripherem konzentrischen Hellfeld und Phasenkontrast;
6: Ausführungsbeispiel einer geeigneten, auf einem Schieber zur Einführung in den Kondensor angeordneten Lichtmaske für variable Phasenkontrast-Dunkelfeld-Beleuchtung gemäß 5, mit äußerem Lichtring für peripheres Hellfeld aus mehreren ringförmig angeordnete Einzelperforationen und inneren Lichtring für Phasenkontrast;
7: Kontrollbild bei Justage eines Mikroskops nach 5 mit Einstelllupe bei variablem Phasenkontrast-Hellfeld mit ringförmigen Lichtdurchlässe für Phasenkontrast und peripher-konzentrische Hellfeldbeleuchtung;
8: Polarisationsoptische Weiterbildungen der Kondensor-Lichtdurchlässe für variable Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung, basierend auf peripherem konzentrischem Hellfeld;
9: Konstruktionsskizzen für Lichtdurchlässe zur simultanen Erzeugung von axialem Hellfeld sowie Phasenkontrast gemäß 1 und 2, bei denen der im Zentrum befindliche Lichtdurchlass für axiales Hellfeld und/oder der sich hieran anschließende Lichtring zur Erzeugung des Phasenkontrastbildes mittels Irisblenden in der Breite verstellbar sind;
10: Konstruktionsskizzen für Lichtdurchlässe zur simultanen Erzeugung von konzentrisch-peripherem Hellfeld sowie Phasenkontrast gemäß 5 und 6, bei denen der innere Lichtring für Phasenkontrast und/oder der sich hieran anschließende Lichtring zur Erzeugung der peripheren Hellfeldbeleuchtung mittels Irisblenden in der Breite verstellbar sind;
11: Mikroskop mit Auflicht-Illuminator und konzentrischem Strahlengang, eingerichtet für variable Phasenkontrast-Hellfeldbeleuchtung, basierend auf axialem Hellfeld (schematisch).
12: Mikroskop mit Auflicht-Illuminator und konzentrischem Strahlengang, eingerichtet für variable Phasenkontrast-Hellfeldbeleuchtung, basierend auf konzentrisch-peripherem Hellfeld (schematisch).
1 zeigt schematisiert den Strahlengang im Mikroskop für variable Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung, basierend auf axialem Hellfeld. Von der Lichtquelle 1 geht ein Lichtbündel zu den beiden auf der kondensorseitigen Lichtmaske 2 befindlichen Kondensor-Lichtdurchlässen 2.1 und 2.2 (2.1 für axiales Hellfeld, 2.2 für Phasenkontrast), so dass zwei Beleuchtungslichtbündel erzeugt werden, ein inneres, axiales Hellfeld erzeugendes Lichtbündel 3.1 und ein äußeres, Phasenkontrast-erzeugendes Lichtbündel 3.2. Beide Lichtbündel gelangen zur Kondensor-Optik 4 und treffen auf das Objekt bzw. den Objektträger 5. Der beleuchtende Phasenkontrast-erzeugende Lichtkonus 3.2 trifft nach Passieren der Objektivlinsen 6 auf den Phasenring 7, welcher auf einer Phasenringplatte 8 in der hinteren Objektivbrennebene eingelassen ist. Das von der zentrischen Perforation 2.1 der Kondensorlichtmaske 2 durchgelassene Beleuchtungslicht 3.1 verläuft in der optischen Achse am Phasenring vorbei, hellt den Bilduntergrund auf und bildet die Grundlage für das axiale Hellfeldbild. Das von dem äußeren Kondensorlichtring durchgelassene Licht 3.2 gelangt nach Durchstrahlung des Objekts 5 zum Objektiv 6 und bildet als Lichtbündel 3.2 die Grundlage für das Phasenkontrastbild. Als gemeinsames bildgebendes Lichtbündel 9, bestehend aus einer dem axialen Hellfeld zugeordneten und einer weiteren, dem Phasenkontrast zugeordneten Beleuchtungskomponente, 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 Hellfeld-dominierte Bild und bilden durch Interferenz in variabler Phasenkontrast-/Hellfeldbeleuchtung das strukturierte Summationsbild mit höherem Differenzierungsgrad und verbesserter Tiefendarstellung, welches über das Okular 11 mit dem Auge 12 betrachtet werden kann.
