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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Prismenwechseleinrichtung für Mikroskope.
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Für eine Reihe von Mikroskopieverfahren, insbesondere Interferenzkontrastuntersuchungen unter Auflicht, werden Prismen in dem Strahlengang des Mikroskops angeordnet. Beispielsweise wird bei einer Untersuchung mit Differentialinterferenzkontrast (DIC) linear polarisiertes Licht durch ein entsprechend ausgerichtetes sogenanntes Nomarski-Prisma gestrahlt, das aufgrund seiner doppelbrechenden Eigenschaften ein einfallendes Beleuchtungslichtbündel in zwei aufeinander zu geneigte, orthogonal zueinander polarisierte Beleuchtungsteillichtbündel aufspaltet, die durch ein Objektiv des Mikroskops geführt das zu untersuchende Objekt in der Objektebene zueinander versetzt beleuchten. Für jedes der Beleuchtungsteillichtbündel erzeugt das Objektiv ein Bild der Objektoberfläche im Unendlichen. Die entsprechenden Abbildungsteillichtbündel werden wiederum durch das Nomarski-Prisma geführt, wobei deren Versatz aufgehoben wird. Nach Filterung in einem Analysator für linear polarisiertes Licht, bei der Komponenten gleicher Polarisationsrichtung erzeugt werden, und Fokussierung durch eine Tubuslinse können die Abbildungsteillichtbündel dann in einer Zwischenbildebene miteinander interferieren, wobei Gangunterschiede, die beispielsweise durch Höhenunterschiede der Objektoberfläche in Richtung des Versatzes der Beleuchtungsteillichtbündel hervorgerufen werden, in Grauwerte umgesetzt werden. Ein guter Kontrast der entstehenden Abbildung wird erreicht, wenn der Versatz der Beleuchtungsteillichtbündel in der Objektebene etwa im Bereich der Auflösungsgrenze des verwendeten Mikroskopobjektivs liegt. Vielfach ist es daher erforderlich, die Strahlaufspaltung und damit das Nomarski-Prisma in Abhängigkeit von dem verwendeten Mikroskopobjektiv zu wählen. Eine Änderung des Kontrasts kann durch Verschieben des Prismas in einer Ebene orthogonal zu dem Strahlengang des Mikroskops erreicht werden.
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Höhenunterschiede der Objektoberfläche spiegeln sich jedoch nur dann in entsprechenden Interferenzen in dem Zwischenbild wieder, wenn sie in der Richtung der Objektebene auftreten, in der auch der Versatz der Beleuchtungsteillichtbündel gegeben ist. Sollen Strukturen der Objektoberfläche in allen Richtungen erkannt werden, muß das Objekt gedreht werden, wozu typischerweise ein entsprechender Tisch des Mikroskops gedreht werden muß. Dies ist jedoch sehr umständlich und erfordert geeignete Mikroskoptische.
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Häufig wird ein Objekt mit unterschiedlicher Vergrößerung untersucht. Daher sind beispielsweise bei DIC-Untersuchungen unterschiedliche Prismen zu verwenden. Die Prismen können beispielsweise auf jeweils einem Schieber angeordnet sein, so daß bei Wechsel eines Objektivs auch der entsprechende Schieber mit dem Prisma zu wechseln ist. Dies behindert einen schnellen Wechsel der Vergrößerung bei einer DIC-Untersuchung.
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Selbst wenn ein Wechsel eines Prismas bei Objektivwechsel nicht notwendig ist, muß dessen Lage zur Verbesserung des Kontrasts in der Regel doch nachjustiert werden, was sehr umständlich ist.
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In
US 6 323 995 B1 ist daher ein Mikroskop mit einer Prismenwechseleinrichtung vorgeschlagen worden. Auf einem Träger der Prismenwechseleinrichtung sind optische Elemente wie Nomarski-Prismen durch eine Führung linear verschiebbar gehalten. Alternativ kann ein optisches Element wie ein Analysator auf dem Träger drehbar gelagert sein. Der Träger ist durch einen ersten Motor in verschiedene Raststellungen drehbar, in denen eines der optischen Elemente im Strahlengang des Mikroskops angeordnet ist. Die beweglichen optischen Elemente sind durch einen zweiten Motor bewegbar, so daß bei einem Wechsel der optischen Elemente in dem Strahlengang des Objektivs Justierungen der optischen Elemente automatisch ausgeführt werden können. Eine Bewegung der optischen Elemente in einer Richtung erfolgt durch einen Linearantrieb, eine Bewegung in der umgekehrten Richtung durch ein rückstellendes Element wie eine Feder. Bei Wechsel eines Prismas ist daher jedes Mal eine Bewegung und gegebenenfalls Neujustierung des Prismas notwendig, wozu eine entsprechende Ansteuerung des zweiten Motors notwendig ist.
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In
JP 2001 -
091 835 A ist ein Mikroskop mit einem in einer ersten Richtung verschiebbaren Schieber beschrieben, der mehrere Nomarski-Prismen trägt. Mittels eines ersten Motors kann der Schieber so verschoben werden, daß eines der Prismen in den Strahlengang des Mikroskops bewegt wird. Der Schieber kann mittels eines zweiten Motors in einer zu der ersten Richtung orthogonalen Richtung verschoben werden, um das jeweils im Strahlengang des Mikroskops angeordnete Prisma für eine DIC-Untersuchung einzustellen.
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US 6 437 912 B2 offenbart ein Mikroskop mit einem Kondenser und einer Kondenserhalteeinrichtung, die ausgebildet ist, den Kondenser vertikal zu bewegen, und einem Fokussiermechanismus, um das Objektiv in Richtung der optischen Achse zu bewegen.
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Die beiden vorgeschlagenen Lösungen zum Wechsel eines Prismas haben jedoch den Nachteil, daß zur Untersuchung eines Objektes mit Differentialinterferenzkontrast der Mikroskoptisch mit dem Objekt gedreht werden muß.
