DE866408C - Optische Anordnung fuer veraenderliche und gefaerbte Phasenkontraste - Google Patents

Optische Anordnung fuer veraenderliche und gefaerbte Phasenkontraste

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DE866408C
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Marcel Locquin
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/06Means for illuminating specimens
    • G02B21/08Condensers
    • G02B21/14Condensers affording illumination for phase-contrast observation

Description

  • Optische Anordnung für veränderliche und gefärbte Phasenkontraste Die Erfindung betrifft eine optische Untersuchungsanordnung nach dem für Phasenkontraste bestimmten Verfahren, wobei Gegenstände kleine Unregelmäßigkeiten ihrer optischen Eigenschaften zeige ii, welche zu leichten Phasenunterschieden zwischen den Lichtstrahlen Anlaß geben, welche sie durchqueren oder welche sie reflektieren. Dieses von dein Physiker F. Z e r n ik e stammende Verfahren wird besonders in der Mikroskopie zur Prüfung von lebenden Geweben in frischem Zustand ohne vorherige Färbung verwendet. Di- Elemente eines solchen Präparates unterscheiden sich nur durch geringe Unterschiede in der Dichte oder dem Brechungsindex. Sie zeigen nur unbedeutende, durch das Auge sehr unvollkommen wahrnehmbare Änderungen der Durchsichtigkeit. Das Auge ebenso wie die photographische Platte ist nur für die Amplitude empfänglich und besonders für Unterschiede in der Amplitude der Lichtwellen und nicht für ihre Phasenunterschiede.
  • Die Phasenkontrastmethode von Z e r n i k e besteht darin, diese leichten unsichtbaren Phasenunterschiede in für das Auge walirnehmliare Amplitudenunterschiede zu verwandeln, indem man eine bestimmte Phasendifferenz beispielsweise von " zwischen den geometrischen Strahlen und den von dem Gegenstand stammenden gebeugten Strahlen einführt.
  • Sie basiert auf der schon von Abbe verkündeten Tatsache, daß in einem optischen System wie dein Mikroskop die von einer Quelle stammenden und das zu beobachtende Objekt durchquerenden geometrischen Strahlen ein sehr eng begrenztes Bündel bilden. Die durch die Elemente des Objektes -gebeugtenStrahlen bilden. imGegensatz dazu einweit mehr geöffnetes Bündel. Es ist infolgedessen möglich, einen bestimmten Gradunterschied zwischen den geometrischen Strahlen -und den gebeugten Strahlen herzustellen, indem man in die Ebene des einen .der wirklichen Bilder der Quelle in dem optischen System ein Plättchen zur Änderung der Phase einschaltet, dessen aktiver Teil wahrnehmbar die Oberfläche des erwähnten wirklichen Bildes bedeckt.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Phasenkontrastmethode dargestellt.
  • Fig. i zeigt schematisch die wesentlichen Teile der optischen Anordnung von Z e r n i k e ; Fig. 2 und 3 zeigen ein Phasenplättchen im Schnitt und in Draufsicht.
  • Die Lichtquelle wird in Fig. i von einer Öffnung i eines Diaphragmas 2 gebildet, welches in die Brennebene eines Kondensors 3 eingeordnet ist. Das Präparat 4 ist zwischen dem Kondensor 3 und dem Objektiv 5 vorgesehen. Das das Präparat durchquerende Lichtbündel wird durch das feine Gefüge ,des Gegenstandes 4 in ein zentrales Maximum gebeugt, welches in der Achse liegt und dem geometrischen Bündel entspricht, und in seitliche Spektren von der ersten und zweiten Ordnung. Allein -die Strahlen des geometrischen Bündels (dargestellt mit voll ausgezogenen Linien) und die bereits erwähnten gebeugten Strahlen (mit strichpunktierten Linien dargestellt), die zu den beiden Spektren der ersten Ordnung gehören, können in das Objektiv eindringen. In der Ebene 6 des wirklichen; Bildes der Quelle i ist ein in Fig. 2 dargestelltes P.hasenplättchen angeordnet. DiesesPlättchen wird von einer Glasplatte ? mit einem durch eine durchsichtige Substanz 8, wie Cryolith, Silicium oder die Fluorverbindung von Magnesium, gebildeten Überzug gebildet,- deren Oberfläche das wirkliche Bild -der Quelle bedeckt und auf die eine halbdurchsichtige Schicht g beispielsweise aus Aluminium gelegt ist. Der aktive Teil des Phasenplättchens verzögert oder beschleunigt entsprechend seiner Dicke die geometrischen Strahlen beispielsweise um in bezug auf die gebeugten