Wie 2 am Beispiel eines Blendenschiebers zeigt, sind die Kondensorblenden zur Erzeugung von variabler Phasenkontrast-Hellfeldbeleuchtung, basierend auf axialem Hellfeld, als konzentrisch angeordnetes Blendenpaar vorzusehen. Der äußere 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 Lichtringen erforderlich, um eine Anpassung an die jeweiligen Phasenringe der unterschiedlichen Objektive vornehmen zu können. Die innere Perforation 2.1 ist so zu dimensionieren, dass ein gleichzeitiges axiales Hellfeldbild erzeugt werden kann, dessen Intensität das korrespondierende Phasenkontrastbild nicht vollständig überspielt. Da bei Phasenkontrast das Beleuchtungslicht durch die Passage des Phasenringes nicht nur phasenverschoben, sondern auch in seiner Amplitude (= Intensität) abgeschwächt wird, wohingegen bei Hellfeldbeleuchtung überwiegend das außerhalb des Phasenringes durch das Objektiv gehende Licht bildgebend ist, liegt bei gleichbleibender Intensität der Lichtquelle die Helligkeit eines Phasenkontrastbildes deutlich unter derjenigen eines Hellfeldbildes. Daher ist bei der optischen Auslegung geeigneter Blendenpaare zur Erzeugung von ausgewogenen Phasenkontrast-Hellfeld-Bildern zu gewährleisten, dass eine erforderliche Helligkeitsangleichung von Phasenkontrast- und Hellfeldbeleuchtung vorgenommen wird. Dies lässt sich erreichen, indem die innere Perforation 2.1 im Verhältnis zur Gesamtfläche des Lichtringes 2.2 hinreichend kleinflächig gehalten wird. Damit die komplementären Bildinformationen der Phasenkontrast- und Hellfeld-Teilbilder im Summationsbild erhalten bleiben, sind die Lichtdurchlässe für axiales Hellfeld (2.1) und Phasenkontrast (2.2) in unterschiedlichen Farben zu filtern, so beispielsweise der axiale Durchlass 2.1 in Rot und der Lichtring 2.2 in Blau.
3 zeigt die korrekte Justierung des vorgezeigten Kondensorlichtrings bei Beobachtung durch eine Phasenkontrast-Einstell-Lupe (Einstell-Okular zur Justierungskontrolle). Der äußere Phasenkontrast-erzeugende Lichtring 2.2 hat mit dem Phasenring 7 des Objektivs in Deckung zu sein; die innere Perforation 2.1 hat sich in die Mitte des Objektivquerschnitts zu projizieren.
Mit polarisationsoptischen Mitteln können zusätzlich auch die Gewichtungen der Lichtkomponenten für die Phasenkontrast-dominierten und die Hellfeld-dominierten Bilder bewerkstelligt werden (4). Dazu wird der das Objekt durchleuchtende und das Phasenkontrast-dominierte Bild generierende äußere Lichtring 2.2 mit relativ klein dimensioniertem ringförmigen Polarisationsfilter 13 ausgelegt. Die innere, axiales Hellfeld erzeugende Perforation 2.1 wird mit einem scheibenförmigen Polarisationsfilter 14 bestückt. Ein weiterer Polarisationsfilter 15 in üblicher Ausführung ist drehbar weiter unterhalb im beleuchtenden Strahlengang zu platzieren. Oberhalb der kondensorseitigen Lichtmaske 2, welche das Beleuchtungslicht für die beiden Phasenkontrast- und hellfeldanalogen Teilbilder erzeugt, befindet sich kein Analysator. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass doppelbrechende Strukturen in gleicher Weise kontrastierbar sind, wie nicht doppelbrechende Objekte.
Werden die beiden Polarisationsfilter 13 und 14 so orientiert, dass die beiden Polarisationsebenen zueinander gekreuzt sind, können durch Verdrehen des darunter befindlichen Polarisationsfilters 15 die Helligkeiten sowohl des Phasenkontrast-dominierten wie auch des Hellfeld-dominierten Teilbildes stufenlos gegenläufig verändert werden. Eine noch weitergehende unabhängige Regulierung der Helligkeit beider Teilbilder wird dadurch erreicht, dass zumindest einer der beiden ring- bzw. plattenförmigen Polarisationsfilter 13 und 14 im Doppellichtring des Kondensors drehbar gelagert ist. Unter technisch-konstruktiven Aspekten bietet sich zur leichteren Justierung an, den äußeren ringförmigen Polarisationsfilter 13 des Lichtringes 2.2 mit einer stufenlos verstellbaren Ringfassung zu versehen. Dadurch kann die Intensität der Lichtkomponente für das Hellfeld-dominierte Teilbild mit Hilfe des unter dem Kondensor befindlichen drehbaren Polarisationsfilters 15 justiert und anschließend die Intensität des Phasenkontrastbildes durch Drehen des Ringpolarisators 13 stufenlos verändert werden. Dies eröffnet die Möglichkeit einer stufenlosen Anpassung der Intensität der Licht-Komponente für das Phasenkontrast-dominierte Teilbild durch alleinige Rotation des ringförmigen Polarisationsfilters 13 sowie einer stufenlosen Helligkeitsanpassung beider Teilbilder.
