DEP0053689DA

DEP0053689DA - Contrast microscope

Info

Publication number: DEP0053689DA
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. Räntsch
Original assignee: Zeiss-Opton Optische Werke, Oberkochen
Publication date: 1950-11-02

Description

Zeiss-*Opton Optische Werke OberkochenZeiss- * Opton Optical Works Oberkochen

Kontrastmikrο skopContrast microscope

Es ist bekannt, zur Erzielung von Kontrasten bei der mikroakopisehen Abbildung das sogenannte Phasenkontrastverfahren anzuwenden« Hierbei geht man davon aus, dass bei dem mikroskopischen !Präparat auch an Stellen, also Einschlüssen, die nur in der Brechzahl» dagegen nicht in der Absorption von ihrer Umgebung abweichen, sine Lichtstreuung auftritt, so dass in der Austrittspupille des Objektivs neben dem direkten Bild der Kondensorblende weitere Beugungsbilder entstehen» Durch Beeinflussung des Lichts des direkten Bildes gegenüber dem Licht der Beugungsbilder wird dabei eine solche Überlagerung, also z»B» eine zumindest teilweise Auslöschung, der von dem betreffenden Phaseneinschluss des Objekts kommenden Lichtstrahlen hervorgerufen, dass sich dieser Einschluss im Bild aus seinem Umfeld heraushebt» Wichtig ist dabei, dass die Kontrastplatte in der Objektivpupille mit dem Bild der Kondensorblende, die gewöhnlich als Ringblende ausgebildet ist, genau zur Deckung gebracht wird, damit tatsächlich nur diese Strahlen durch die Platte beeinflusst werden» Die Bildgrösse der Kondensorblende ändert sich aber je nach der Vergrösserung des verwendeten Objektivs, so dass man praktisch für jedes Objektiv eine besondere Kontrastausrüstung benötigt und diese auch bei jedem Objektivweohsel neu justieren muss. Zudem ist bei den bisher verwendeten Kondensorblenden die Apertur stets fest vorgegeben, eine Anpassung etwa an die jeweiligen besonderen Eigenschaften des Präparats ist daher nicht möglich.It is known to use the so-called phase contrast method to achieve contrasts in microacopic imaging. It is assumed here that in the microscopic! Preparation also in places, i.e. inclusions, which are only in the refractive index » on the other hand, do not differ in absorption from their surroundings, sine light scattering occurs, so that in the exit pupil of the Objective in addition to the direct image of the condenser diaphragm, further diffraction images arise »By influencing the light of the direct Image against the light of the diffraction images is such a superposition, thus z »B» an at least partial extinction, the light rays coming from the relevant phase confinement of the object caused this confinement to appear in the image highlights from its environment »It is important that the contrast plate in the objective pupil with the image of the condenser diaphragm, which is usually designed as an annular diaphragm, is exactly brought into congruence, so that actually only these rays through the Plate are influenced »The image size of the condenser diaphragm changes depending on the magnification of the lens used, so that you need a special contrast equipment for practically every lens and this also for every lens change must readjust. In addition, with the condenser diaphragms used up to now, the aperture is always fixed, an adaptation For example, the respective special properties of the preparation is therefore not possible.

Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass Kondensorblende und Kontrastplatte eine vergrösserungsinvariante Form erhalten, Dadurch brauchen Blende und Kontrastplatte bei Verwendung von Objektiven anderer Vergrösserung nicht ausgetauscht zu werden,According to the invention, these disadvantages are avoided by the fact that the condenser diaphragm and contrast plate have a magnification invariant Preserved shape, this means that the aperture and contrast plate are not required when using lenses with a different magnification to be exchanged

1 P 161 P 16

Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken erhalten Kondensorblende und Kontrastplatte die Form von Sektorensternen. Ein solcher Stern hat neben der Vergrösserungsinvarianz den Vorteil, dass die Sektorenbreite einstellbar ist, indem man z.B. zwei Sektorenbleche übereinanderlegt und gegeneinander verdreht. Dadurch lässt sich die Beleuchtungsapertur verändern. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird eine solche Veränderung durch eine suaätzliche Irisblende an der Sektorenblende erreicht. Im Gegensatz zur Ringblende ist bei einer solchen Sektorenblende die Irisblende voll wirksam.According to a further idea of the invention, the condenser diaphragm and contrast plate are given the shape of sector stars. Such a In addition to the magnification invariance, Stern has the advantage that the sector width can be adjusted, e.g. by using two sector plates superimposed and twisted against each other. This allows the illumination aperture to be changed. Another advantageous one According to the invention, such a change is achieved by a separate iris diaphragm on the sector diaphragm. In contrast with such a sector diaphragm, the iris diaphragm is fully effective for the annular diaphragm.