Strahlen, deren eigentliche Gesamtheit durch den Umfang dieses Mittelfleckes geht. Die halbtransparente Schicht aus Aluminium absorbiert teilweise die geometrischen Strahlen und begünstigt den Kontrast, da ja das gebeugte, Licht. natürlich viel schwächer als das direkte Licht ist. Das Bild des Gegenstandes gestaltet sich in der Ebene io der Fig, ti, wo es mit Hilfe eines Okulars oder einer Photographie beobachtet wird. Es ergibt sich aus der Überlagerung der direkten Strahlen und der gebeugten Strahlen. Wenn das Phasenplättchen das direkte Bündel um 1/4 Periode verzögert, wird der Kontrast als negativ bezeichnet. Ein feines, stärker brechendes oder dichteres Teilchen des Gegenstandes erscheint heller als seine Umgebung. Wenn das Phasenplättchen das direkte Bündel um 1/4 Periode beschleunigt, wird der Kontrast als positiv bezeichnet. Ein feines, stärker brechendes oder dichteres Teilchen erscheint trüber als seine Umgebung.
  • Die Methode von Zernike beschränkt sich nicht auf mikroskopische Beobachtungen. Sie ist in gleicher Weise zur Untersuchung der Glätte einer Oberfläche, beispielsweise einer Linse durch Durchsichtigkeit oder eines Teleskopspiegels durch Reflexion verwendbar.
  • Es ist im allgemeinen bekannt, daß es sehr wünschenswert ist, das Aussehen des beobachteten Bildes durch Regulierung der Intensität zwischen dem direktenBild und demBeugungsbild verändern zu können, indem man je nach Wunsch von dem positiven Kontrast zum negativen Kontrast oder umgekehrt übergeht und sogar, indem man die Phasenverschiebung der beiden entsprechenden Wellen ändert. Die oben beschriebene Anordnung von Zernike erlaubt das nicht. Eine ganze Reihe von Mitteln sind bereits in dieser Absicht erfunden worden, besonders .durch den Urheber der vorliegenden Erfindung Marcel L o c q u i n wie auch vonK_astler und Montarnal, Di-delin, Osterberg und seine Mitarbeiter Taylor, Franqon, N o m a r s k i usw. Aber alle diese Anordnungen gründen sich auf polarisiertes Licht, was die Anwendung auf einzelne nicht doppelt brechende Gegenstände beschränkt. Andererseits ermöglichen die Apparaturen wie die von Kastner und Montarna1 gleichzeitig die Regulierung der Amplitude und der Phasenverschiebung ebenso wie das Übergehen vom positiven zum negativen Kontrast. Sie sind aber sehr verwickelt im Aufbau besonders für die Durchführung der Phasenverschiebung.
  • Die Anordnung nach der Erfindung ist von der oben beschriebenen Art und sie bezweckt die Beseitigung der Nachteile der bekannten Anordnung. Sie besteht darin, daß ein festes selektives Filter der aktiven iSchicht des Phasenplättchens zugeordnet ist, während ein veränderliches selektives Filter einer Lichtquelle derart zugeordnet ist, daß die Wellenlänge des natürlichen Lichtes, das den Gegenstand beleuchtet, nach dem Willen des Untersuchenden einstellbar ist.
  • Die direkten Lichtstrahlen sind auf diese Weise der Wirkung des mit dem Phasenplättchen verbundenen selektiven Filters unterworfen, während die gebeugten Lichtstrahlen es nicht sind. Wenn infolgedessen das mit .der Lichtquelle verbundene veränderliche selektive Filter ein Strahlenband überträgt, dessen mittlere Wellenlänge der des von dem Filter des Phasenplättchens ausgeschickten Bandes identisch ist, ist die Absorption der direkten Strahlen ein Minimum. Wenn dagegen die mittlere Wellenlänge des von dem mit der Quelle verbundenen veränderlichen Filters von der des von dem Phasenplättchen ausgeschickten Lichtes wenig verschieden ist, ist die Absorption sehr stark und um so größer, als man sich mehr von der mittleren Wellenlänge des von dem Phasenplättchen ausgeschickten Bandes entfernt. Wenn man sich von dieser Wellenlänge nicht zu sehr entfernt, verändert sich die Phasenverschiebung nicht wahrnehmbar, wohingegen sich die Intensität des direkten Bildes sehr leicht mit einer sehr großen Nachgiebigkeit und Schnelligkeit bezüglich der Intensität des Beugungsbildes ändert. Wenn man sich dagegen mehr von der mittleren Wellenlänge des von dem Phasenplättchen ausgeschickten Bundes entfernt, bleibt die relative Intensität der beiden Bilder wahrnehmbar konstant, aber die Phasenverschiebung der beiden entsprechenden Wellen'ändert sich deutlich.