5 zeigt schematisiert den Strahlengang im Mikroskop für variable Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung, basierend auf konzentrisch-peripherer Hellfeldbeleuchtung. Von der Lichtquelle 1 geht ein Lichtbündel zu den beiden auf der kondensorseitigen Lichtmaske 2 befindlichen konzentrischen Kondensor-Lichtringen 2.2 und 2.3 (2.2 für Phasenkontrast, 2.3 für Hellfeld), so dass zwei Beleuchtungslichtbündel erzeugt werden, ein inneres, Phasenkontrast erzeugendes Lichtbündel 3.2 und ein äußeres, Hellfeld-erzeugendes Lichtbündel 3.3. Beide Lichtbündel gelangen zur Kondensor-Optik 4 und treffen auf das Objekt bzw. den Objektträger 5. Der beleuchtende Phasenkontrast-erzeugende Lichtkonus 3.2 trifft nach Passieren der Objektivlinsen 6 auf den Phasenring 7, welcher auf einer Phasenringplatte 8 in der hinteren Objektivbrennebene eingelassen ist. Das von dem äußeren Lichtring 2.3 der Kondensorlichtmaske 2 durchgelassene Beleuchtungslicht 3.3 verläuft von peripher kommend in schrägem Winkel am Phasenring vorbei, hellt den Bilduntergrund auf und bildet die Grundlage für das Hellfeldbild. Des von dem inneren Kondensorlichtring durchgelassene Licht 3.2 gelangt nach Durchstrahlung des Objekts 5 zum Objektiv 6 und bildet als Lichtbündel 3.2 die Grundlage für das Phasenkontrastbild. Als gemeinsames bildgebendes Lichtbündel 9, bestehend aus einer dem peripheren Hellfeld zugeordneten und einer weiteren, dem Phasenkontrast zugeordneten Beleuchtungskomponente, 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 Hellfeld-dominierte Bild und bilden durch Interferenz in variabler Phasenkontrast-/Hellfeldbeleuchtung das strukturierte Summationsbild mit höherem Differenzierungsgrad und verbesserter Tiefendarstellung, welches über das Okular 11 mit dem Auge 12 betrachtet werden kann.
Wie 6 am Beispiel eines Blendenschiebers zeigt, sind die Kondensorblenden zur Erzeugung von variabler Phasenkontrast-Hellfeldbeleuchtung, basierend auf konzentrisch-peripherer Hellfeldbeleuchtung als konzentrisch angeordnetes Ringblendenpaar 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 Lichtringen erforderlich, um eine Anpassung an die jeweiligen Phasenringe der unterschiedlichen Objektive vornehmen zu können, Der äußere Lichtring 2.3 ist so zu dimensionieren, dass gleichzeitig eine konzentrisch von peripher einstrahlende Hellfeldbeleuchtung erzeugt werden kann, wobei die Intensität des so generierten Hellfeldbildes das korrespondierende Phasenkontrastbild nicht vollständig überspielt. Da bei Phasenkontrast das Beleuchtungslicht durch die Passage des Phasenringes nicht nur phasenverschoben, sondern auch in seiner Amplitude (= Intensität) abgeschwächt wird, wohingegen bei Hellfeldbeleuchtung überwiegend das außerhalb des Phasenringes durch das Objektiv gehende Licht bildgebend ist, liegt bei gleichbleibender Intensität der Lichtquelle die Helligkeit eines Phasenkontrastbildes deutlich unter derjenigen eines Hellfeldbildes. Daher ist bei der optischen Auslegung geeigneter Blendenpaare zur Erzeugung von ausgewogenen Phasenkontrast-Hellfeld-Bildern zu gewährleisten, dass eine erforderliche Helligkeitsangleichung von Phasenkontrast- und Hellfeldbeleuchtung vorgenommen wird. Dies lässt sich erreichen, indem die Fläche des äußeren Lichtringes 2.3 im Verhältnis zur Fläche des Lichtringes 2.2 hinreichend klein gehalten wird. Um eine hinreichende Reduktion dieser Fläche zu gewährleisten, können anstelle eines durchgehenden äußeren Lichtringes auch mehrere kleinflächige Perforationen ringförmig angeordnet werden, wie in 6 gezeigt wird. Damit die komplementären Bildinformationen der Phasenkontrast- und Hellfeld-Teilbilder im Summationsbild erhalten bleiben, sind die Lichtdurchlässe für peripheres Hellfeld 2.3 und Phasenkontrast 2.2 in unterschiedlichen Farben zu filtern, so beispielsweise die Ringanordnung 2.3 Rot und Lichtring 2.2 Blau. Es versteht sich dabei von selbst, dass für besondere Strukturen auch entsprechende Verlauffilter einsetzbar sind.
7 zeigt die korrekte Justierung des in 6 gezeigten Kondensorlichtringes 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; die äußeren ringförmig angeordneten Perforationen 2.3 haben sich konzentrisch hierzu in die periphere Außenzone des Objektivquerschnitts zu projizieren.
Auch bei der auf peripherem Hellfeld basierenden Ausführungsvariante gemäß der 5 und 6 können die Gewichtungen der Lichtkomponenten für die Phasenkontrast-dominierten und die Hellfeld-dominierten Bilder zusätzlich mit polarisationsoptischen Mitteln bewerkstelligt werden (8). Dazu wird der das Objekt durchleuchtende und das Phasenkontrast-dominierte Bild generierende innere Lichtring 2.2 mit einem relativ klein dimensionierten ringförmigen Polarisationsfilter 13 ausgelegt. Der äußere, peripheres Hellfeld erzeugende Lichtring 2.3 wird mit einem größer dimensionierten ringförmigen Polarisationsfilter 16 bestückt. Ein weiterer Polarisationsfilter 15 in üblicher Ausführung ist drehbar weiter unterhalb im beleuchtenden Strahlengang zu platzieren. Oberhalb der kondensorseitigen Lichtmaske 2, welche das Beleuchtungslicht für die beiden Phasenkontrast- und hellfeld-analogen Teilbilder erzeugt, befindet sich kein Analysator. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass doppelbrechende Strukturen in gleicher Weise kontrastierbar sind, wie nicht doppelbrechende Objekte.
