DE415873C

DE415873C - Method and device for illuminating microscopic objects with differently colored bundles of light

Info

Publication number: DE415873C
Application number: DEH95862D
Authority: DE
Original assignee: HEINRICH HERBST DR
Current assignee: HEINRICH HERBST DR
Publication date: 1925-07-01

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beleuchtung von mikroskopischen Objekten mit verschieden gefärbten Lichtbüscheln. Zur Unterscheidung ultramikroskopischer Teile, z. B. Bakterien, von ihrer diamikroskopischen Umgebung ist ein Verfahren bekannt, bei dem drei verschieden gefärbte Lichtbüschel angewandt werden, und zwar wird ein einziges zentrales Büschel für Dunkelfeldbeleuchtung benutzt, die durch eine zentrale Blende im Objektiv erzielt wird, welche das zentrale Lichtbüschel abblendet und nur gebeugtes Licht ins Auge des Beobachters treten läßt, während gleichzeitig zwei gleich oder verschieden gefärbte exzentrische Büschel zur Hellfeldbeleuchtung dienen. Die Ultrateilchen erscheinen dabei in der Farbe des zentralen Büschels, das Feld in der Farbe der beiden exzentrischen Büschel.Method and device for illuminating microscopic objects with different colored light bundles. To distinguish ultramicroscopic Parts, e.g. B. Bacteria, from their diamicroscopic environment is a process known, in which three different colored light bundles are applied, namely a single central tuft is used for dark field lighting that shines through a central aperture in the lens is achieved, which is the central light bundle fades out and only allows diffracted light to enter the eye of the observer while at the same time two equally or differently colored eccentric tufts for bright field illumination to serve. The ultra-particles appear in the color of the central cluster, the field in the color of the two eccentric tufts.

Diesem bekannten Verfahren haften die Mängel an, daß das Objektiv mit einer zentralen Blende versehen sein muß und daß ferner die zwei exzentrischen Hellfeldbüschel zwei verschiedene Hellfeldbilder liefern, die sich nicht ganz decken, so daß kein vollkommen scharfes Bild des Feldes erzielt wird.This known method has the drawback that the lens must be provided with a central aperture and that also the two eccentric Brightfield tufts provide two different brightfield images that do not entirely coincide, so that a perfectly sharp image of the field is not obtained.

Diese Mängel sind bei dem vorliegenden Verfahren dadurch vermieden, daß einmal in an sich bekannter Weise keine zentrale Blende im Objektiv nötig ist, so daß sowohl die vom Objekt kommenden primären als auch die abgebeugten Strahlen vom vollen Objektiv verarbeitet werden. Für die Hellfeldbeleuchtung wird nur ein einziges zentrales oder nur schwach gefärbtes exzentrisches Lichtbüschel angewandt, welches ohne Abblendung in das Auge des Beobach:ers gelangt, während außerdem gleichzeitig ein oder mehrere andere verschieden gefärbte exzentrische Lichtbüschel benutzt werden, die eine reine Dunkelfeldbeleuchtung liefern.These deficiencies are avoided in the present procedure by that there is no need for a central aperture in the lens in a manner known per se, so that both the primary and the diffracted rays coming from the object processed by the full lens. Only one is used for bright field illumination single central or only weakly colored eccentric light bundle applied, which reaches the observer's eye without glare, while at the same time one or more other differently colored eccentric light bundles are used, which provide pure dark field lighting.

Das vorliegende Verfahren bezweckt die Steigerung des Auflösungsvermögens und d:e bessere Sichtbarmachung feiner Strukturen und ihres räumlichen Aufbaues. Der erstrebte Zweck wird dadurch erreicht, daß infolge der obigen Anordnung gleichzeitig die Flächen entgegengesetzter Neigung optisch verschieden gefärbt werden, unter Anwendung zweier, dreier oder mehrerer verschieden gefärbter achsialer und exzentrischer Lichtbüschel, die von verschiedenen Seiten und mit verschiedener Neigung auf das Objekt fallen, und von denen die exzentrischen Büschel im Kreise um das Objekt herumgeführt werden können. Die Anwendung monochromatischer Lichtbüschel bietet dabei besondere Vorteile. Die Beobachtung kann auch bei reiner Dunkelfeldbeleuchtung stattfinden. Durch das Bewegen der exzentrischen Lichtbüschel wird erreicht, daß die verschieden geneigten Flächen des Objektes nacheinander in verschiedenen Farben aufleuchten, wobei erkennbar wird; nach welcher Richtung die betreffenden Flächen geneigt sind und welche Ausdehnung sie haben. Da man die Drehung und Neigung der wandernden Lichtbüschel ablesen kann, ist man auch in der Lage, auf diese Weise die Körperwinkel des betreffenden Objektes zu ermitteln. Das Objekt wird also gewissermaßen von allen Seiten optisch abgetastet, und man gewinnt dadurch eine räumliche Vorstellung.The present method aims to increase the resolution and d: e better visualization of fine structures and their spatial structure. The intended purpose is achieved in that as a result of the above arrangement at the same time the surfaces of opposite inclination are optically colored differently, under Use of two, three or more differently colored axial and eccentric Clusters of light, which from different sides and with different inclinations on the Object, and of which the eccentric tufts are drawn in a circle around the object can be. The use of monochromatic light bundles offers something special Advantages. The observation can also take place with pure dark field lighting. By moving the eccentric light bundles it is achieved that the different inclined surfaces of the object light up one after the other in different colors, whereby becomes recognizable; the direction in which the surfaces in question are inclined and what extent they are. As one sees the rotation and inclination of the wandering light clusters In this way one is also able to read off the body angles of the person concerned To determine the object. The object is thus to a certain extent optical from all sides scanned, and you get a spatial idea.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einige beispielsweise Ausführungsformen. Das Objektiv ist dabei nicht gezeichnet, da die normalen Objektive ohne Zentralblende angewandt werden. Die Erzeugung der gefärbten Lichtkegel geschieht in einfacher Weise, z. B. dadurch, daß man die entsprechend dem Verfahren zusammengesetzten Farbenfilter unterhalb des Kondensors anordnet. _ Abb. ia, 2a und 3a zeigen einige Beispiele.The drawing shows a schematic representation of some, for example Embodiments. The lens is not shown, as the normal lenses can be used without a central screen. The colored light cones are generated in a simple way, e.g. B. by having the composite according to the method Color filter arranged below the condenser. _ Fig. Ia, 2a and 3a show some Examples.