  • Andererseits ist gefunden worden, daß in dem besonderen Fall, wo das mit dem Phasenplättchen verbundene Filter von einem Interferenzfilter gebildet wird, der Kontrast negativ oder positiv ist je nachdem, ob die mittlere Wellenlänge des den Gegenstand beleuchtenden Lichtes größer oder kleiner als die des von dem Interferenzfilter des Phasenplättchens ausgesandten Bandes ist.
  • Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die auf dieser letzten Eigenschaft beruht, ist durch die Tatsache gekennzeichnet, daß der aktive Teil des Phasenplättchens einem Interferenzfilter zugeordnet ist, während die Lichtquelle mit zwei selektiven Filtern versehen ist, die derart angeordnet sind, daß sie zwei schmale Bänder der Lichtausstrahlungen passieren lassen, wobei die Wellenlänge des einen der beiden Bänder größer und die des anderen kleiner als die mittlere Wellenlänge des von dem Interferenzfilter des Phasenplättchens ausgeschickten Bandes ist. Man erhält auf diese Weise einen gefärbten Kontrast.
  • Eine zweite Verbesserung ist durch die Tatsache gekennzeichnet, daß irgendein der Oberfläche des Phasenplättchens zugeordnetes selektives Filter nicht das wirkliche Bild der Quelle bedeckt, so daß die mittlere Wellenlänge des von diesem Filter ausgeschickten Bandes von der des von dem aktiven Teil des Phasenplättchens ausgeschickten Bandes verschieden ist.
  • Wenn die Beleuchtung des Gegenstandes wahrnehmbar monochromatisch und von veränderlicher mittlerer Wellenlänge ist, kann sich die Absorption je nach Wunsch auf das geometrische Bündel oder auf das Bündel der gebeugten Strahlen auswirken und nicht nur auf das geometrische Bündel wie in dem Fall der Hauptcharakteristik.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen mit einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
  • Fig. i bis 3 zeigen die bekannte Anordnung; Fig. q. zeigt in einem schematischen Aufbau die neue optische Anordnung; Fig. 5 und 6 zeigen in Schnitt und Draufsicht ein Ausführungsbeispiel des Phasenplättchens der Anordnung; Fig. 7 und 8 zeigen in Schnitt und Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel -dieses Phasenplättchens; Fig. 9 und 1o zeigen im Schnitt zwei Ausführungsbeispiele eines Interferenzfilters in. Verbindung mit einer Lichtquelle; Fig. i i zeigt eine Anordnung, die die Mischung von zweierlei monochromatischem Licht ermöglicht; Fig. 12 zeigt ein anderes Aufbauschema; Fig. 13, 1q. und 15 zeigen im Schnitt drei abgeänderte Ausführungsformen der Phasenscheibe.
  • Die Lichtquelle wird von einer kreisförmigen Ringöffnung i i (Fig. :I) des Diaphragmas 12 gebildet, die in die Brennebene eines Kondensors 13 eingeordnet ist. Eine Lampe 1d. beleuchtet das Diaphragma 12 mittels eines Parallelisators 15. Der Gegenstand 16 ist zwischen den Kondensor 13 und die Frontlinse des Objektivs 17 gestellt. In der Ebene 18, die der Bildebene des Ringes i i des Dia -phragmas 12 in dem optischen System, gebildet durch den Kondensor 13 und das Objektiv 17, entspricht, ist eine Phasenscheibe angeordnet, deren aktiver Teil in Form eines Ringes das wirkliche Bild des Ringes 1i in der Ebene 18 bedeckt. Sie wird vorzugsweise (Fig. 5 und 6) von einem schmalen Ring z9 aus durchsichtigem Material gebildet, beispielsweise aus Gelatine oder Zellophan gefärbt, um als selektives Filter zu dienen. Dieser Ring 1c) ist von Harz wie Canada-Bulsam 2o umgeben und von zwei Glasscheiben 2i, 22 eingefaßt. Diese beiden Glasscheiben 2z, 2.2 können vorteilhafterweise durch die zwei dicht anliegenden Flächen eines doppelt brechenden Systems ersetzt werden. Dicke und Brechungsindex des gefärbten Ringes z9 werden mit Bezug auf den Index des Harzes gewählt, derart, daB die so gebildete Phasenscheibe die gewünschte Phasenverschiebung zwischen dem geometrischen Bündel und dem Bündel der gebrochenen Strahlen beispielsweise mit einer Verzögerung von einführt.