Werden die beiden Polarisationsfilter 13 und 16 so orientiert, dass die beiden Polarisationsebenen zueinander gekreuzt sind, können durch Verdrehen des darunter befindlichem Polarisationsfilters 15 die Helligkeiten sowohl des Phasenkontrast-dominierten wie auch des Hellfeld-dominierten Teilbildes stufenlos gegenläufig verändert werden. Eine noch weitergehende unabhängige Regulierung der Helligkeit beider Teilbilder wird dadurch erreicht, dass zumindest einer der beiden ringförmigen Polarisationsfilter 13 und 16 im Doppellichtring des Kondensors drehbar gelagert ist. Unter technisch-konstruktiven Aspekten bietet sich zur leichteren Justierung an, den äußeren ringförmigen Polarisationsfilter 16 des Lichtringes 2.3 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 15 justiert und anschließend die Intensität des Hellfeldbildes durch Drehen des Ringpolarisators 16 stufenlos verändert werden. Dies eröffnet die Möglichkeit einer stufenlosen Anpassung der Intensität der Licht-Komponente für das Phasenkontrast-dominierte Teilbild durch alleinige Rotation des ringförmigen Polarisationsfilters 16 sowie einer stufenlosen Helligkeitsanpassung beider Teilbilder.
Sofern der verwendete Kondensor, welcher gemäß der in den 1 und 5 gezeigtem Strahlengangsskizzen mit modifizierten Lichtmasken für variable Phasenkontrast-Hellfeldbeleuchtung ausgestattet ist, über eine Irisblende verfügt, welche sich nahe der Kondensor-Lichtmaske befindet und als Aperturblende wirkt, kann die verbleibende Durchtrittsfläche des jeweiligen äußeren Lichtringes durch moderate Verringerung der Aperturblendenöffnung in kleinen Schritten reduziert werden, indem die Außenzone dieses Lichtringes durch die schrittweise verengte Aperturblende zunehmend abgedeckt wird. Auf diese Weise kann bei der Anordnung gemäß 1 die Phasenkontrast-Komponente und bei einer Anordnung gemäß 5 die Hellfeldkomponente in ihrer Intensität abgeschwächt werden, so dass die jeweils zusätzlich vorhandene komplementäre Beleuchtungsart an Dominanz gewinnt. Weitergehende Regulierungen der Beleuchtungsintensitäten können mit unterschiedlich konzipierten Doppelblendensystemen erreicht werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele für Doppelblendensysteme, welche der separaten Regulierung der Beleuchtungsintensitäten von Phasenkontrast und axialem Hellfeld dienen, werden in den 9 gezeigt. Der zentral im Verlauf der optischen Achse gelegene Lichtdurchlass 2.1 zur Erzeugung des axialen Hellfeldbildes 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 2.1 zur Erzeugung der axialen Hellfeldbeleuchtung 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 und b gezeigter Irisblenden ergibt sich ein Doppelblendensystem, bei welchem sowohl der zentrale Lichtdurchlass für axiales Hellfeld 2.1 als auch der für Phasenkontrast erforderliche Lichtring 22 hinsichtlich der jeweiligen Öffnungsflächen mittels Irisblenden stufenlos verstellbar sind (9c). Grundsätzlich können bei allen gezeigten Ausführungsvarianten gemäß den 9a–c die jeweiligen äußeren Lichtringe 2.2, welche der Erzeugung eines Phasenkontrastbildes dienen, mittels der Aperturblende bei Erfordernis verschmälert werden.
In analoger Weise können auch modifizierte Lichtmasken zur Erzeugung von Phasenkontrast und konzentrisch-peripherem Hellfeld mit Doppelblendensystemen versehen werden. Entsprechende Ausführungsbeispiele für solche Doppelblendensysteme, welche der separaten Regulierung der Beleuchtungsintensitäten von Phasenkontrast und peripherem Hellfeld dienen, werden in den 10 gezeigt. Der innere Lichtring 2.2 zur Erzeugung des Phasenkontrastbildes kann mittels einer klein dimensionierten Irisblende in seinem Durchmesser verstellt werden. Der sich nach außen anschließende Lichtring bzw. entsprechend ringförmig angeordnete Perforationen 2.3 zur Erzeugung des peripheren Hellfeldbildes können von konstanter Breite sein, wenn sich an die innere Irisblende eine fixierte Lichtmaske anschließt, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der zentralen Irisblende entspricht (10a). In umgekehrter Weise kann der innere Lichtring 2.2 zur Erzeugung der Phasenkontrastbeleuchtung von konstanter Größe sein, während der sich nach außen anschließende ringförmige Lichtdurchlass bzw. die Gesamtfläche entsprechend angeordneter Perforationen 2.3 für die periphere Hellfeldbeleuchtung durch eine Irisblende verringern lässt (10b). Durch Kombination beider in den 9a und b gezeigter Irisblenden ergibt sich ein Doppelblendensystem, bei welchem sowohl der innere Lichtring für Phasenkontrast 2.2 als auch die für peripheres Hellfeld erforderliche Ringanordnung 2.3 hinsichtlich der jeweiligen Öffnungsflächen mittels Irisblenden stufenlos verstellbar sind (10c).
