DEP0042477DA - Mikroskopobjektiv mit zentralem Reflektor - Google Patents

Description

Patentanwalt \ d.6.

Pfef ηΡΠΠ Γ"*" M? SI®©?, ti'ligSlie LLJJa 'jo»» d iflsäiSi&i GarmJsch - Pari-crikirchen Rafhausstr. 14 / TeL 8612

,Angel« 11

Aktenzeichens ρ 42477 I£a/42h D

Oiiarles SPIERER _t. GfenJT (Sehweis) tmd

alt aeatraleet Eeflektor.

g «lie @lia©n zentralen Eeflek~

tor aufweisen. n .<

r©fl©ktieresade fläölat^aus ©in©r sehr dolmen ,

aus Platin -M:-l_g öle chesiseh oder dureli Q-alvano-

Meäergeselil^en wirfi* «sä aw®r ©ο_? ias© si© nur einen feil de® eifsf eilend ei* Idebtee reflektiert und den aöÄeren oureiilSsstg weloiier star Brxtstehung des Bildes beiträgt φ diese Welse wird ein© gemischte Beleuchtung auf grauem Grund erzeugt_v die in gewissen Fällen τοη Interesse eein kam.

/'"T01·*. endon/i, einer reflektierenden, hfu-bäuiOlil'-laal^:.-» Schicht i, die In des Hchtstrahlengeiig eines Mikroskoptiagesciialtet ist, aber aar einen feil des Buxeladieser St?alii©a ejLrmliamt

p"-4a«s-tas Ziel die;jer V von Piicsonlnterferensen iat.

reite vor tier Anmeldung diesea deutschen. rRteritefT'lji einer Publikation ein© Vorrichtung die ^ejs^WiT becohri eben ( Spierer β "iaaploi de !'«JUtefasiicroeoope ä 4elaira«e bilateral posjj* 1' exasaBrisur fond elair^fS, iirchives äea; Hcisnces Vüy^iy

allen 44««o»-43e^«^§®i-eB· liandelt es sich ub to.J Ij durohlHs&ige reflektierende Schiebten von konstanter Mülre

stellt» welche i» eimer Mitteiliing von lsi! Clean fjJae-^Hif-,»

»acM Zemik« sm» Uatereaetanj;' uiiijof tirb-

ter nikroskopiecher Sräpaxatt^M)_s am 2» S©p|®Äb©r 1944 ¥or der Sektio» für Botanik der Schweiz.Hatorltorschenden Gesellschaft dargelegt wordenkst (publiziert,.i^£l ien VeÄsiiilaageii dieser Ckieelleohaft» Bend lÄXII_t .,If44) t eiae weitere AoaftQiriing ober gerftikejs fheorit^-f'ladet eich la einem Artikel unter ten ■fitel "!ftast B^urolücopy¹¹! äer von 4^8. Bennett» Helen tFttpniic» Harold Oßt^Stri und Osoar W. Richarde in 4@σι "Transactions of the^Äserican Microscopical Society¹', Band ΜΪ» It« 2_s

Die vorliegende Erfindung

ist eine Verbesserung Äer sur Zeit bekannten Vorrichtungen, wobei die Phasenlnterferens für die Mikroskopie verwendet wird.

Vorliegende Brfladung hat ein Mikroskopobjektiv alt eins» sentralsn Reflektor aam 3-tgeastaud» ias dadurch gekennzeichnet ist, äass der Heflektor einen Film aus halbdurohlässigea iSateriel (aus Metall oder dislskteisoheffi Material) aufweist» dessen, Blcfce oder Diohte voa der optieohen Achse - as gegön tie Peripherie Ma sich Sni©rt»^ntwilii atoeiaealf

konstant toleite» «|

&-11-) 2ie beigefügte iSeiohaung stellt i» eete seteaatiseter

Art vier beispieleweise Ausführar*gefoi*seii des erfiadeiggge-Misses Objektives dar.