  • Die Phasenscheibe kann in gleicher Weise (Fig. 7 und 8) von .einem Interferenzfilter gebildet werden, beispielsweise von einem Ring 23 aus Cryolith, der zwischen zwei halbdurchsichtige Scheiben aus Aluminium 24, 25 eingefaßt ist und auf einer Glasplatte oder der Oberfläche einer Linse 2;6 ruht. Die Dichte des Cryolithringes 23 wird durch die mittlere Wellenlänge des Bandes bestimmt, das man quer durch diesen Interferenzfilter schicken will.
  • Wenn diese Bedingung erfüllt ist, stellt sich heraus, daß diese Scheibe, sobald sie in Luft montiert ist, automatisch eine Verzögerung von annähernd dem geömetrischen Bündel bezüglich des gebeugten Strahlenbündels gibt.
  • Zwischen dem Diaphragma 12 (Fig. 4) und dem Kondensor 13 ist ein veränderliches selektives Filter 27 angeordnet. Es wird entweder von einem Satz gefärbter Filter oder von einem monochromatischen Prisma oder Netz oder von einem oder mehreren C'hristiansen- oder Lyotfiltern gebildet, wobei ein Lyotfilter ein monochromatisches Filter ist, welches die Eigentümlichkeiten von gewissen Kristallen in polarisiertem Licht nutzbar macht. Einfacher und bequemer kann er von einem Interferenzfilter (Fig. 9) gebildet werden, dessen mittlere durchsichtige Schicht 28 zwischen den beiden halbdurchsichtigen Schichten 29 liegt und die Form eines Prismas von sehr kleinem Winkel hat. Es genügt, ein solches Filter derart anzuordnen, daß es quer zu den von der Quelle i i ausgehenden Strahlen verschoben werden kann, um ein Lichtband von veränderlicher mittlerer Wellenlänge von gleichbleibender Art zu erhalten, wobei die mittlere Dichte der durchsichtigen. Scheibe während der Verschiebung des Filters sich kontinuierlich ändert. Das veränderliche selektive Filter 27 kann in gleicher Weise von einem Interferenzfilter (Fig. io) gebildet werden, dessen mittlere durchscheinende Schicht 3o eingefaßt zwischen die beiden halbdurchscheinenden Schichten 31 von gleicher Dichte ist und welches derart angeordnet ist, daß es sich auf die Richtung der Lichtstrahlen neigen kann. Es genügt, es in einer Einfassung drehbar um eine Achse senkrecht zu dieser Richtung anzuordnen. Bei starken Einfallswinkeln kann es vorteilhaft sein, ihm ein rotierendes polarisierendes Filter zuzuordnen, um die Monochromasie des durchgelassenen Lichtes zu bewahren.
  • Die beschriebene Anordnung arbeitet nach den oben beschriebenen Grundsätzen. Um mit einer festen Phasenverschiebung und mit einer veränderlichen Kontrastintensität zu arbeiten, wählt man ein Phasenplättchen, dessen durchgelassenes Band sich gegen die Mitte des Spektrums legt, beispielsweise gegen Grüngelb, und man belichtet den Gegenstand durch ein Licht von veränderlicher mittlerer Wellenlänge und nahe der des durch das Phasenplättchen geschickten Bandes. Bei dem durch das Okular 32 (Fig. 4) beobachteten Bild ist die Intensität des direkten Bildes von. der des gebeugten Bildes verschieden.