Ein für die Technik mit einem variablen Phasenkontrast-Hellfeld eingerichteter Auflicht-Illuminator, basierend auf axialem Hellfeld, ist in 11 schematisch dargestellt. Analog zu Mikroskopen mit durchfallendem Licht wird im Auflicht-Illuminator 17 das von der Lichtquelle 18 kommende Licht im nachgeschalteten Linsensystem 19, welches als Kollektor und Kondensor wirkt, parallelisiert. Eine fakultative Aperturblende 20 erlaubt das Anpassen der Beleuchtungsapertur. Mittels eines einführbaren Doppelblendenschiebers 21 mit einer in der optischen Achse gelegenen inneren Perforation für axiale Auflicht-Hellfeldbeleuchtung und einem äußeren Lichtring für Auflicht-Phasenkontrast werden die beiden beleuchtenden Lichtkomponenten 22 und 23 des Beleuchtungslichts ausgeblendet, d. h. sie können die Lichtmaske selektiv passieren, und werden über einen halbdurchlässigen Spiegel 24 auf das Objekt 25 umgelenkt. Dabei wird das äußere ringförmige Strahlenbündel des Beleuchtungslichts 22 zum Erzeugen eines Auflicht-Phasenkontrastbildes im Objektiv 26 durch den Phasenring auf der Phasenplatte 27 geleitet. Der am Objekt 25 reflektierte Lichtanteil lässt das Phasenkontrast-dominierte Bild entstehen. Das innere axiale Strahlenbündel 23 des Beleuchtungslichts durchläuft das Objektiv 26, ohne den Phasenring zu tangieren und lässt so im Auflicht ein simultanes Hellfeldbild entstehen. Beide Bilder werden durch den halbdurchlässigen Spiegel 24 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 20 oder an anderer ggf. frei wählbarer Stelle partiell abgedeckt bzw. ausgeblendet, kann die Beobachtung auch in Schrägbeleuchtung durchgeführt werden.
Ebenso wie im durchfallenden Licht werden auch im Auflicht die beiden beleuchtenden Teilstrahlenbündel in unterschiedlichen Farben gefiltert, damit die komplementären Informationen beider einander überlagernden Teilbilder (axiales Hellfeld und Phasenkontrast) vollumfänglich im Summationsbild erhalten bleiben.
Zur separaten Regulierung der Beleuchtungsintensitäten der ein Phasenkontrast- und ein Hellfeldbild 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 Phasenkontrast-erzeugenden Außenzone des Beleuchtungslichtes geeignet und ein kleinflächigerer scheibenförmiger Analysator zur Regulierung der Hellfeld-erzeugenden Innenzone. Beiden Analysatoren ist ein drehbarer Polarisator vorzuschalten. Auch Beobachtungen in Schrägbeleuchtung können durchgeführt werden, wenn die Lichtdurchlässe kreissektor- oder sichelförmig ausgestaltet sind und lediglich schmale beleuchtende Lichtsegmente zum halbdurchlässigen Spiegel 24 gelangen können, was dann zu der Schrägbeleuchtung des Objekts führt.
In analoger Technik kann mit einem adäquat ausgestalteten Auflicht-Illuminator auch im auffallenden Licht variable Phasenkontrast-Hellfeld Beleuchtung, basierend auf konzentrischem peripherem Hellfeld, erzeugt werden; ein Ausführungsbeispiel wird in 12 schematisch dargestellt. Analog zu Mikroskopen mit durchfallendem Licht wird im Auflicht-Illuminator 17 das von der Lichtquelle 18 kommende Licht im nachgeschalteten Linsensystem 19, welches als Kollektor und Kondensor wirkt, parallelisiert. Eine fakultative Aperturblende 20 erlaubt das Anpassen der Beleuchtungsapertur. Mittels eines einführbaren Doppelblendenschiebers 21 mit einem kleiner dimensionierten inneren Lichtring für Auflicht-Phasenkontrast und einem äußeren Lichtring für konzentrisch-peripheres Auflicht-Hellfeld werden die beiden beleuchtenden Lichtkomponenten 22 und 23' des Beleuchtungslichts ausgeblendet, d. h. sie können die Lichtmaske selektiv passieren, und werden über einen halbdurchlässigen Spiegel 24 auf das Objekt 25 umgelenkt. Dabei wird das innere ringförmige Strahlenbündel des Beleuchtungslichts 22 zum Erzeugen eines Auflicht-Phasenkontrastbildes im Objektiv 26 durch den Phasenring auf der Phasenplatte 27 geleitet. Der am Objekt 25 reflektierte Lichtanteil lässt das Phasenkontrastdominierte Bild entstehen. Des äußere Strahlenbündel 23' des Beleuchtungslichts durchläuft das Objektiv 26, ohne den Phasenring zu tangieren und lässt so im Auflicht ein simultanes Hellfeldbild im konzentrischen Peripherstrahlengang entstehen. Beide Bilder werden durch den halbdurchlässigen Spiegel 24 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 20 oder an anderer ggf. frei wählbarer Stelle partiell abgedeckt bzw. ausgeblendet, kann die Beobachtung auch bei dieser Ausführungsvariante in Schrägbeleuchtung durchgeführt werden.
Auch bei der hier gezeigten Auflicht-Variante werden ebenso wie im durchfallenden Licht die beiden beleuchtenden Teilstrahlenbündel in unterschiedlichen Farben gefiltert, damit die komplementären Informationen beider einander überlagernden Teilbilder (peripheres konzentrisches Hellfeld und Phasenkontrast) vollumfänglich im Summationsbild erhalten bleiben.