Bis Fig. 1 bis 4 zeige» einen Axialechnitt eines feiles einer ^©tea Ausführungeform*

fig» 1 ist aalt 1 die vordere Linse eines

äargestellt» äeese» optleeiie Achse ^aIt

2 bezeichnet ist. Auf iitser Maee ist ein a«Btraler Hefltlctor vorgesehen, Äer aus eiß« reflektierenden Filaecliiekt 5 aus h&lb&urchlgeslgesB Material b®steht_s daa το» der optischen Äcfase ais ssine Moire bew. Dicbte ateehaesd ändert· Dieser FiIa erstreckt sich a«r über üen Mittelteil der Mass eaä teiltet eiaeij aueserordentlich dtt»»e» !!aaielme &sw« eia© Schicht, der®» Diclite suneiiaeBä gege» ten BaM absitamt und

somit an seiner ferlpiierie lichtdurchlässiger ist als In seinem aittleren feil« Mit 4 und 5 sind die äusseraten Strahlen des den Filza 5 passierend β» Lichtkegels feezsialm©t_? welcher dme Objekt 6 beleuchtet« Die Oeffnung äee Strahlenbündel s wird so eingestellt» dass ®e durch ten to» film 3 gebildeten Reflektor unterbrochen wird, 4er dank seiner Lichtdurchläeelgkeit einen ¹SeIl dee Liatatts durchtreten lässt und einen andere» feil auf das Objekt gurückwirft· BIe ¥Όΐι Objekt gebeugten« «erstreuten und reflektierten Stratilen_f welche um it» Heflektor 3 herum durchtreten» erleiden keinerlei Inteneitäteeinbiieee durch Absorption. Si© trugen aur Intstehttög des BIldeβ zuaemmen alt den äea Reflektor durchdringenden direkten StreÄlem feel» Letztere erleii©» einen gewisse» ferlmst en lat@agitet auf der Hiiie i©s Reflektors, sei es »an duröh Absorption» iwrch &efl@xioa oder d.urch Stremitag« Auf diosea Niveau erleid©» si© ®aoii eine Biasenverechlebung» d& die Dicke der halMur eiilleeigen Schicht oft! Eeflektors eioh. ewlschen gwei Sr®».awtrt©n Isdertj welche mehr oder weniger groaee Bruchteile i@r Wellenlänge Lichteβ 6msimcb.ea» Ototer diesen Beöingaiigeii $rhälikan

eia Bild dee Segenataniee auf eiatK glealieii dunkeln und iieste Bild igt besondere reich en liastliMitea» da Ihm der Aajplltttdenkontraet (eohf?areer Mittelgrund) und ier WhM" Benkontvme.t (saoh Zernike) eugute konmt·

Infolge der Satsaohe, iase &mr Reflektor# smetatt Uber&ll gleiotaaäasig dick oäer dicht zn sein* wie in dta fei she rf, Jf en Objektiven» eint to» ZentroE gegen die

2u veränderliche Dicke oder Dichte besitgt, kann man ihn be« deutend grosser iIi«eEs!©fii@f«a als früher» ohne dabei die Qualität des Bildes su beeinträchtigen? dies© 1st ie Gegenteil s&rklich verbasaert, d© -man. eine· grSssere B$leuchtung&~ öffauag verwendet, die unter Beibehaltung des dunklen Grundes ebenso gross ist wie in der normalen Mikroskopie auf lieilea (fc'und*

BsnJi der Beleuöhtung salt; grosser Oeffawng werden die Interfere»»streife», unterdrückt, die normalerweise sit einer zu kleinen BeleuohtungeUffnung (kohärente» Iticht) estet@.bea_t und die liäufig sehr et,örenä wirken· Ädtrtrseits ist infolge übt Satsaeije, dass der das Objtkt von unten mash oben beleuchtende Üefatiisgel starker ist, auoh 4er auf äss Objekt ie uüägekahrt&n Sinne iurüe^eworfen® Lichtkegel imt&nsiwBT, wag das BiM ».och, infolge der duxoh Sie Strukturen ies Objekts reflektierten 3trahlen bereiohert· Die Beleuchtung alt grosser Oeffntmg, welohe durch diese forriehtoiig ex»-. 5!o§iielrfe wird, gestattet die Duroiiftihrung eines ©rossteile äer Mikroskopiegrbeiten auf Ättateslii 0rund unter ftxwfaiiiag fies gewStoliöMö fagfslichtts_t was für tie lagen weniger er~ ist eis di® Verweridung tos künstlieheia Moht*