  • Um mit einer veränderlichen Phasenverschiebung zu arbeiten, wählt man ein Phasenplättchen, dessen durchgelassenes Band eine mittlere Wellenlänge hat, die an einer der Außenseiten des sichtbaren Spektrums liegt, und beleuchtet das Objekt durch ein Licht von mittlerer Wellenlänge, das sich in der ganzen Breite des übrigen Spektrums verändeft. Die Phasenverschiebung ändert sich, ohne daß sich das Verhältnis der Lichtstrahlen wahrnehmbar ändert.
  • Wenn das Phasenplättchen von einem Interferenzfilter gebildet wird, ist es möglich, von einem positiven Kontrast auf einen negativen Kontrast überzugehen oder umgekehrt. Um im positiven Kontrast zu arbeiten, wählt man beispielsweise ein gelbes Phasenplättchen und beleuchtet den Gegenstand durch ein gelbgrünes Licht.
  • Um im negativen Kontrast zu arbeiten, wählt man ein grünes Phasenplättchen und beleuchtet den Gegenstand in gleicher Weise mit einem gelbgrünen Licht.
  • Es ist möglich, im veränderlichen Kontrast zu arbeiten und die drei kleinen Bildteile durch eine Art von Flimmerung hervorzuheben, indem :diese drei kleinen Teile sehr schnell vom Dunkeln zum Hellen und umgekehrt übergehen, wenn der Bedienende schnell vom positiven Kontrast zum negativen Kontrast und umgekehrt umschaltet.
  • Die Verwendung eines von einem Interferenzfilter gebildeten Phasenplättchens ermöglicht auch die Verwirklichung eines farbigen Kontrastes. Man wählt beispielsweise ein grünes Phasenplättchen, «-elches einen negativen Kontrast gibt, sobald sich die Beleuchtung von Rot auf Grün ändert, und einen positiven Kontrast, wenn sie sich von Grün auf Blau ändert. Man sieht die OOuelle von zwei verbundenen Filtern oder einem zusammengesetzten Filter vor, indem man eine Mischung vors Gelb und Blau beispielsweise durchgehen läßt. Das sich ergebende Bild ist idie Überlagerung des einen negativen Kontrastes in Gelb und des .einen positiven Kontrastes in Blau.
  • Die feinen Strukturen erscheinen infolgedessen verschieden gefärbt von Gelb bis Grün entsprechend der Intensität des Kontrastes auf einem gleichniäß.ig grünen L''iitergrund. Gröbere Teile, welche wichtigere Gradunterschiede mit sich bringen, können in Blau erscheinen. Es ist zu bemerken, daß dieser farbige Kontrast ohne jede Komplizierung des Phasenplättchens erhalten wird.
  • Fig. i i zeigt eine bevorzugte Ausführungsform von zwei verbundenen Filtern, welche eine Mischung von zweierlei wahrnehmbar monochromatischem Licht durchläßt. Das von der Lichtquelle 33 stammende und in den Kondensor 34 gehende Lichtbündel wird in zwei senkrechte Lichtbündel durch die halbreflektierende Oberflächenhypoth.enuse 35 eines Abbeschen Würfels zerlegt. Ein Prisma mit totaler Reflexion 37 richtet die beiden Bündel parallel. In dem Weg des einen ist ein beispielsweise blaugefärbtes selektives Filter 38 und in dem Weg des anderen ein anders gefärbtes, beispielsweise gelbgefärbtes selektives Filter 39 angeordnet. Ein Zusatzfilter 4o, neutral grau passend gewählt und in dem Weg des einen der beiden Bündel angeordnet, ermöglicht es, die Intensität des einen der gefärbten Bündel bezüglich des anderen zu regulieren. Ein symmetrisches optisches System, zusammengesetzt aus einem Prisma d;ii mit totaler Reflexion und einem Abbeschen Würfel 42 mit einer halbreflektierenden Oberflächenhypothenuse 43, stellt ein einziges Bündel wieder her, das aus zwei wahrnehmbar monochromatischen Strahlen zusammengesetzt ist. Dieses zusammengesetzte Bündel beleuchtet die Öffnung i i des Diaphragmas 12 der Anordnung gemäß der Erfindung (Fig. ,4).