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In dem Artikel „C-DIC - ein neues mikroskopisches Verfahren zur rationellen Untersuchung von Phasenstrukturen in Auflichtanordnung“ von R. Danz und P. Gretscher in Photonik, Seiten 50 bis 53, 2003, wird ein modifiziertes Untersuchungsverfahren mit Differentialinterferenzkontrast vorgeschlagen, bei dem statt des bei konventionellen DIC-Untersuchungen üblichen linear polarisierten Lichts zirkular polarisiertes Licht verwendet wird. Durch Drehung des auch bei diesem Verfahren verwendeten Nomarski-Prismas können Kontraste in verschiedenen Richtungen der Objektebene erzeugt werden. Hierzu ist jedoch ein spezieller Schieber für jedes verwendete Nomarski-Prisma notwendig.
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In dem Artikel „Gepulste Laserdeposition und TIC-Mikroskopie - zwei Methoden für die effektive und intelligente Schichtentwicklung“ von S. Schey et al. in Photonik, Seiten 42 bis 45, 2004 ist ein Verfahren zur Interferenzkontrastuntersuchung von Objekten unter Verwendung von zirkular polarisiertem Licht, dort als Untersuchung mit TIC (total interference contrast) bezeichnet, beschrieben, bei dem, ähnlich wie bei der Untersuchung mit zirkularem Differentialkontrast, ein zirkular polarisiertes Beleuchtungslichtbündel mittels eines doppelbrechenden, polarisierenden Prismas in zwei Beleuchtungsteillichtbündel aufgespalten wird, die zur Beleuchtung des Objekts dienen. Das Prisma ist so ausgebildet und angeordnet, daß ein Interferenzmuster beobachtbar ist, das Höhenunterschiede der Objektoberfläche oder Phasenunterschiede bei der Reflexion an der Oberfläche des Objekts jeweils in einer durch die Aufspaltung der Beleuchtungsteillichtbündel gegebenen Richtung wiedergibt. Auch hier ist durch Drehung des Prismas eine Untersuchung des Objekts in verschiedenen Richtungen in der Objektebene möglich.
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Ein Wechsel zwischen den Prismen, der durch Änderung der Untersuchungsmethode oder einen Objektivwechsel notwendig wird, erfordert jedoch einen Wechsel der entsprechenden Schieber und insbesondere auch eine Neujustierung nach einem Wechsel, was umständlich und zeitaufwendig ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel bereitzustellen, die eine einfache Untersuchung von Objekten mit Interferenzkontrastverfahren mit einem einfach aufgebauten Mikroskop und insbesondere einen schnellen Wechsel zwischen verschiedenen Untersuchungsverfahren oder den Bedingungen bei einer Untersuchung ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Prismenwechseleinrichtung für ein Mikroskop zur Durchführung von Interferenzkontrastuntersuchungen mit einem Träger zur Befestigung der Prismenwechseleinrichtung an dem Mikroskop und einem Halter mit wenigstens zwei Fassungen für Prismen, der an dem Träger relativ zu diesem zwischen wenigstens zwei Arbeitsstellungen bewegbar gehalten ist, in denen bei Anbringung der Prismenwechseleinrichtung an dem Mikroskop jeweils eine der Fassungen in dem Strahlengang des Mikroskops angeordnet ist, wobei wenigstens eine der Fassungen relativ zu dem Halter in einer Ebene quer zum Strahlengang des Mikroskops sowohl verschiebbar also auch drehbar ist.
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Ein erfindungsgemäßes Mikroskop verfügt über eine erfindungsgemäße Prismenwechseleinrichtung und darüber hinaus eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von zirkularpolarisiertem Licht in Auflichtbeleuchtung sowie einen im Beleuchtungsstrahlengang befindlichen Polarisator mit Viertelwellenplatte und einen im Abbildungsstrahlengang nach dem Halter angeordneten Analysator für zirkularpolarisiertes Licht. Der Analysator kann dabei insbesondere durch eine Viertelwellenplatte mit einem im Strahlengang nachgeordneten Polarisationsfilter für linear polarisiertes Licht gegeben sein.
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Die Erfindung erlaubt es, durch die Verwendung von zirkular polarisiertem Licht in Verbindung mit der Drehbarkeit des Prismas Interferenzkontrastuntersuchungen in beliebigen Richtungen der Objektebene durchzuführen, ohne das Objekt bzw. einen dieses tragenden Mikroskoptisch drehen zu müssen. Durch die, vorzugsweise lineare, Verschiebbarkeit des Prismas ist es weiterhin möglich, den Kontrast bei der Untersuchung in gewünschter Weise einzustellen.
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Darüber hinaus ist durch Bewegung des Halters relativ zu dem Träger zwischen den beiden Arbeitsstellungen ein schneller Wechsel zwischen verschiedenen in den Fassungen gehaltenen Prismen möglich, was die Untersuchung von Objekten wesentlich erleichtert.
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Vielfach ist es wünschenswert, eine Untersuchung desselben Objekts mit verschiedenen Interferenzkontrastverfahren oder mit verschiedenen Prismen bei dem gleichen Verfahren, aber veränderten Bedingungen, beispielsweise einer anderen Vergrößerung, durchzuführen. Daher ist es bei der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung bevorzugt, daß beide Fassungen relativ zu dem Halter in einer Ebene quer zu dem Strahlengang des Mikroskops sowohl verschiebbar als auch drehbar sind.
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Um eine Einstellung des Kontrasts unabhängig von der Kontrastierungsrichtung zu ermöglichen, in der aufgrund der Ausrichtung der Fassung und damit des darin gehaltenen Prismas eine Kontrasterkennung möglich ist, ist vorzugsweise wenigstens eine der Bewegungen der Fassung relativ zu dem Halter, die Drehung oder die lineare Verschiebung, unabhängig von der anderen durchführbar.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung ist dazu die relativ zu dem Halter drehbare Fassung auf einem an dem Halter drehbar gelagerten Element verschiebbar geführt. Dies ermöglicht es, den Kontrast für eine vorgegebene Kontrastierungsrichtung optimal einzustellen, indem zunächst durch eine lineare Verschiebung des Prismas der gewünschte Kontrast eingestellt und danach durch Drehung der Fassung die Kontrastierungsrichtung gewählt wird.