Es bedeuten: h ein aplanatischer Hellfeldkondensor, i eine Irisblende, s der Mikroskopspiegel, p die Farbenfilterblende, Y ein Farbenfilter, z. B. rot, b ein Farbenfilter, z. B. blau, und g ein Farbenfilter, z. B. gelb oder weiß.The symbols mean: h an aplanatic bright field condenser, i an iris diaphragm, s the microscope mirror, p the color filter diaphragm, Y a color filter, e.g. B. red, b a color filter, e.g. B. blue, and g a color filter, e.g. B. yellow or white.

Die Abb, ib, zb und 3b zeigen die Farben von oben. Die Anordnung kann natürlich auch kreisförmig, radial, sektorförmig, unsymmetrisch oder in anderer Weise geschehen.Fig, ib, zb and 3b show the colors from above. The arrangement can Naturally also circular, radial, sector-shaped, asymmetrical or done in some other way.

Abb. ia zeigt eine Seitenansicht. Hier ist die Farbenfilterblende nicht gezeichnet. Die drei Pfeile stellen ein zentrales Hellfeldbüschel und zwei exzentrische Dunkelfeldbüschel dar.Fig. Ia shows a side view. Here is the color filter aperture not drawn. The three arrows represent a central brightfield cluster and two eccentric dark field tufts.

Abb.2a zeigt ebenfalls eine Seitenansicht. Büschel i, 2 und 3, q. stellen zwei exzentrische Dunkelfeldbüschel dar.Fig.2a also shows a side view. Tufts i, 2 and 3, q. represent two eccentric dark field tufts.

In Abb.3a ist i, 2 das rote und 3, ,l das blaue Strahlenbüschel. Das zentrale Strahlenbüschel 5, 6 ist z. B. gelb, und verhältnismäßig eng. Bei o befindet sich das Objekt. Die Filtereinrichtung kann zentrisch oder exzentrisch im Kreise herumgedreht werden, und eine Kreisteilung gestattet, den Winkel abzulesen.In Fig.3a i, 2 is the red and 3,, l is the blue bundle of rays. That central bundle of rays 5, 6 is z. B. yellow, and relatively tight. Located at o the object. The filter device can be centric or eccentric in a circle be turned around and a circle division allows the angle to be read.

Abb. :1 zeigt einen Farbenhilfskondensor e in Verbindung mit einem Dunkelfeldkondensor d, der in bekannter Weise eine kreisringförmige öffnung m hat. Der Hilfskondensor, der im Ring f drehbar befestigt ist, hat zwei achromatische Konvexlinsensysteme xz, yi, x22, x2 und die Farbfilter r und b. Fig. 1 shows an auxiliary color condenser e in connection with a dark field condenser d, which in a known manner has an annular opening m. The auxiliary condenser, which is rotatably mounted in the ring f, has two achromatic convex lens systems xz, yi, x22, x2 and the color filters r and b.

Die breiten Lichtbüschel i, 2 und 3, 4. werden auf die schmale öffnung des Dunkelfeldkondensors konzentriert. Zur Benutzung mit einem Hellfeldkondensor sind noch die Blendenöffnung it und das Farbenfilter g vorgesehen. Außerdem kann Ring f exzentrisch eingestellt werden.The broad bundles of light i, 2 and 3, 4. are on the narrow opening of the dark field condenser. For use with a bright field condenser the aperture it and the color filter g are also provided. Also can Ring f can be adjusted eccentrically.