  • Schließlich besteht eine die Art der Phasenplatte und des mit dieser verbundenen Filters betreffende Ausführungsform darin, das Phasenplättchen mit einem zweiten Filter zu versehen, verbunden an der nicht durch das wirkliche Bild der Lichtquelle bedeckten Oberfläche. Man wählt beispielsweise ein gelbes Filter für den aktiven Teil des Phasenplättchens, ein blaues Filter für den anderen Teil des l''hasenplättchens, und man beleuchtet den Gegenstand mit einem wahrnehmbar monochromatischen Licht von einer veränderlichen mittleren Wellenlänge. Die einfache Veränderung dieser Wellenlänge ermöglicht es, die -relative Absorption der Phasenplatte auf die direkten oder gebeugten Strahlen wirken zu lassen.
  • Die Fig. 12 bis 15 zeigen mit einer Variante den erfindungsgemäßen optischen Aufbau, bei welchem das feste, mit einem aktiven Teil des Phasenplättchens verbundene selektive Filter von einem Interferenzfilter gebildet wird, das mit Reflexion arbeitet.
  • Gemäß Fig. 12 wird; die Lichtquelle von einer Öffnung 51 in Form eines geradlinigen Spaltes (senkrecht zur Ebene der Fig. r2) einer Blende 52 gebildet, die in der Brennebene eines Kondensors 53 angeordnet ist. Der Gegenstand 5¢ liegt zwischen dem TLondensor 53 und der Frontlinse des Obj-eIetivs 55. Ein mit Reflexion arbeitendes Phasenplättchen 56 ist derart angeordnet, daß der aktive Teil dieses Phasenplättchens die Ebene eines der wirklichen Bilder von dem Spalt 51 gegen das von dem hondensor 53, dem Objektiv 55 und gegebenenfalls den zwischen das Objektiv 55 und die Phasenplatte 53 eingeschalteten Hilfssystemen gebildete optische System schneidet. Das Okular 58 ist seitlich angeordnet. Bei der Fig. 13 wird das Phasenplättchen von einer Glasplatte 59 mit einer ebenen Fläche gebildet, mit der ein mit Reflexion arbeitender Interferenzfilter verbunden ist. Dieses Filter ist mit einer Cryolithschicht 61 versehen, die zwischen zwei halbreflektierenden Metallschichten 6:2, 63 beispielsweise aus Aluminium eingefaßt ist. Die Gerade in gemischten Strahlen weist die Spur einer Ebene entsprechend der Blende in dem optischen System auf. Die Dicke der Cryolithschicht 61 wird von der mittleren Wellenlänge des Lichtbandes bestimmt, welches von dem Filter reflektiert werden muß. Dieses Filter hat die Form eines geradlinigen Bandes (senkrecht zur Figurebene). Um ihn herum ist die Fläch.° 6o mit einer opaken reflektierenden Metallschicht 64 bedeckt. Ein solches Phasenplättchen arbeitet genau so wie das Phasenplättchen bei einem mit der oben beschriebenen Durchlässigkeit arbeitenden Interfer2nzfilter und gibt dem geometrischen Bündel einen Gradunterschied angenähert von mit Bezug auf das Bündel der gebeugten Strahlen.
  • Bei der Fig. 1q. enthält das optische System ein Prisma 65, welches zum Neigen des Lichtbündels dient. Dies ist der Fall der binokularen Mikroskope. Die Lichtstrahlen werden auf den Flächen 66, 67 reflektiert. Auf der Fläche 67 kann die Reflexion eine totale Reflexion sein. Die Fläche 66 empfängt dagegen die Strahlen unter einem Winkel geringer als der Winkel der totalen Reflexion. Sie ist mit einer reflektierenden opaken Metallschicht 68 bedeckt. Ein mit Reflexion arbeitendes Interferenzfilter, das beispielsweise aus einer Cryolithschicht 69 besteht, die zwischen zwei halbdurchscheinende Metallschichten 70, 71 eingefaßt ist, ersetzt auf der Fläche 16 die opake Metallschicht 68 derart, daß das wirkliche Bild des Spaltes i in dem optischen System wahrnehmbar abgedeckt ist.
  • Bei der Pig. 15 setzt sich das zur Neigung des Bündels benutzte Prisma aus zwei zusammengefügten Teilen 72, 73 zusammen, deren gemeinsame Fläche 74 eine halbreflektierende Oberfläche 74 bildet. Der obere Teil 73 hat eine waagerechte Fläche 75, die mit einer opaken reflektierenden Metallschicht 76 versehen ist. Das Interferenzfilter ist mit dieser Fläche 7 5 versehen. Die die gemeinsame Fläche 74 durchquerenden Lichtstrahlen werden von der Fläche 7 5 bis auf die Fläche 74 zurückgeworfen und verlassen diese in schräger Richtung gegen das Okular 58.