Sowohl die Breite wie auch die Zahl der Hellsektoren kann sich nach den jeweiligen Kontrastbedingungen richten, Zweckmässig ist schon aus konstruktiven Gründen eine möglichst kleine Zahli vorteilhaft ist eine ungerade Zahl, insbesondere eine Primzahl. Hier lassen sich alle vorkommenden Beleuchtungsrichtungen berücksichtigen»Both the width and the number of light sectors can depend on the respective contrast conditions; it is expedient For structural reasons, the smallest possible number is advantageous, an odd number, especially a prime number. Leave here take into account all occurring lighting directions »

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in den Abbildungen 1 und 2 der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäss ausgebildeten Blende dargestellt. Die Abb.3 und 4 dienen zur Erläuterung der in der Objektivpupille entstehenden Blendenbilder,For a more detailed explanation of the invention, two exemplary embodiments of the invention are shown in Figures 1 and 2 of the drawing trained aperture shown. Figures 3 and 4 serve to explain the diaphragm images created in the objective pupil,

Abb, 1 zeigt eine Kondensorblende mit drei Hellsektoren, Die in der Objektivpupille vorgesehene Kontrastplatte hat die gleiche Form, damit das Bild der Kondensorblende mit der Kontrastplatte zur Deckung gebracht werden kann.Fig. 1 shows a condenser diaphragm with three light sectors. The contrast plate provided in the objective pupil has the same Shape so that the image of the condenser diaphragm can be made to coincide with the contrast plate.

Unabhängig von der Vergrösserung bleibt bei der dargestellten Blende hier der Winkel der Sektoren bei der Abbildung stets erhalten. Geändert wird lediglich der Radius des Blenderibildes, was aber für die grundsätzliche Wirksamkeit der Anordnung ohne Belang ist« Hierdurch würde sich gegebenenfalls, wenn z.B. das Bild der Blende kleiner wird als die Kontrastplatte in der Objektivpupille, die ausgenutzte Apertur des Objektivs ändern. - Der Anteil der Fläche der Hellsektoren an der Gesamtfläche der Blende bzw. der Objektivpupille, d,h. die Sektorenbreite, richtet sich nach den gewünschten Kontrastbedingungen,, Im allgemeinen wird der Anteil, wie in Abb» 1 dargestellt, weniger als die Hälfte betragen* man wird also mit relativ schmalen Hellsektoren arbeiten. In einzelnen Fällen können aber auch breite Hell Sektoren zweckmässig sein.Regardless of the magnification, the angle of the sectors in the image is always retained in the illustrated diaphragm. Only the radius of the Blenderi image is changed, but this is irrelevant for the basic effectiveness of the arrangement is «This would possibly, if, for example, the image of the diaphragm becomes smaller than the contrast plate in the objective pupil, change the used aperture of the objective. - The proportion of the area of the light sectors in the total area of the aperture or the Objective pupil, i.e. the sector width, depends on the desired contrast conditions ,, In general, the proportion is how shown in Fig »1, are less than half * so one will work with relatively narrow light sectors. In individual cases broad light sectors can also be useful.

Abb, 2 stellt eine Kondensorblende mit verstellbaren HeIlsektoren dar« Es sind hier zwei kongruente, übereinanderliegende Sektorenbleche 2 und 3 vorgesehen, die mittels der Handhabe 4 und der Zahnräder 5 i^m Sinne der Pfeile gegeneinander verdreht werden können, so dass der freie Ausschnitt der Hellsektoren mehr oder weniger verkleinert wird. Die Bleche 2 und 5 liegen unmittelbar aufeinander_r lediglich der Anschaulichkeit halber sind sie auseinanäergeaogen gezeichnet, Sie gesamte Blendenanordnung ist ausserdem noch um ihre Mittelachse A-A drehbar, so dass man bei schmal eingestelltem Sektorenspalt der Blende ihr Bild in dem entsprechenden (nicht verstellbaren) Sektor der Kontrastplatte unsymmetrisch legen kann, wie 2.B, in Abb. 3 veranschaulicht. Bort ist eine Kontr&stplatte dargestellt mit den Kontrastsektoren 1, Das Bild der schmal eingestellten Sektorenblende ist durch die doppelt schraffierten Teile dargestellt und liegt innerhalb dieser Kontrastsektoren nach der Seite zu verschoben. Auf diese Weise werden bei der Abbildung bestimmte Richtungen des gestreuten Lichts bevorzugt, so dass sich besondere Kontrastwirkungen ergeben, etwa analog einer mikroskopischen Abbildung mit einer Beleuchtung mit schiefen Licht« büscheln.Fig, 2 is a condenser diaphragm with adjustable medicinal sectors constitute "There are here two congruent, superimposed sector plates 2 and 3 are provided, the means of the handle 4 and the gear wheels 5 can be rotated i ^m direction of the arrows against each other, so that the free segment of the Bright sectors is more or less reduced in size. The sheets 2 and 5 are directly on top of each other _r only for the sake of clarity they are drawn apart, the entire diaphragm arrangement can also be rotated around its central axis AA, so that you can see your image in the corresponding (non-adjustable) sector of the diaphragm with a narrow sector gap Contrast plate can be placed asymmetrically, as illustrated in 2.B, in Fig. 3. Bort is shown a contrasting plate with the contrast sectors 1. The image of the narrow sector diaphragm is shown by the double hatched parts and is shifted to the side within these contrast sectors. In this way, certain directions of the scattered light are preferred in the image, so that special contrast effects result, for example analogous to a microscopic image with an illumination with oblique light "tufts".