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Eine schnelle Untersuchung von Strukturen eines Objekts in verschiedenen Richtungen in der Objektebene wird ermöglicht, wenn nicht für jede Kontrastierungsrichtung bzw. Drehstellung der Fassung und damit des darin gehaltenen Prismas der Kontrast durch lineare Verschiebung der Fassung neu eingestellt zu werden braucht. Vorzugsweise ist dazu bei der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung die drehbare Fassung auf einem linear an dem Halter geführten Schlitten drehbar gelagert. Auf diese Weise kann bei einer Interferenzkontrastuntersuchung mit zirkular polarisiertem Licht zuerst der Kontrast durch Verfahren des Schlittens relativ zu dem Halter eingestellt werden. Danach kann die Fassung gedreht werden, wobei keine Verschiebung der Fassung und damit des darin gehaltenen Prismas auftritt. Damit kann ein schneller Überblick über Strukturen in allen möglichen Kontrastierungsrichtungen erhalten werden. Um die beiden möglichen Bewegungen zu entkoppeln und damit eine einfache Einstellung der Lage zu ermöglichen, ist der Schlitten vorzugsweise linear geführt.
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Die relativ zu dem Halter bewegbare Fassung wird vorzugsweise mittels einer Antriebseinrichtung bewegt, da die Fassung selbst nur schlecht und in der Regel nicht genau genug mit der Hand unmittelbar zu manipulieren ist. Die Betätigung der Antriebseinrichtung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen.
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Bei einer wegen ihres besonders einfachen Aufbaus bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung ist eine Antriebseinrichtung zur Bewegung der Fassung für Handbedienung ausgelegt. Zur einfacheren Bedienung kann ein als Bedienelement dienendes Antriebselement der Antriebseinrichtung so angeordnet sein, daß es einfach von der Seite des Mikroskops erreichbar ist, wenn die Prismenwechseleinrichtung an einem Mikroskop angebracht ist.
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Ist eine genau gesteuerte oder automatische Einstellung der Stellung der Fassung in Bezug auf Verschiebungen und/oder Drehungen gewünscht, ist es bei der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung bevorzugt, daß eine Antriebseinrichtung zur Bewegung der Fassungen wenigstens einen Aktor umfaßt, mittels dessen wenigstens eine der Fassungen verschiebbar und/oder drehbar ist. Als Aktor für Verschiebungen kann insbesondere ein Schrittmotor verwendet werden. Zur Verschiebung der Fassung kann als Aktor beispielsweise ein Linearmotor oder ein Piezoaktor eingesetzt werden. Der Aktor kann weiter über eine Steuereinrichtung manuell angesteuert werden, vorzugsweise erfolgt dies dann jedoch automatisch.
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Grundsätzlich kann der Aktor auf dem Halter der Prismenwechseleinrichtung angeordnet sein. Die Zuführung von Spannung kann dann über Kabel oder vorzugsweise Schleifkontakte, besonders bevorzugt auch berührungslos induktiv erfolgen, wobei eine Spannungsversorgung eines Aktors für eine Fassung nur in der Arbeitsstellung des Halters gegeben zu sein braucht, in der die entsprechende Fassung in dem Strahlengang des Mikroskops angeordnet ist.
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Zur Vereinfachung der Energieversorgung ist es jedoch bei einer Ausführungsform bevorzugt, daß bei der Prismenwechseleinrichtung der Aktor über eine Kupplung mit einem Antriebselement zur Bewegung der Fassung koppelbar ist, wobei wenigstens in einer Arbeitsstellung das Antriebselement für die Bewegung der Fassung mit der Kupplung in Eingriff bringbar ist. Soll die Fassung aus ihrer Arbeitsstellung bewegt werden, kann die Kupplung wieder ausgerückt werden. Die Kupplung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß eine Kopplung zwischen dem Aktor und dem Antriebselement zur Bewegung der Fassung nur erfolgt, wenn sich die Fassung in ihrer Arbeitsstellung befindet. Als Kupplungen kommen beispielsweise Reibkupplungen, insbesondere Reibradkupplungen, oder berührungslos arbeitende Kupplungen, insbesondere Magnetkupplungen, in Betracht. Der Aktor kann mit dem Mikroskop oder vorzugsweise dem Träger starr verbunden sein. Diese Ausführungsform hat den weiteren Vorteil, daß nicht, wie grundsätzlich möglich, für jede der Antriebseinrichtungen ein separater Aktor vorgesehen zu sein braucht.
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Sind die Lagen wenigstens zweier Fassungen einstellbar, wird ein mechanisch besonders einfacher Aufbau der Prismenwechseleinrichtung dadurch ermöglicht, daß für jede Fassung eine separate Antriebseinrichtung vorgesehen ist. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft bei handbedienten Antriebseinrichtungen. Eine Kopplung zwischen den Drehbewegungen verschiedener Fassungen kann bei Verwendung von Aktoren immer noch dadurch erreicht werden, daß die Aktoren in gleicher Weise angesteuert werden.
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Um bei Verwendung von wenigstens zwei relativ zu dem Halter drehbaren Fassungen eine separate Einstellung der Drehwinkel der Prismen vermeiden zu können, kann eine erfindungsgemäße Prismenwechseleinrichtung vorzugsweise eine Koppeleinrichtung besitzen, die Drehbewegungen der Fassungen relativ zu dem Halter koppelt. Die Ausrichtungen der Fassungen relativ zueinander sind dabei so gewählt, daß bei einem Wechsel des Halters in eine andere Arbeitsstellung die Orientierung der Fassungen relativ zu dem Träger und damit die entsprechende Orientierung von in den Fassungen gehaltenen Prismen konstant bleibt. Die Koppeleinrichtung kann beispielsweise jeweils mit den Fassungen verbundene Zahnräder sowie ein zentrales Zahnrad, in das alle mit den Fassungen verbundenen Zahnräder eingreifen, besitzen. Durch Drehung des zentralen Zahnrades oder einer der Fassungen können so alle Fassungen gleichzeitig um gleiche Winkel gedreht werden. Bei einem Prismenwechsel ist daher keine Drehung der Prismen mehr notwendig, vielmehr sind auch bei einem Prismenwechsel Kontraste in der gleichen Richtung ohne ein Springen des Bildes beobachtbar.