liöli kann man ianlc d©r ffüsstres imsaasse ies Eefltktorg ein »Mr% einfallendes Lichtbündel f©»rsateB_f oto der forteil© äse dluiskeln S-rcaäes vfrlmstig «m gehen«

Bis HtRsenrsrsehiebußg, welche die auf ier Höhe Öse Objektes gebeugten Strahlen im PaIIt tia©s Bmeeagitters erleiden,.ist 3« n&ok ler Dicke und der Art des Objektes iielir oder weniger wichtig. Demeufolge war ee bis heute swr

Verschiebung der Strahlen um einen ausgleichenden Betrag, sodass der Phasenkontrast für ein gegebenes Objekt entstehen kann» nötig* nacheinander eine leihe von Phasenplättehen Yersehiedener Dicke auszuprobieren* um dasjenige herauszufinden, dessen Dicke den gewünschten Effekt hervorbrachte „

Mit der erfindungsgemessen Torrichtung kann diese Komplikation Termieden werden^ da in Wirklichkeit jeder materielle Punkt des Objektes durch zahlreiche Lichtstrahlen durchdrungen wird, die auf Zone» Tersehiedener Dicht© oder Dicke in dsr halbdurohlässigen Schicht bzw, in der die» elektrischen Schicht auftreffen* wobei sich die kompensierende Verschiebung in derjenigen Zone Tollziehen wird,, deren Dichte oder Dicke adäquat ist.

Uebrigens könnte man für den Durchtritt der direkten Strahlen eine bestimmte Zone wählen? indem man in den Blendenträgerring des Kondensators (wobei die Blende Tollständig geöffnet ist) eine kleine undurcheicntige Scheibe, ζ*Β_β aus Metall einbringt» welche mit einem kreisförmigen Schlitz τοη geeigneten Durchmesser versehen ist» Der hohle Idohtzylinder» welcher durch diesen Schlitz gehen würde, würde dann durch den Kondensator und die Linsen des Objektives auf dem Reflektor konzentriert» wo er einen dünnen* den Durchtritt der Jjicht strahlen durch die begrenzte Zone entsprechenden Mchtring bilden würde.

Man könnte mit einer Reihe ähnlicher Schirme* deren kreisförmige Schlitze mehr oder weniger kleine Durchmesser

hätten., eine böetliamte Sou« de® Heflektor® für den Durchtritt des gur Beleuchtung dienende» Molitts auswähl©».

Der PiIn 5 kau» entweder aus llttall oder dielektrisch.^ .steriai besteljeru iÄetatt wie is beschriebenen Sei« ?piol einfach su selvi₉ Itaan er auoh. doppelt assgeMldet sei» wie auf der Fig» 2 aogegeljen ist« Is falle 4er letzteres figm^s wird «tor Reflektor toti einea film 1 aas iielektriiseivss Ifeiterial gebildet, welch®»» ein '"ietallfila 3a überlagert ist» Die Sicke dieser beiden filial nismt von eier optiaetem Aoh.se BXi gegen die Peripherie Mc ab. SelbetveretSndlllcb. ist auf dieser Figur, wie iibrigsno ea£ alle» anderen Figuren leictowagf die DicJre dieser Fila® gterfc öfeertriebe» stellt_s an Aas ?ax*etenclsls au ©rl^ichtera, öebrigsag leans in «allen diesen Ä»sfiferiiaf:sfö»B@B die Veränderung äer Dicke sie die graphische Boretellwjig einer Biclite&tenaag betrAb tei wtrieiis

Dtr öuroh. die Verwenä'uaag Öer beitsa liag«a»t©n Filme ins -iwge gefasste £w@ok ist äie aeg Se»ilii"@«fftlrtts 4er Ph&^enkomp^nsation.