  • Diese Anordnung hat einen Verlust an Lichtenergie auf der gemeinsamen Fläche 74 zur Folge, aber auf Grund der waagerechten Lage der Fläche 7 5 ermöglicht sie die bequeme Nutzbarmachung einer Öffnung in Form eines kreisförmigen Ringe als Lichtquelle. Das Interferenzfilter wird dann von einem zwischen zwei halbdurchscheinende metallische Schichten 78, 79 eingefaßten Cryolithring gebildet.
  • Es sei h°rvorgelioben, daß sich die vorliegende Erfindung nicht auf die Beobachtung mit sichtbarem Licht beschränkt. Sie ist in gleicher Weise auf die Beobachtung mit ultraviolettem oder infrarotem Licht anwendbar unter der Bedingung, daß transparentes Material für die ausgenutzten Strahlen gewählt wird.
  • Überdies muß .bemerkt werden, daß die Erfindung die Einregelung der Intensität der geometrischer Bündel in bezug auf die der gebrochenen Bündel ermöglicht, welches auch immer der durch die Phasenplättchen eingeführte Gradunterschied sei. Im Grenzfall kann dieser Unterschied Null sein. Die optische Anordnung nach der Erfindung ist weiterhin auf die Bi°_obachtung ohne Phasenkontrast anwendbar. Sie ermöglicht eine Veränderung des Anblickes des beobachteten Bildes durch die Einregelung der Intensität bezüglich des Untergrundes des Bildes von einem hellen bis zu einem schwarzen Untergrund.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Optische Anordnung zur Untersuchung nach dem Phasenkontrastverfahren von Gegenständen mit kleinen Unregelmäßigkeiten ihrer optischen Eigenschaften, welche zu kleinen Phasenunterschieden zwischen den Lichtstrahlen Anlaß geben, die sie durchlassen oder welche sie reflektieren, mit im wesentlichen einer Lichtquelle, einem optischen System und einer Phasenv eränderungsscheibe, die in der Ebene des einen der wirklichen Bilder der Quelle in dein optischen System angeordnet ist und deren aktiver Teil wahrnehmbar die Oberfläche dieses wirklichen Bildes bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein festes selektives Filter dem aktiven Teil der Phasenscheibe zugeordnet ist, während ein veränderliches selektives Filter der Lichtquelle zugeordnet ist, derart, daß die Wellenlänge des die Gegenstände beleuchtenden natürlichen Lichtes nach dein Willen des Untersuchenden einregelbar ist.
  2. 2. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daßt das veränderliche, der Lichtquelle zugeordnete selektive Filter derart beschaffen ist, daß die mittlere Wellenlänge des die Gegenstände beleuchtenden Lichtes benachbart der des Lichts bleibt, welches durch das der Phasenscheibe zugeordnete feste selektive Filter geschickt ist.