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Um eine Änderung der Richtung in der Objektebene, in der Kontraste erkennbar sind, bei festem Kontrast vornehmen zu können, ist die Antriebseinrichtung der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung vorzugsweise so ausgelegt, daß eine Drehung und eine Verschiebung der Fassung relativ zu dem Halter unabhängig voneinander vornehmbar sind.
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Grundsätzlich kann die Antriebseinrichtung sowohl für die Drehbewegung als auch für die Verschiebung eines Prismas separate Antriebselemente besitzen. Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung als Antriebselemente eine Hohlwelle und eine in der Hohlwelle angeordnete Welle umfassen, mittels derer über jeweils ein Getriebe die Fassung dreh- bzw. verschiebbar ist. Bei manueller Bedienung ergibt sich dann der Vorteil, daß die entsprechenden Antriebselemente sehr nah beieinander angeordnet sind und so eine einfache Bedienung ermöglicht wird. Es können jedoch auch räumlich weitgehend voneinander unabhängige Antriebselemente für die Drehung und Verschiebung vorgesehen sein.
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Um eine, insbesondere manuelle, Einstellung der Fassungen bzw. der darin gehaltenen Prismen in einfacher Weise zu ermöglichen, ist es jedoch bevorzugt, daß die Antriebseinrichtung bzw. wenigstens eine der Antriebseinrichtungen ein Antriebselement umfaßt, mittels dessen die dreh- und verschiebbare Fassung sowohl dreh- als auch verschiebbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung ist das Antriebselement eine dreh- und verschiebbare Welle, die mit der Fassung zur Drehung derselben über ein erstes Getriebe zur Umsetzung einer Linearbewegung der Welle in eine Drehbewegung der Fassung und über ein zweites Getriebe zur Übersetzung einer Drehbewegung der Welle in eine Linearbewegung der Fassung gekoppelt ist. Die Getriebe brauchen dabei nicht unmittelbar mit der Fassung verbunden zu sein, vielmehr kann es genügen, daß ein entsprechendes Getriebeelement an einem die Fassung tragenden Schlitten oder einem die Fassung tragenden drehbaren Element angreift.
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Alternativ ist es bevorzugt, daß das Antriebselement eine dreh- und verschiebbare Welle ist, die mit der Fassung zur Drehung derselben über ein erstes Getriebe zur Umsetzung einer Drehbewegung der Welle in eine Drehbewegung der Fassung und über ein zweites Getriebe zur Übersetzung einer Linearbewegung der Welle in eine Linearbewegung der Fassung gekoppelt ist.
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Beide geschilderten Ausführungsformen ermöglichen es, durch Drehen und Verschieben desselben Antriebselementes eine Drehung und eine Verschiebung der Fassung zu ermöglichen, was insbesondere eine manuelle Einstellung wesentlich erleichtert. Wenigstens eines der dabei verwendeten Getriebe ist vorzugsweise untersetzt, was eine sehr feinfühlige Einstellung der Prismen erleichtert.
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Um bei einem Hin- und Herwechseln zwischen den Prismen eine Neujustierung der Linearverschiebung und/oder des Drehwinkels wenigstens eines der in den Fassungen gehaltenen Prismen vermeiden zu können, ist bei der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung vorzugsweise wenigstens eine Hemmeinrichtung für eine der Fassungen oder wenigstens eine Antriebseinrichtung vorgesehen, mittels derer wenigstens eine der Fassungen bewegbar ist, und bei der die Hemmeinrichtung bzw. die Antriebseinrichtung, wenn sie nicht betätigt wird, eine selbständige Bewegung der Fassung relativ zu dem Halter hemmt. Beispielsweise kann die Lagerung der Fassungen oder eines beweglichen Elementes der Antriebseinrichtung so paßgenau und schwergängig sein, daß bei Bewegung des Halters relativ zu dem Träger bei normalem Gebrauch eine Bewegung der Fassungen relativ zu dem Halter nicht erfolgt, eine Bewegung der Fassung mittels der Antriebseinrichtung jedoch noch einfach möglich ist. Als Hemmeinrichtung können beispielsweise entsprechende bremsende Elemente, Führungen oder Lager vorgesehen sein, entlang derer bzw. in denen bewegliche Elemente der Antriebseinrichtung, einer Lagerung der Fassung an dem Halter oder auch die Fassung selbst nur mit Kräften bewegt werden können, die die bei einem normalen Wechsel der Arbeitsstellungen auftretenden Kräfte übersteigen.
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Grundsätzlich kann der Halter in beliebiger Art und Weise an dem Träger relativ zu diesem bewegbar gehalten sein. Beispielsweise kann der Halter an dem Träger geführt verschiebbar sein. Eine besonders raumsparende Anordnung, insbesondere in dem Fall, daß die Prismenwechseleinrichtung zur Aufnahme von drei oder mehr Prismen eingerichtet ist, wird jedoch erreicht, wenn der Halter an dem Träger drehbar gehalten ist.
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In den Arbeitsstellungen muß das jeweilige Prisma in vorgegebener Weise im Strahlengang des Mikroskops liegen. Hierzu kann der Träger zum einen ein Zentrierelement oder eine Zentriereinrichtung aufweisen, mittels derer der Träger an einem Objektivrevolver, einem Stativ oder einem Tubus eines Mikroskops so zentrierbar ist, daß in den Fassungen gehaltene Prismen in den jeweiligen Arbeitsstellungen in gewünschter Weise im Strahlengang des Mikroskops liegen.