Ie fallt» n»e 4ie form i@s gweifaöiieit Mtmimkua 7» 5 eiatfi 0chä.ä liefern IiBflass aaf das fusktioniereo. der hatte, könnt« «as diese© Fehler durch Afiiteraag d@r itr Biese aÄtlfes»

In der AusfUhrunfeform gero&s Hg, 3 hat ier reflektierende tteltHäurcbilssige Film 3t ebenfalls eine ferseMeSen Dicke oÄer Dichte _f ab©r in äiefiea Falle nSjmat die Sicke odtr Pichte tob der optischen Achse gegen die Peripherie hiß ea»

Ditse Anordnung erfordert im ftegensgtg g» den beiden vorhergehenden AusfUhrungeformen ti© Beleuchtung ies Objektes 6 mittels eines hol»» Xdohtk&gels, um den dunkeln 6-nmci si» erteile» und aux die direkten strahlen einer merklichen Piissen-« verschiebung au unterwerfen«

£n einer Variante ä@i* ^ig₈ 3 könnte aea für Aie Ättsöilaiö'ig¹ des Keflektore sueli die uebereinanderlegung sfieder Filme ¥erseM#d#atr fcatur vors6-Ä#ii» z,B₉ einen setalll-» n miä, einen diel^ktrieohen flla« la jfailci i«i i'ig. 4 weift tae ÖöjeirtiT ©Sue dünne«

ebeii© Soiisil» 8 auf _t Sie in Äer optischen Achse 2 gel«gea 1st» auf ate sei Seimii» befindet siola iti* l#fl©fctor_P der in dieses faliö von ©i»ea ketalIfilia 7a und 8ia©B dariiböj?lieg@iiiitii ÄXei 5c aa,e ditfiektriachea «i.terial gobiXiiöt wird» die Gleite QÄ«r Dichte οόΐάβΓ ^iloe niaci-'c von dar o./tisalitii Äöiis© 2 Itgtii die ^ripherie Mn ato_e Di® durchsichtige Setiiälöe 8 kern entweder innerhalb oder oberhalb des

se O'bJ«iiti¥ee angterdfiet gele* geneigt woz^sa ist» icea» der Heflektor eatweo4«r doppeltf aetaliist%# dielektrisch oder gemischt ausgebildet stia« ilinieateas m-iiie der filmsohiohten

-tinsc oder am' einer i» üer optlsehea Achse

aiOiiiigGii öoiiöibe aaftordaet seia₈ Ia its bio Jota^ iiuöCiii'JLvibeaon Äsispieisa erstreckte sich die eise oder mshrartm ifilaechiohten nur tffeer ita sittler©» feil des Durchtrltt0q[uerechnittß des Mchtbändele» Man könnte ia anderen Äuaführungeformesi auch voreehen» dass 4er Reflektor

eich Über des gaaseti Dttrelitrittifttireetiaitt ütn- Liciifbiatels erstreckt»

Ia der fst Jesus der Beflektor ©toe Baefateil stell über die gemse flaeii« der ,uinse 1 baw# der Scheibe 8 erstrecken» vorau.8ge&et£i_f diaes seine Mcfce οκν . neiiu uicbte in der von d«aa gebeugten Idohtstrahlen W

klein ist» Asse dies s« Keiner merklichen :?liR3envfc/-c.öhle» gibt.