Zur separaten Regulierung der Beleuchtungsintensitäten der ein Phasenkontrast- und ein Hellfeldbild erzeugenden Lichtkomponenten werden auch 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 Hellfeld-erzeugenden Außenzone des Beleuchtungslichtes geeignet und ein kleinerer ringförmiger Analysator zur Regulierung der Phasenkontrast-erzeugenden Innenzone. Beiden Analysatoren ist ein drehbarer Polarisator vorzuschalten. Auch Beobachtungen in Schrägbeleuchtung können durchgeführt werden, wenn die Lichtdurchlässe kreissektor- oder sichelförmig ausgestaltet sind und lediglich schmale beleuchtende Lichtsegmente zum halbdurchlässigen Spiegel 24 gelangen können, was dann zu der Schrägbeleuchtung des Objekts führt.
Bezugszeichenliste

1: Lichtqueile
2: Lichtmaske mit mehreren Lichtdurchlässen im Kondensor
2.1: runder Lichtdurchlass für axiale Hellfeldbeleuchtung
2.2: Lichtring für Phasenkontrastbeleuchtung
2.3: Lichtring für konzentrisch-periphere Hellfeldbeleuchtung
3: Beleuchtende Strahlenbündel
3.1: Beleuchtungsstrahlen für axiales Hellfeld
3.2: Beleuchtungsstrahlen für Phasenkontrast
3.3: peripher verlaufende Beleuchtungsstrahlen für konzentrisches Hellfeld
4: Kondensor-Linse
5: Objektträger mit Objekt
6: Objektiv-Linse
7: Phasenring
8: Phasenplatte
9: Bildgebende Lichtbündel (zum Zwischenbild)
10: Zwischenbild
11: Okular
12: Auge
13: Polarisationsfilter (zur Abdeckung d. Lichtdurchlasses für Phasenkontrast)
14: Polarisationsfilter (zur Abdeckung der Perforation für axiales Hellfeld)
15: drehbarer Polarisator (Montage unterhalb von 13, 14 und 16)
16: Polarisationsfilter (zur Abdeckung d. Lichtdurchlasses für peripheres HF)
17: Auflicht-Illuminator
18: Lichtquelle
19: Linsensystem
20: Illuminatorblende
21: Lichtdurchlässe für Auflicht-Phasenkontrast und -Hellfeld auf einführbarem Schieber
22: Beleuchtungslichtkomponente für Auflicht-Phasenkontrast
23: Beleuchtungslichtkomponente für axiales Auflicht-Hellfeld
23': Beleuchtungslichtkomponente für peripheres konzentrisches Auflicht-HF
24: halbdurchlässiger Spiegel
25: Objekt
26: Objektiv
27: Phasenplatte mit Phasenring
28: Tubuslinsensystem
29: Bildgebende Strahlen (Summationsbild, bestehend aus Auflicht-Phasenkontrast und -Hellfeld)

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

DE 102006027961 A1 [0002]
DE 102007029814 A1 [0002]
DE 102009003682 A1 [0002]
DE 102011002030 [0003, 0003]
DE 102011054106 [0004, 0005]
DE 102011002303 [0005]

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer kontrastreichen Phasenkontrast-/Hellfeld-Abbildung im Mikroskop, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – Beleuchten des Objekts mit Licht aus dem Kondensor so, dass ein erstes farbig gefiltertes Lichtbündel das Objekt in Art einer Phasenkontrastbeleuchtung durchdringt, und dass ein zweites, in anderer Farbe gefiltertes Lichtbündel nach Passage durch das Objekt in Art einer axialen oder konzentrisch-peripheren Hellfeldbeleuchtung am Phasenring des Objektivs vorbeigeleitet wird, so dass eine moderate Hintergrundaufhellung durch gleichzeitige Hellfeld-artige Beleuchtung resultiert und die komplementären Informationen eines Phasenkontrast- und eines Hellfeldbildes gleichermaßen deutlich sichtbar sind. – Zusammenführen des durch die Phasenkontrastbeleuchtung entstandenen Phasenkontrast-dominierten Bildes und des zusätzlichen Hellfeldbildes in der Ebene des Zwischenbildes; – Erzeugen eines Summationsbildes durch Interferenz der sich überlagernden Teilbilder (Phasenkontrast und Hellfeld) in der Zwischenbildebene, das so als variables Phasenkontrast-Hellfeldbild entstandenes Überlagerungsbild in an sich bekannter Weise mittels des Okulars betrachtbar wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralbereich zur Einfärbung des zweiten der Lichtbündel komplematär zum Spektralbereich zur Einfärbung des ersten der Lichtbündel gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lichtbündel einzeln in Bezug auf seine Färbung veränderbar und so in seinem Anteil am Summationsbild veränderbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, 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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbündel vor der Passage des Beleuchtungslichts durch das Objekt getrennt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsbilder der Lichtdurchlässe, wie beim Phasenkontrast üblich, etwa in die hintere Objektivbrennebene projiziert werden und in Bezug auf die Lage und Größe des Phasenringes und den optisch wirksamen Objektivquerschnitt eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, 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 Kondensorlinsensystems verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen der Projektionsbilder der Lichtdurchlässe die Aperturblende des Kondensors und gegebenenfalls zusätzlich im Kondensor vorhandene verstellbare Mehrfachblendensysteme eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbündel nach der Passage des Beleuchtungslichts durch das Objekt getrennt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass für eine moderate Schrägbeleuchtung die Lichtdurchlässe (2.1, 2.2 und 2.3) partiell abgedeckt werden.