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Die Festlegung der Arbeitsstellungen des Halters relativ zu dem Träger kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Eine Prismenwechseleinrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist hierzu Rastelemente auf, mittels derer der Halter in den Arbeitsstellungen verrastbar ist. Der Halter kann dazu beispielsweise entsprechende Ausnehmungen bzw. Nuten aufweisen, in die ein entsprechendes komplementäres Rastelement an dem Träger oder an dem Mikroskop, an dem die Prismenwechseleinrichtung zu befestigen ist, eingreift. Als komplementäres Rastelement kann beispielsweise eine federbelastete Rolle dienen, die in die Ausnehmungen bzw. Nuten einrastet, wenn der Halter eine der Arbeitsstellungen einnimmt. Es ist auch möglich, die Ausnehmungen als komplementäre Rastelemente an dem Träger oder dem Mikroskop ausbilden, wobei ein federndes Rastelement an dem Halter angebracht ist.
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Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, daß die Prismenwechseleinrichtung einen Motor zur Bewegung des Halters relativ zu dem Träger aufweist. Durch entsprechende Ansteuerung des Motors mittels einer Steuereinrichtung kann der Halter reproduzierbar und genau in die Arbeitsstellungen bewegt werden. Bei Verwendung eines Schrittmotors kann dabei das Erreichen einer Arbeitsstellung dadurch erkannt werden, daß dieser eine entsprechende vorgegebene Anzahl von Schritten ausgeführt hat. Alternativ kann auch ein entsprechender Stellungsgeber verwendet werden, der ein vorgegebenes Signal abgibt, wenn der Halter eine vorgegebene Arbeitsstellung erreicht.
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Um bei einem Objektivwechsel automatisch ein geeignetes Prisma in den Strahlengang des Mikroskops bringen zu können, ist es bei der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung bevorzugt, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die über eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Daten über eine Zuordnung von Prismen in dem Halter zu vorgegebenen Objektivtypen, eine Eingabeschnittstelle zum Einlesen von Daten über einen aktuell benutzten Objektivtyp und einen mit dem Motor verbundenen Steuerausgang verfügt und mittels derer der Motor zur Einstellung einer der Arbeitsstellungen entsprechend einem über die Eingabeschnittstelle eingegebenen Objektivtyp ansteuerbar ist. Das erfindungsgemäße Mikroskop verfügt dann neben der erwähnten Prismenwechseleinrichtung über wenigstens zwei Objektive aus einer Gruppe vorgegebener Objektivtypen und eine Detektionseinrichtung zur Erkennung des Objektivtyps des in dem Strahlengang des Mikroskops befindlichen Objektivs, mittels derer entsprechende Daten über den aktuell benutzten Objektivtyp der Eingabeschnittstelle der Prismenwechseleinrichtung zuführbar sind. Die Objektive können hierzu eine entsprechende Codierung aufweisen, die mittels einer geeigneten Detektionseinrichtung auslesbar ist, wenn sich das Objektiv im Strahlengang des Mikroskops befindet. Alternativ kann der Objektivtyp auch über die Stellung eines die Objektive tragenden Objektivrevolvers ermittelt werden.
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Wird die Stellung der Prismen mittels eines Aktors oder mehrerer Aktoren verändert, ist es weiterhin bevorzugt, daß in der Speichereinrichtung Daten über die Stellung eines für einen bestimmten Objektivtyp vorgegebenen Prismas gespeichert sind und daß die Steuereinrichtung über einen weiteren Steuerausgang verfügt, die mit dem Aktor oder den Aktoren zur Verstellung der Lage der Fassungen verbunden ist.
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Bei Wechsel zu einem anderen Objektiv und Prisma kann so automatisch die Einstellung des Prismas in eine vorgegebene Stellung relativ zu dem Halter vorgenommen werden.
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Die erfindungsgemäße Prismenwechseleinrichtung kann grundsätzlich beliebige Prismen aufnehmen. Unter Prismen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere zusammengesetzte Prismenkeile verstanden. Zur Untersuchung mit Differentialkontrastmethoden ist es besonders bevorzugt, daß in der drehbaren Fassung ein Nomarski-Prisma angeordnet ist. Nomarski-Prismen zur Verwendung bei Differentialinterferenzkonstrastuntersuchungen sind grundsätzlich bekannt. Mittels eines solchen doppelbrechenden Prismas ist ein in dieses in einer vorgegebenen Richtung eintretendes Lichtbündel in zwei unterschiedlich polarisierte, angular aufgespaltete Teillichtbündel aufteilbar, die sich außerhalb des Prismas kreuzen. Die Prismen können dabei insbesondere so ausgebildet sein, daß ein bei Durchtritt der Teillichtbündel durch ein vorgegebenes Mikroskopobjektiv aufgrund der angularen Aufspaltung entstehender Versatz der Teillichtbündel in der Objektebene in der Größenordnung der Auflösungsgrenze des Mikroskopobjektivs liegt. Die Richtung, in der die Fassung verschiebbar ist, entspricht dabei der Richtung, in der die Teillichtbündel gegeneinander versetzt sind bzw. geneigt zueinander verlaufen.
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Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, daß in der drehbaren Fassung der erfindungsgemäßen Prismenwechseleinrichtung ein Wollaston-Prisma angeordnet ist. Auch ein solches Prisma teilt ein in dieses in einer vorgegebenen Richtung eintretendes Lichtbündel in zwei unterschiedlich polarisierte, angular aufgespaltene Lichtbündel auf, die nach Durchtritt durch ein vorgegebenes Mikroskopobjektiv in einer Richtung parallel zu der Verschiebungsrichtung der Fassung in der Objektebene um eine vorgegebene Strecke mit einer Länge von vorzugsweise x = 3,5 µm und y = 3,5 µm für ein Objektiv mit der Vergrößerung 20x versetzt sind. Vorzugsweise ist die angulare Aufspaltung so gewählt, daß der Versatz in der Objektebene in der Größenordnung eines Mehrfachen der Auflösungsgrenze des verwendeten Objektivs liegt. Ein solches Prisma erlaubt eine Interferenzkontrastuntersuchung mit polarisiertem Licht, bei der in dem Mikroskopbild eines Objekts Interferenzstreifen entstehen, wenn die Ebene, in der die Aufspaltung des einfallenden Lichtbündels erfolgt, nicht in der Austrittspupille des Mikroskopobjektivs liegt. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einer solchen Prismenwechseleinrichtung kann eine Untersuchung des Objekts mittels des einleitend erwähnten, sogenannten totalen Interferenzkontrasts (total interference contrast, TIC) erfolgen, bei dem statt einer Drehung und Verschiebung des Objekts eine Drehung und Verschiebung des entsprechenden TIC-Prismas erfolgt.