Objektiv köiaitt· aaoh eine» Film ems halMurohl&aaxg&m material το» koastsßttr x»iok© aufweiseiii wobei äi#g®r film und ein halbduroitLasslg^r reflektierender PiIa von Sriaerader JÄok© eier Biohte Sbei*eissjiterg«lagert wären· Μ©«© beide α lila© zoxmten. tsh dei» gleichen Art sein oder dei- tie« könnt« aus Metall mal ümt ändert aus dielektrisch« iSet«i*iai öesteilen»

i)ie ge&oppelte Verwendung ©inta setallisclitB Filme0 feaftst«iter Dicke oder l>ieht#, weioiisr eich Ster άβη ga» Dorcatritta^uer«schnitt der idehtstrahlen ©rs*tr@ekt_t iilt refiek.tieren<iefi_s IttilbiÄKJhläeeigtn fil» von variabler ocktr i»ioiji»«, oier aber die Verwendung ©iner sich über j^urchtrlttequerechnitit dor Lichtstrahlen erl'iliaioMekt Toti variabler Dicke ©der Sichte g auaser dem eohon beschriebenen Vorteil noch iea folgenden Vorteil alt sich 1 Miie^

experimentell festgtetellt/'iass sioii bei der

Verwendxang eine© eich auf den gaasea X/urchtrittsquereohnitt Äea ajiolites erstreckenden i^eflektors you fconataater Bioke oder üiohte folgendes

lsgnn man in die Auetritts-pupille des Objektivträger« (also oberhalb des I&nsensvsteia) eine Unterlagesoheibe aus ©benefit Glas einbringt» äsreti gas.» Oberfläche sit einer du»« neii_f hslbaurchlaeriigeii Oolclechieht ron konstanter Picke bedeckt ist, mii weim sau das Objekt Kit eines sei«? !##& Mchtbün&el beleuohtet (Kondeueatorblends so weit wliöglieh geschlossen), stallt iaao f«it| äazs die· Intorierensstreifen, wslöh,© ohne Verwsadarj; dor vsrgoldetcn üntörlsigsaohelbe die Umrisse des Biidee usgebeii hatten und die Qualität ties letzteren versohlechterten_f Sitrch di@ Wirkung des öolcifiloee irerschwundsn 0ind, «iii das β man eis- ta&®iloaes Bild eiiiSlt* Kun igt die Beleuchtung mittels @i»es »ohr 6!Bf en Licht Mini eis sehr nut glich., 4a es die farfelos®» feinen. Strukturen (s,B. lebender Bassillea) sichtbar maioht» die as.ter einer Beleuchtung ©It grSsserey Oeffnmig isisiÄ. tbar bleiben. Bei 4er Belctaohtung mit §ehr kleiner öeffa.ae.g treten hingegen jeweils nachteilige Interferemsstreifen aiii optische AberrationeMlder ("Artefakts"}ι attf_t dl©'fa_#lai Vor· eln goldeaer öhterlagssehetben ontträrüefet weMea.

Dieses Baänoisen erklärt ei oh öuroh die kSraige

iir der seiir fiiteitn Metalleohichten ant iöPoh äie Streuung öfter ßeiigung des Mc fetes auf dem Kiveau eolöhtr Schichten. Das durch β ie kb'rnige Schicht lerstreate Lioht ist für d5.e Formation des Bilies verloren, da es you seiner βμτί&β,Ιβϊι Richtung abgelenkt wird» nachdem ®s duroh das Mn« stneysteii hindurchgegangen ist* Aber dieser Verlust as Helligkeit betrifft bedeutend sehr die gebeugten Strahlen»

ΐι»¹ Entstehung τοίι Intt.Tttreiigstrglileii islass geben» als das geometritieät Üetitbtfcdel* Ia der tat durchtritt das clirtlrfc© (geometrische) Xdchtbünd©! nur einen kleinen flachenteil in äei* Mitte i«r gtrtiieai©» Sotiieöt» wilTOiiti die gebeugten Strahlen die geaaste Sehloht durchdringen und in®=* sufolge bedeutend sieiir geschwächt werden·

la eier Beleuehtung auf duaakelm Grund (liardlol&e oder zentraler Schirm) treten ebenfailö gewöhnlich Bohr oder weniger störende Streifen auf, welche duroh ciie Verwendung g©Met*r Unterlagesohei&en toedeatend gsmlMei't₉ wenn gaas- unterdrückt werden·

Her SeMfils kSiaate eb&neo ti«·* a^f die fiäekie eiaer €e.r Assen sarfgebracht werden anstatt auf die e*e#*i« löiterlagßsoheibe. lies üelä Scisate duroh andere Metalle» wie a«B« durch ^letia» ÄliaHiiii»» StAl usw. ©rgetst .tui-eli ö;;yd«?.aion von '-«talMtiäpieii erhaltene «si aioh auf ulus ,äljscnc lüentic üxydö oxydierbar er stalle würden dts _fc,l«ionen ^-jeek erfüll e«.