Mikroskop mit Beleuchtungsapparat, Objekttisch mit Objekt, Tubus mit Okular und Objektiv zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dessen Beleuchtungsapparat mit einem Kondensor mit Blendenöffnungen aufweisender Kondensorblende und der mit dem Objektiv zur Erzeugung einer Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Kondensor der Aperturblende nachgeschaltet eine Lichtmaske mit mindestens einem inneren und einem äußeren, in einem Lichtblendenträger (2) angeordneten Lichtdurchlass (2.1 bzw. 2.3 und 2.2) vorgesehen ist, wobei das den äußeren ringförmigen Lichtdurchlass (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 des den inneren Lichtdurchlass (2.1 bzw. 2.3) passierende Licht (3.1 bzw. 3.3) in Art einer axialen bzw. konzentrisch-peripheren Hellfeldbeleuchtung so an das Objekt (5) geführt ist, dass dieses Lichtbündel (3.1 bzw. 3.3) nach Objektpassage außerhalb des Phasenrings (7) im Objektiv weiter verlaufend zur dezenten Aufhellung des Bilduntergrundes und zur Erzeugung eines axialen oder konzentrisch-peripheren Hellfeldbildes beiträgt, während das über den Phasenring (7) geleitete Licht zur Erzeugung eines Phasenkontrast-dominierten Bildes über das Objektiv (6) zur Ebene des Zwischenbildes (10) gelangt, so dass in der Ebene des Zwischenbildes das auf Absorption basierende Hellfeld-dominierte Bild und das auf Phasenverschiebung basierende Phasenkontrast-dominierte Bild überlagernd zum Summationsbild interferieren, wobei die Öffnungen der Lichtdurchlässe (2.1 bzw. 2.3 und 2.2) nach Größe und Breite so dimensioniert bzw. verstellbar sind, dass die Intensitäten beider überlagerter Teilbilder möglichst ausgewogen sind.
Mikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige äußere und innere Lichtdurchlass (2.1, 2.2, 2.3) mit unterschiedlich gefärbten Spektralfiltern ausgelegt sind, so dass die erzeugten Phasenkontrast- und Hellfeld-Partialbilder in verschiedenen Farben gefiltert sind.
Mikroskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassbereich der beiden Spektralfilter komplementär zueinander sind.
Mikroskop nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbgebung jedes der Lichtbündel der beleuchtenden Lichtkomponenten (3.1, 3.2) unabhängig von Intensität oder Farbgebung der anderen variierbar ist.
Mikroskop nach einem der Ansprüche 11–14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtblendenträger mehrere Lichtmasken (2) mit jeweils abgestimmten Lichtdurchlässen (2.1 bzw. 2.3 und 2.2) aufweist und zum auswählbaren Einstellen verdrehbar oder verschiebbar im Kondensor angeordnet ist, wobei die äußeren Lichtringe (2.2 und 2.3) nach Größe und Breite ihrer Öffnungen so groß dimensioniert sind, dass sich der Lichtring (2.2) optisch kongruent in den Phasenring des Objektivs projiziert, während der äußere Lichtring (2.3) peripher außerhalb des Phasenringes, aber innerhalb des Objektivquerschnittes liegt und der zusätzliche innere Lichtdurchlass (2.1) in den geometrischen Mittelpunkt des Phasenringes projiziert wird, ohne den Phasenring zu tangieren.
Mikroskop nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zentrum der jeweiligen Lichtmaske angeordnete flächige oder ringförmige Lichtdurchlass (2.1) zur Erzeugung von axialem oder paraaxialem Hellfeld angeordnet ist, welcher im Durchmesser so klein bemessen ist, dass dessen Projektionsbild in der hinteren Objektivbrennebene die innere Randbegrenzung des Phasenringes nicht erreicht.
Mikroskop nach einem der Ansprüche 11 bis 16, 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.
Mikroskop nach einem der Ansprüche nach 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensor mit einem Polarisationsfilter (13) als Polarisator versehen ist, welcher den der Phasenkontrastbeleuchtung dienenden ringförmigen Lichtdurchlass (2.2) auskleidet.
Mikroskop nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des im Kondensor vorgesehenen Polarisationsfilters (13) ein zweiter Polarisationsfilter (15) im Kondensor integriert ist, wobei beide Polarisationsfilter unabhängig voneinander drehbar gelagert sind.
Mikroskop nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Lichtdurchlass (2.1), welcher der axialen Hellfeldbeleuchtung dient, bzw. der äußere Lichtring (2.3), welcher eine konzentrisch-periphere Hellfeldbeleuchtung beisteuert, zusätzlich mit scheiben- bzw. ringförmigen Polarisationsfiltern (14 und 16) ausgelegt sind, so dass die Polarisationsebene jedes der Lichtbündel der beleuchtenden Lichtkomponenten unabhängig von der Intensität oder Polarisationsebene der anderen variierbar ist.