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Besonders bevorzugt verfügt eine erfindungsgemäße Prismenwechseleinrichtung über zwei Nomarski-Prismen und ein TIC-Prisma, die alle in dreh- und verschiebbaren Fassungen gehalten sind, so daß eine alternative Darstellung eines Objekts in Form eines Oberflächenprofils und eines Bildes im Interferenzkontrast ohne ein Springen oder einen Versatz des Bildes einfach durch Prismenwechsel möglich ist.
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Um mit nur einem Prisma Interferenzkontrastuntersuchungen mit verschiedenen Objektiven durchführen zu können, ist es bevorzugt, daß ein erfindungsgemäßes Mikroskop wenigstens zwei an einem Revolver gehaltene, in den Strahlengang des Mikroskops bewegbare Objektive besitzt, deren Lagen der Austrittspupillen gleich sind, wenn sie in dem Strahlengang des Mikroskops angeordnet sind, und von denen wenigstens zwei ein im wesentlichen gleichgroßes Produkt aus numerischer Apertur und Brennweite aufweisen. Zur Erzielung eines guten Kontrasts soll die Strahlaufspaltung auf dem Objekt der Auflösungsgrenze eines Objektivs entsprechen. Diese Bedingung ist immer dann erfüllt, wenn die erwähnte Beziehung zwischen der numerischen Apertur und der Brennweite erfüllt ist bzw. wenn das Verhältnis aus numerischer Apertur und Vergrößerung für jedes der Objektive im wesentlichen gleich groß ist.
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Um einfach ein Objekt mit gutem Kontrast oder hoher Auflösung untersuchen zu können, ist es bevorzugt, daß die Prismenwechseleinrichtung zwei Prismen aufweist, mittels derer ein in diese in einer vorgegebenen Richtung eintretendes Lichtbündel in zwei unterschiedlich polarisierte, in einer Richtung parallel zu der Verschiebungsrichtung der Fassung angular aufgespaltete Teillichtbündel aufteilbar ist, wobei der Winkel zwischen den durch das eine Prisma erzeugten Teillichtbündeln ein vorgegebenes Vielfaches des entsprechenden Winkels zwischen den durch das andere Prisma erzeugten Teillichtbündeln ist. Vorzugsweise sind die Prismen Nomarski-Prismen. Wird die Aufspaltung der Teillichtbündel in der Objektebene, die nach Durchtritt der Teillichtbündel durch ein Objektiv entsteht, in etwa gleich der Auflösungsgrenze des Objektivs gewählt, wird ein guter Kontrast bei voller Auflösung entsprechend der Objektivapertur erzielt. Bei einer beispielsweise verdoppelten Strahlaufspaltung in der Objektebene kann bei reduzierter Auflösung ein hoher Kontrast erzeugt werden. Werden Objektive mit den in dem vorgehenden Absatz genannten Eigenschaften verwendet, kann mit nur zwei Nomarski-Prismen für alle Objektive eine Untersuchung mit gutem Kontrast und voller Auflösung einerseits und eine Untersuchung mit hohem Kontrast und reduzierter Auflösung andererseits durchgeführt werden.
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Um ein Objekt auch in normalem Auf- oder Durchlicht untersuchen zu können, ist es bevorzugt, daß eine der Fassungen der Prismenwechseleinrichtung kein Prisma enthält oder der Halter eine Öffnung besitzt, die in dem Strahlengang des Mikroskops bewegbar ist, wenn die Prismenwechseleinrichtung an dem Mikroskop angebracht ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch weiter erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische teilweise Darstellung eines Mikroskops mit einer Prismenwechseleinrichtung nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und eines Strahlengangs bei Untersuchung mit zirkularem Differentialinterferenzkontrast,
- 2 eine schematische Draufsicht auf die Prismenwechseleinrichtung in 1, und
- 3 eine schematische Draufsicht auf eine Prismenwechseleinrichtung nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 verfügt ein Mikroskop 1 mit einer Prismenwechseleinrichtung 2 nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Untersuchung eines Objekts 3 über eine Beleuchtungseinheit 4 zur Abgabe eines zirkular polarisierten Beleuchtungslichtbündels, die eine Lichtquelle 5, eine nur schematisch gezeigte Beleuchtungsoptik 6 zur Abbildung der Lichtquelle 5 ins Unendliche und einen der Beleuchtungsoptik nachgeordneten Polarisator 7 mit einer Viertelwellenplatte besitzt, einen halbdurchlässigen Spiegel 8 zur Umlenkung des zirkular polarisierten Beleuchtungslichtbündels auf die Prismenwechseleinrichtung 2 und einen im Beleuchtungsstrahlengang nach der Prismenwechseleinrichtung 2 angeordneten Objektivrevolver 9 mit drei Mikroskopobjektiven, von denen in 1 nur die Objektive 10 und 11 gezeigt sind. Ein von dem Prisma 19 ausgehendes Beleuchtungslichtbündel wird durch das jeweils im Strahlengang des Mikroskops 1 angeordnete Objektiv des Objektivrevolvers 9 parallelisiert und am Objekt reflektiert. Das reflektierte Abbildungslichtbündel tritt durch die Prismenwechseleinrichtung 2 und den halbdurchlässigen Spiegel 8, um dann nach Durchtritt durch den Analysator 12 für zirkular polarisiertes Licht, bestehend aus einer Viertelwellenplatte und einem Analysator für linear polarisiertes Licht, von einer Tubuslinse 13 auf eine Zwischenbildebene 14 fokussiert zu werden. Die Zwischenbildebene 14 kann mit einem nicht in 1 gezeigten Okular beobachtet werden.