UeMissfiioii Iciimtea ilttalltaiicnen Qäex· ihre Oxjd© in iäilGiiesföJfii auoli in aie 8-lasasese eixnrarloibt ntrita Bar aiaA" clsr HhsrtlMahs nie<3ergeacalag®n im werden« Uoroa dieaae iaitt«! trai«lt asii nicht a.ur sine fer« g ate Bildes auf duak«lm &roaä_f wie dies im tea aa beeoJarieben«» Beispielen der Fall ist» goad©» aae^ tine ?er'oes#0rt»g cleg Bildes auf Füllern Srwtä, was fir gewisse Fälle wio&tig ist»

Claims (1)

1») Mikroskopobjektiv mit zentralem Reflektor, dadurch gekennzeichnet» dass der Reflektor elften Film ame halbdurchlässig©^ Material aufweist« dessen Dicke oder Dichte von der optischen Achse gegen die Peripherie hin sieb ¥erändert«

2«) Mikroskopobjektiv nach Ansprach 1, dadurch gekennseichnett dass der film aas Metall bestellt» ims auf oder is eia@a durchlässigen träger niedergeschlagen ist,

5.) ilikroslc©iiobjektiv »aeh itoepfaeii 1» dadurch gekennseiohnet, taes der film aus dielektrleohüm v-ateriül bestellt _β

4·) Mikroskopobjektiv nse.li AnsprUöh©n 1 tmi 2, dadurch gekennzeichnet, dass ©s awsi tfbereinanderliegend.6 Filme aufweist ι wovon 4er eise aas Metall und ier andere au© dielektrischem ^terlal feesteht»

5·) lä.kroBJf©p©'b|el£tlT nach Asprmch 1» dadurch gekennzeichnet« iese mindestens eiÄtr der Filae sich auf einer Mase befindet·

o#) iiilirosteopofojöictiv nach lnsprasii !»ciattarob gekeßiiiiülciinöti Äaee iBindeoteiis einer der Filme auf oder iss Inneren einer durchslchtigeti, ia ier optischen Achse angeordneten Selieib© sich befiaiete

7«) Mikroskopobjektiv aacÄ AasprmoÄ 1» äeiuxoh gekennzeichnet_v dass sich äer fila nur Steer einen feil 4©s DurolitrltteQuereoimlttee des Mchtbtinäele erstreckt·

8.) JjüiciOskopobJektiY nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fills fiber da» gan&en- Durch— trittsquerschnitt des l»icht bündele erstreckt.

9·) Mlkroekopobjektiv nach Anspruch. 1» daäurch

getemigeictmet, dass der Reflektor aoob eiaeii weiterem PiIa aas haibäÄrshläesliieffl Material von konstanter Dicke oder Biotrte aufweist^ ^e%#4- iisser iilm und der Film alt verän

derlicher Dicke oder Dicht© Ibereineniei¹ gelauert sind» 10.) MUnroskopobjektiv nach M-aprWcheB· 4.-*&&·* 9_S

dadurch gefcemiseiöt»et, 4sss die beiden 4a-ίΐΒβ^ϊΐΐοίΑ—9-i^swilis*e» Film© won gleicher Art siai»

13», 5 .liirroskopobjolrtiT aaob. AnüpriTch-e» -i-4»ir-9» dadurch gefcenasGiolmetp das« •¥«i-'^>fr4^^^ae4^:* Äiaea der ©iae mma Metall und 4er entere aus Arterial bestellt»