Mikroskop nach einem der Ansprüche 11–20, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ändern des Einfallswinkels des Beleuchtungslichts (3.1 3.2, 3.3) die Lichtdurchlässe (2.1, 2.2. 2.3) zwischen konzentrisch und exzentrisch bzw. schräg wechselbar partiell abdeckbar sind.
Mikroskop nach einem der Ansprüche 11–21, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen der exakten Projektionsgröße der jeweiligen Lichtdurchlässe (2.1 bzw. 2.3, 2.2) an den jeweiligen Querschnitt des Objektivs (6) sowie an die Größe und Lage des Phasenringes (7) der Kondensor in der Höhe verstellbar ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der Kondensor zum Anpassen der exakten Projektionsgrößen der jeweiligen Lichtdurchlässe (2.1 bzw. 2.3 und 2.2) an den jeweiligen optisch wirksemen Querschnitt des Objektivs (6) sowie an die Größe und Lage des Phasenrings (7) mit einem als Zoom-System mit variabler Schnittweite ausgebildeten Linsensystem versehen ist, so dass die zum Phasenkontrast- und Hellfeldbild führenden beleuchtenden Lichtkomponenten voneinander separiert sind, der mit Phasenkontrast assoziierte beleuchtende Lichtkonus mit dem Phasenring optisch kongruent ist und die mit axialem bzw. konzentrisch-peripherem Hellfeld assoziierten beleuchtenden Lichtkomponenten innerhalb bzw. außerhalb des Phasenringes und innerhalb des Objektivquerschnitts verlaufen, ohne sich mit dem Phasenring oder der Begrenzung des Objektivquerschnittes zu überlappen.
Mikroskop mit Beleuchtungsapparat, Objekttisch mit Objekt, Tubus mit Okular und Objektiv zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dessen Beleuchtungsapparat mit einem Kondensor mit einer Blendenöffnung aufweisenden Kondensorblende versehen ist und der mit dem Objektiv zur Erzeugung einer Phasenkontrast-Hellfeld-Beleuchtung eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektiv ein Auflicht-Objektiv (26) mit als Auflicht-Illuminator (17) ausgebildetem Beleuchtungsapparat vorgesehen ist, wobei dem Parallellicht abgebenden Auflicht-Illuminator (17) zum Erzeugen von separiertem ringförmigen bzw. axialem Beleuchtungslicht ein einführbarer Blendenschieber (21) mit zumindest einer inneren und einer äußeren Blendenöffnung als Lichtdurchlässe nachgeschaltet ist, wobei das den einen Lichtring passierende Licht als Beleuchtungslichtkomponente (22) nach Umlenkung durch einen halbdurchlässigen Spiegel (24) den Phasenring (27) durchdringt, das Objekt (25) über die Objektivlinsen nach Art einer Phasenkontrastbeleuchtung illuminiert und das den anderen punkt- oder ringförmigen Lichtdurchlass passierende Licht als innere oder äußere Beleuchtungslichtkomponente (23 bzw. 23') nach Umlenkung durch den halbdurchlässigen Spiegel (24) das Objekt (25) am Phasenring (27) vorbei nach Art einer axialen oder konzentrisch-peripheren Hellfeldbeleuchtung anleuchtet, und wobei das Licht zur Erzeugung des Phasenkontrast-dominierten Bildes sowie das Licht zur Erzeugung eines Hellfeld-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 Phasenverschiebung basierende Phasenkontrast-dominierte Bild und das auf Absorption beruhende Heilfeld-dominierte Bild überlagernd zum Summationsbild interferieren, wobei die Öffnungen der beiden beteiligten Lichtdurchlässe 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 des Phasenringes durch die axiale Innenzone oder die Außenzone des Objektivs verläuft, ohne mit dem Phasenring in Kontakt zu treten.
Mikroskop nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflicht-Illuminator (17) mit einem Polarisationsfilter im Bereich der Lichtquelle (18) und zwei als Analysatoren wirkenden Polarisationsfiltern nahe dem halbdurchlässigen Spiegel (24) versehen ist, welche vorzugsweise drehbar angeordnet sind, so dass die Helligkeit sowohl der Phasenkontrast- als auch der Hellfeld-erzeugenden Beleuchtungslichtkomponenten (22 und 23 bzw. 23') unabhängig voneinander regelbar sind.
Mikroskop nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpassen des optisch wirksamen Durchmessers des Lichtdurchlasses 2.3 an den optisch wirksamen Durchmesser des Objektivquerschnitts und zur Regulierung der Heiligkeit des zugehörigen konzentrisch-peripheren Hellfeld-Partialbildes und zur Anpassung der Geometrie des Lichtringes 2.2 sowie der zentralen Lichtöffnung 2.1 an die Größe und Lage des Phasenringes sowie zur Regulier und der Helligkeiten der zugehörigen Phasenkontrast- und axialen Hellfeld-Partialbilder komplex wirkende verstellbare Blendensysteme dienen, 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.
Mikroskop nach Anspruch 25, 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.
Mikroskop nach den Ansprüchen 11 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmaske des Kondensors mit drei separaten und gleichzeitig verwendeten Lichtdurchlässen (2.1, 2.2 und 2.3) versehen ist, so dass sowohl ein axiales als auch ein konzentrisch-peripheres Hellfeldbild mit einem zusätzlichen Phasenkontrastbild optisch überlagert werden.