In Abb.3c ist die Wirkungsweise auf das Objekt o, z. B. ein Würfelchen, schematisch dargestellt. Auf die linke Seite des Würfels trifft z. B. ein rotes Strahlenbündel i, 2, auf die rechte Seite ein blaues 3, 4. und auf die untere Seite das Büschel 5, 6, das gelb oder weiß sein kann. Die linke Seite erscheint dem Beobachter rot, die obere Seite gelb, die rechte Seite blau und die untere Seite wieder gelb gefärbt. Die verschieden geneigten Flächen leuchten in verschiedenen Farben auf, und aus der Reihenfolge der Farben kann man auf die räumliche Struktur schließen. Da man die exzentrischen Farbenbüschel um das Objekt herumführen kann, so kann man die Strukturanalyse in jeder beliebigen Schnittebene ausführen. D:e Farbenanordnung von mindestens drei verschiedenen Farben ergibt also für den Beobachter eine räumliche Umgrenzung des Objektes. Eine bestimmte Reihenfolge der Farben bedeutet immer eine bestimmte Struktur. Ist z. B. das zentrale Hellfeldbüschel gelb, das linke exzentrische Dunkelfeldbüschel blau gefärbt, so bedeutet z. B. bei Beobachtung in einer ebenen Richtung die Farbenfo:ge: Rot, Blau, Rot, Blau, Rot eine Zickzackstruktur. Bei Beobachtung in einer Richtung um den Körper herum bedeutet: Rot, Gelb, Rot, Gelb einen würfelartigen Körper.. Die Körperwinkel können dabei gemessen werden. Bei dem vorliegenden Verfahren erscheinen also die Ultrateilchen nicht in einer, sondern in zwei, drei oder mehreren verschiedenen Farben gefärbt. -Bei der Mikroskopie mit gewöhnlichem oder einfarbigem Licht kann man bekanntlich nicht über eine gewisse Vergrößerung nutzbringend hinausgehen, und zwar ist die Grenze dadurch gegeben, daß das Auge Helligkeitsdifferenzen, die eine gewisse Kleinheit unterschreiten, nicht mehr wahrnehmen kann; außerdem überlagern sich, wenn die Strukturen zu fein werden, die Beugungsbilder. Ganz anders liegen die Dinge, wenn man die Strukturen außer durch Helligkeitsdifferenzen noch durch Farbendifferenzen sichtbar macht. Auch bei gleicher Helligkeit kann das Auge Farben unterscheiden, wenn nur das Bild an sich hell genug ist. Es bietet also , das Verfahren bei Anwendung mehrerer monochromatischer Lichtbüschel auch die Möglichkeit, die Vergrößerung nutzbringend zu steigern.In Fig.3c the effect on the object o, z. B. a cube, shown schematically. On the left side of the cube z. B. a red one Beam i, 2, on the right side a blue 3, 4th and on the lower side the tuft 5, 6, which can be yellow or white. The left side appears to the observer red, the upper side yellow, the right side blue and the lower side yellow again colored. The different inclined surfaces light up in different colors, and from the order of the colors one can infer the spatial structure. Since you can lead the eccentric tufts of color around the object, you can carry out the structural analysis in any cutting plane. D: e color arrangement of at least three different colors thus results in a spatial one for the observer Boundary of the object. A certain sequence of colors always means one certain structure. Is z. B. the central brightfield cluster yellow, the left eccentric Dark field tufts colored blue, so z. B. when observing in a plane Direction the color: red, blue, red, blue, red a zigzag structure. When observed in one direction around the body means: red, yellow, red, yellow a cube-like Body .. The body angles can be measured. In the present case So the ultra-particles do not appear in one, but in two, three or more colored different colors. -With ordinary or monochrome microscopy It is well known that light cannot usefully go beyond a certain magnification, the limit is given by the fact that the eye can see differences in brightness that fall below a certain smallness, can no longer perceive; also overlay If the structures become too fine, the diffraction patterns. Lie completely different things when one can see through the structures except through differences in brightness Makes color differences visible. Even with the same brightness, the eye can see colors differ if only the picture itself is bright enough. So it offers the procedure when using several monochromatic light bundles also the possibility of the To usefully increase magnification.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of illuminating microscopic Objects with different colored bushes of light, characterized by the application expediently several differently colored eccentric light bundles, which so on hit the object that, in a known way, a pure dark field illumination without stopping down in the microscope objective results, and a single central or weak eccentric colored light bundle for bright field illumination.

2. Procedure according to Claim i, characterized in that the eccentric light bundles for dark field illumination around the object in a circle, while the central brightfield tuft stands still.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the central brightfield tufts and d: e eccentric darkfield tufts monochromatic are.

4. Apparatus for performing the method according to claim i and 2, by means of an auxiliary condenser for brightfield and darkfield lighting, characterized in that, that for the differently colored eccentric light bundles separate from one another Collecting lens systems are arranged.