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Die Objektive in dem an einem Tubusgehäuse 15 des Mikroskops 1 gehaltenen Objektivrevolver 9 weisen über einen Faktor 2 abgestufte Brennweiten bzw. Vergrößerungen von beispielsweise 5, 10 und 20 und entsprechende numerische Aperturen von 0,13, 0,25 und 0,5 auf, so daß das Verhältnis von numerischer Apertur zu Vergrößerung bzw. das Produkt aus den Brennweiten und den numerischen Aperturen für die Objektive im wesentlichen konstant ist. Damit ergibt sich für Objektive mit der Vergrößerung 5x die Brennweite f = 32,9 mm, für Objektive mit der Vergrößerung 10x die Brennweite f = 16,5 mm und für Objektive mit der Vergrößerung 20x die Brennweite f = 8,2 mm.
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Die Objektive sind so ausgebildet und angeordnet, daß deren Austrittspupillen die gleiche Lage einnehmen, wenn sie in den Strahlengang des Mikroskops 1 geschwenkt sind.
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Die Prismenwechseleinrichtung 2 ist in 2 genauer gezeigt. Sie verfügt über einen ringförmigen Träger 16, mittels dessen sie an dem Tubusgehäuse 15 befestigt ist, und einen an dem Träger 16 relativ zu dem Träger 16 drehbar gelagerten Halter 17 in Form eines vierfach gelochten Tellers, auf dem vier gleich ausgebildete Schlitten 18 mit über den Löchern drehbar gelagerten Fassungen 19 in entsprechenden Führungen geführt linear verschiebbar gehalten sind. Zur linearen Verschiebung und Drehung der Fassungen 19 dient jeweils eine an dem Halter 17 befestigte Antriebseinrichtung 20.
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Der Strahlengang des Mikroskops 1 verläuft durch die Öffnung des Trägers 16. Zur Zentrierung der Prismenwechseleinrichtung 2 an dem Mikroskop 1 dient ein in den Figuren nicht gezeigtes Zentrierelement an dem Träger 16, das in ein entsprechendes ebenfalls in den Figuren nicht gezeigtes komplementäres Zentrierelement an dem Tubusgehäuse 15 eingreift und mittels dessen der Träger 16 auf den Strahlengang des Mikroskops ausgerichtet wird.
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Der Halter 17 verfügt an vier vorgegebenen Positionen über Rastelemente in Form von Nuten 21, in die eine an dem Träger 16 gehaltene federbelastete Rolle 22 als komplementäres Rastelement einrastbar ist, um den Halter 17 in einer entsprechenden der vier den Rastelementen zugeordneten Arbeitsstellungen zu arretieren. Die Rastelemente 21 und das komplementäre Rastelement 22 sind so an dem Halter 17 bzw. dem Träger 16 angeordnet, daß bei Ausrichtung des Trägers 16 mittels des Zentrierelements mit dem Strahlengang des Mikroskops in jeder der Arbeitsstellungen des Halters 17 eine entsprechende Fassung 19 in dem Strahlengang des Mikroskops 1 angeordnet ist.
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Die Antriebseinrichtungen 20 zur Bewegung der Fassungen 19 verfügen jeweils über ein auf dem Umfang der jeweiligen Fassung 19 ausgebildetes Zahnrad 23 und ein in einer Hülse 24 mit Außengewinde gelagertes Bedienelement 25 als Antriebselement in Form einer Welle. Das Bedienelement 25 verfügt an seinem an dem Zahnrad 23 anliegenden Ende über eine entlang des Umfangs verlaufende Zahnung, die in das Zahnrad 23 eingreift und so mit diesem zusammen ein erstes Getriebe bildet, mittels dessen eine Linearbewegung des Antriebselements 25 in eine Drehbewegung der Fassung 19 umgesetzt wird.
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Die Hülse 24 ist zur Übertragung einer Drehbewegung des Antriebselements 25 mit diesem über eine Keilwellenverbindung verbunden und weist entlang ihres Umfangs ein in den Figuren nicht gezeigtes Außengewinde auf, das in einem entsprechenden ebenfalls in den Figuren nicht gezeigten Innengewinde des jeweiligen Schlittens 18 gelagert ist. Die Keilwellenverbindung zusammen mit der Hülse 24 und dem Innengewinde in dem jeweiligen Schlitten 18 bildet ein zweites Getriebe zur Umsetzung einer Drehbewegung des Antriebselements 25 um dessen Längsachse in eine Verschiebungsbewegung des Schlittens 18 und damit auch der Fassung 19.
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Die beiden Getriebe sind dabei so ausgelegt, daß sie durch ein nur sehr geringes Spiel der beweglichen Elemente zueinander bei einer Drehbewegung des Halters 17 gegenüber dem Träger 16 von einer Arbeitsstellung in eine nächste Arbeitsstellung eine selbsttätige Verstellung der Lage der jeweiligen Fassung 19 in azimutaler Richtung als auch in Bewegungsrichtung der Schlitten 18 verhindern.
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In den Fassungen 19 sind zwei Nomarski-Prismen 26 und 27 für Untersuchungen mit zirkularem Differentialinterferenzkontrast und ein Wollaston-Prisma 28 zur Untersuchung mit Totalinterferenzkontrast (TIC) gehalten. Die vierte Fassung bleibt frei, um diese in die Arbeitsstellung schwenken und dann das Objekt 3 im normalen Auflicht beobachten zu können.