In Abb, 4 ist die Verwendung einer zusätzlichen Irisblende zusammen mit der Sektorenblende veranschaulicht. Die Abbildung stellt wiederum die Objektivpupille dar mit einer Kontrastplatte in Sektorenform, und zwar sind die Kontrastelemente mit 1 bezeichnet. Bei Abbildung der voll ausgeleuchteten Kondensorblende deckt Sich deren Bild ganz mit den Kontrastsektoren 1, Wird jetzt die mit der Kondensorblende kombinierte Irisblende verkleinert, so wird beispielsweise von den Kontrastsektoren 1 nur der innerste Teil durch das Blendenbild ausgeleuchtet. In der Zeichnung ist dieser Teil wieder doppelt schraffiert. Diese Verkleinerung des Slendenbildes, d.h. also der Beleuchtungsapertur, kann dann zweckmassig sein, wenn die Phasenproben im Präparat eine grosse Ausdehnung haben. In diesem Falle überdecken sich bei grosser Apertur unter Umständen die durch die Phasenproben hervorgerufenen Beugongsbilder der Kondensorblende mit den direkten Bildern zu stark, um genügend Kontrast© durch die Kontrastplatte zu erzielen. Hier istIn Fig. 4 the use of an additional iris diaphragm together with the sector diaphragm is illustrated. The image again represents the objective pupil with a contrasting plate in the form of sectors, namely the contrast elements are designated by 1. When the fully illuminated condenser diaphragm is shown, its image completely coincides with the contrast sectors 1, now the The iris diaphragm combined with the condenser diaphragm is reduced, for example, of the contrast sectors 1, only the innermost one Part illuminated by the aperture image. In the drawing, this part is again hatched twice. This downsizing of the The end image, i.e. the illumination aperture, can be useful if the phase samples in the specimen cover a large area to have. In this case, if the aperture is large, the Beugong images caused by the phase samples may overlap The condenser diaphragm with the direct images is too strong to achieve sufficient contrast © through the contrast plate. Here is

durch Verkleinern der Apertur eine Besserung möglich» Bei Phasenproben kleiner Ausdehnung dagegen, die also an sich das Licht in grossem Winkel streuen, ist die Überdeckungsgefahr geringer, so dass man hier besser mit grosser Apertur, d,h« mit weit geöffneter Irisblende, arbeitet _f was ja wiederum auch im Interesse des Auflösungsvermögens liegt,an improvement is possible by reducing the aperture »In the case of phase samples of small dimensions, on the other hand, which in themselves scatter the light at a large angle, the risk of overlap is less, so that it is better to work with a large aperture, i.e. with a wide-open iris diaphragm _f which in turn is also in the interest of resolving power,

ils Kontrastplatten können beim Erfindungsgegenstand die bekannten Kontrastelemente, also z«B, Phasenplatten, auch kombiniert ait Absorption, oder reine Absorptionsplatten _v zur Erzielung von Farbkontrasten eventuell auch Farbfilter_s gegebenenfalls auch mit Blasenplatten kombiniert Verwendung finden*ils contrast plates can subject of the invention, the known contrast elements, ie, for "B, phase plates, combined ait absorption, or pure absorption panels _v possibly to achieve color contrast and color filter _s optionally combined with bubble plates are used *

Da die Objektivpupille im übrigen beim Mikroskop schwer zugänglich ist; kann man ausserdem eine Zwischenabbildung oder ein Umkehrsystem vorsehen, so dass ein Zwischenbild der Objektpupille in grosser Entfernung vom Objektiv freiliegend erzeugt wird. An dieser Stelle kann dann die Kontrastplatte leicht in der gewünschten Weise untergebracht werden.Since the objective pupil is otherwise difficult to access with a microscope; you can also add an intermediate figure or a Provide an inversion system so that an intermediate image of the object pupil is generated in an exposed manner at a great distance from the objective. On the contrast plate can then easily be accommodated in the desired manner at this point.

Claims

Claims,

I ₉ Contrast microscope with condenser diaphragm and a contrast plate arranged in the plane conjugate to the diaphragm plane, characterized in that the condenser diaphragm and contrast plate have a magnification invariant shape «

2. Food latching microscope according to claim 1, characterized in that _f aperture and contrast plate formed as a sector star
are _Δ

3 «contrast microscope according to claim 2, characterized in that the _f Hell sectors of aperture and contrast plate over the entire surface are evenly distributed.

4 * contrast microscope according to claim 2, characterized in that the number of light sectors is odd, in particular one
Is prime.

5 »contrast microscope according to claim 4, characterized GEK ^a nnzeichaet * that aperture and contrast plate 3 each have Light sectors,

6, "contrast microscope according to claim 2, characterized in that _t the sector openings of the diaphragm and the diaphragm adjustable
can even be rotated around its axis »

7 »Contrast microscope according to claim 1, characterized
an additional iris diaphragm 'on the condenser »