  3. 3. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß das dem aktiven Teil der Phasenscheibe zugeordnete feste selektive Filter vorzugsweise von einem Interferenzfilter gebildet wird und das der Lichtquelle zugeordnete veränderliche selektive Filter derart beschaffen ist, daß die Wellenlänge des die Gegenstände beleuchtenden Lichtes nicht zu nahe -der -des Lichtes liegt, welches durch das dem Phasenplättchen zugeordnete selektive Filter geschickt ist, q.. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, wo das dem; aktiven Teil der Phasenscheibe zugeordnete Filter von einem Interferenzfilter gebildet wird, das der Lichtquelle zugeordnete veränderliche selektive Filter derart beschaffen ist, daß die mittlere Wellenlänge des die Gegenstände beleuchtenden Lichtes höher als die des durch das Interferenzfilter geschickten Bandes bleibt, wenn man einen negativen Kontrast wünscht, oder tiefer, wenn man einen positiven Kontrast wünscht. 5. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil der Phasenscheibe aus einer schmalen Scheibe aus gefärbtem, durchscheinendem Material, beispielsweise Gelatine oder Cellophan, besteht, die von einem Harz, wie Canada-Balsam, umgeben und zwischen zwei Glasplatten eingefaßt oder die beiden Oberflächen zu einem doppelt brechenden System zusammengeklebt sind, wobei die Dicke und der Brechungsindex dieser gefärbten Platte mit Rücksicht auf den Index des umgebenden Harzes derart gewählt ist, daß die gefärbte Platte gleichzeitig' den aktiven Teil der Phasenscheibe und das ihr zugeordnete feste selektive Filter bildet. b. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil der Phasenscheibe von einem Interferenzfilter gebildet wird, das eine zwischen zwei halbdurchscheinende Aluminiumschichten und von Luft umgebene Cryolithschicht enthält. 7. Optische Anordnung nach Anspruch' i, dadurch gekennzeichnet, daß das der Lichtquelle zugeordnete veränderliche selektive Filter entweder von einem Satz gefärbter Filter oder von einem monochromatischen Prisma oder Netz oder von einem oder mehreren Filtern -von Christiansen oder Lyot gebildet wird. B. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das der Lichtquelle zugeordnete veränderliche selektive Filter von einem Interferenzfilter gebildet wird, dessen in der Mitte befindliche durchscheinende Schicht die Form eines Prismas mit sehr kleinem Winkel hat und welches derart angeordnet ist, daß es quer zu dem von -der Lichtquelle ausgesandten Bündel verstellbar ist. g. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das der Lichtquelle zugeordnete veränderliche selektive Filter von einem Interferenzfilter gebildet wird, dessen mittlere durchscheinende Schicht von gleicher Dicke ist und welches derart angeordnet ist, daß es sich um eine Achse senkrecht zu der mittleren Richtung des von der Lichtquelle ausgesandten Bündels drehen kann, wobei das Filter vorzugsweise einem polarisierenden drehbaren Filter zugeordnet ist, welches es ermöglicht, die Monochromasie des von dem Filter unter den starken Einfallswinkeln abgegebenen Lichtes zu erhalten. ro. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß :der aktive Teil der Phasenscheibe einem Interferenzfilter zugeordnet ist oder von einem solchen Filter gebildet wird, während die Lichtquelle mit zwei derart zugeordneten selektiven Filtern versehen ist, daß sie zwei schmale Bänder von, Lichtstrahlen .durchgehen lassen, wobei die mittlere Wellenlänge des einen der beiden Bänder größer und die des anderen kleiner als -die mittlere Wellenlänge des durch das Interferenzfilter der Phasenscheibe geschickten. Bandes ist. i i. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden der Lichtquelle zugeordneten selektiven Filter in dem Weg des einen der zwei Lichtbündel angeordnet ist, die beispielsweise aus der Zerlegung eines einzigen Lichtbündels durch ein optisches System, wie einem Abbeschen Würfel, mit halbreflektierender Oberflächenhypothenuse herrühren, wobei die beiden wahrnehmbar monochromatischen Bündel wieder in einem einzigen Bündel durch ein entsprechendes optisches System vereinigt werden. 1a. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein selektives Filter ,der Oberfläche der nicht von dem wirklichen Bild der Lichtquelle bedeckten Phasenscheibe zugeordnet ist, wobei die mittlere Wellenlänge des durch dieses Filter geschickten Bandes von der .des durch den aktiven Teil der Phasenscheibe geschickten Bandes verschieden ist. 13. Optische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das dem aktiven Teil der Phasenscheibe zugeordnete feste selektive Filter von einem mit Reflexion arbeitenden Interferenzfilter gebildet wird. i4.. Optische Anordnung nach Anspruch i und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Interferenzfilter den aktiven Teil der Phasenscheibe bildet, während der Rest dieser Scheibe durch eine opake reflektierende Oberfläche gebildet wird. 15. Optische Anordnung nach Anspruch i und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenscheibe von einem Plättchen mit einer ebenen Fläche gebildet wird, mit der das reflektierende Interferenzfilter verbunden ist, während der Rest der ebenen Fläche mit einer opaken reflektierenden Oberfläche versehen ist. 16. Optische Anordnung nach Anspruch r und 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, wo das optische System ein Prisma enthält, in dem die Lichtstrahlen wenigstens an einer Fläche unter einem Winkel kleiner als der der totalen Reflexion reflektiert werden, das reflektierende Interferenzfilter dieser Fläche zugeordnet ist und der Rest dieser Fläche mit einer opaken reflektierenden Verkleidung versehen ist.
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