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Die Nomarski-Prismen 26 und 27 sind konventionelle nach Nomarski modifizierte Wollaston-Prismen, bei denen in der Darstellung der 1 auf der Eintrittsseite die optische Achse eines optisch einachsigen doppelbrechenden Kristalls senkrecht zur optischen Achse des Mikroskops liegt, während auf der Austrittsseite die optische Achse eines weiteren doppelbrechenden Kristalls geneigt zu der optischen Achse des Mikroskops liegt. Ein in eines dieser Prismen eintretendes zirkular polarisiertes Beleuchtungslichtbündel wird in dem Prisma in zwei orthogonal zueinander polarisierte Beleuchtungsteillichtbündel aufgespalten, die im oberen Teil des Prismas divergieren (vergleiche den Strahlengang in 1) und nach Brechung an der Grenzfläche zwischen dem oberen Teil des Nomarski-Prismas und dem unteren Teil des Nomarski-Prismas aufeinander zulaufen. Die Interferenzebene, unter der die Ebene verstanden wird, in der sich die durch Brechung an der Grenzfläche zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil des Nomarski-Prismas ergebenden Beleuchtungsteillichtbündel kreuzen, liegt dabei außerhalb der Nomarski-Prismen und in der Austrittspupille des jeweiligen Objektivs.
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Durch die Verwendung von zirkular polarisiertem Licht kann das Nomarski-Prisma bei einer Untersuchung des Objekts beliebig gedreht werden, wobei die Richtung mitgedreht wird, in der die Beleuchtungsteillichtbündel nach Durchtritt durch das jeweilige Objektiv in der Objektebene zueinander versetzt sind. Durch Drehung der Nomarski-Prismen können daher Differentialinterferenzkontraste in beliebigen Richtungen der Objektebene, d.h. orthogonal zu dem Strahlengang des Objektivs beobachtet werden können.
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Die laterale Strahlaufspaltung der Nomarski-Prismen
26 und
27 unterscheidet sich um einen Faktor von im Beispiel 2. Zusammen mit den zuvor beschriebenen Objektiven in dem Objektivrevolver
9 ergeben sich damit vielfältige Beobachtungsmöglichkeiten. Da die Objektive jeweils eine in Bezug auf das Tubusgehäuse
15 gleiche Lage der Austrittspupille aufweisen, können diese unabhängig von ihrer Vergrößerung v mit einem einzigen der Nomarski-Prismen
26 und
27 funktionsgerecht kombiniert werden. Die Strahlaufspaltung des Nomarski-Prismas in der Objektebene und der Kontrast ändern sich entsprechend der Objektivbrennweite f. Da die Objektive mit fester Lage der Austrittspupille sowohl in der Vergrößerung v als auch in der Apertur A mit dem Faktor von ungefähr 2 gestuft sind, ändert sich das Verhältnis aus Strahlaufspaltung D in der Objektebene, gegeben durch
(ε = angularer Aufspaltung des Nomarski-Prismas) zu der Auflösungsgrenze p des Objektivs mit numerischer Apertur A
(λ = Wellenlänge der verwendeten optischen Strahlung) in der aufgeführten Objektivreihe nicht. Da die Vergrößerung eines Objektivs durch das Verhältnis der Tubuslinsenbrennweite zu der Brennweite des Objektivs gegeben ist, ist die Bedingung für einen vorgegebenen Kontrast, dargestellt durch das Verhältnis aus lateraler Strahlaufspaltung zu der Auflösungsgrenze des Objektivs, für die genannten Objektive konstant.
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Durch Wechsel zwischen den Nomarski-Prismen 26 und 27 kann eine Untersuchung des Objekts mit gutem Kontrast (HR) bei voller Auflösung 1/p entsprechend der Objektivapertur A durchgeführt werden. Mit dem zweiten Prisma, welches im Beispiel die doppelte Strahlaufspaltung in der Objektebene erzeugt, kann bei allen Objektiven ein hoher Kontrast (HC) bei reduzierter Auflösung 1/p erzeugt werden.
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Bei Objektiven mit unterschiedlicher Lage der Austrittspupille und nicht konstanter Abstufung und Vergrößerung und Apertur sind anstelle von zwei Nomarski-Prismen mehrere notwendig.
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Das Wollaston-Prisma 28 ist ein konventionelles Wollaston-Prisma, das zusammen mit den Objektiven in der Objektebene eine Strahlaufspaltung erzeugt, die ein vielfaches der Auflösungsgrenze der verwendeten Objektive ist. Wesentliches Kennzeichen des Wollaston-Prismas ist es, daß die Interferenzebene, in diesem Fall die Ebene, in der sich das in das Wollaston-Prisma eintretende Beleuchtungslichtbündel in die zwei Beleuchtungsteillichtbündel aufteilt, innerhalb des Prismas und damit außerhalb der Objektivpupille liegt, sodaß zwei Doppelbilder entstehen, die nach Passieren des Analysators 12 miteinander interferieren und ein beobachtbares Interferenzmuster ergeben. Auch hier ist durch Drehung des Wollaston-Prismas 28 eine Interferenzkontrastuntersuchung in beliebigen Richtungen der Objektebene möglich, ohne daß das Objekt bzw. ein dieses tragender Tisch gedreht werden müßte.
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Für eine Untersuchung mit zirkularem Differentialinterferenzkontrast wird durch Drehung des Halters 17 in eine entsprechende Arbeitsstellung eines der Nomarski-Prismen 26 oder 27 in den Strahlengang des Mikroskops 1 gebracht, sodaß die durch die Beleuchtungsteillichtbündel aufgespannte Ebene mit der Richtung übereinstimmt, in der der Schlitten 18 und damit die Fassung 19 linear verschiebbar ist. Über das Antriebs-bzw. Bedienelement 25 wird dann der Schlitten 18 mit der Fassung 19 und dem darin gehaltenen Nomarski-Prisma so linear verschoben, daß ein gewünschter Kontrast erreicht wird. Danach wird die Fassung 19 mit dem darin aufgenommenen Nomarski-Prisma durch Verschiebung des Antriebselements 25 in eine gewünschte Kontrastierungsrichtung gedreht.
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Das Vorgehen bei einer Untersuchung mit Totalinterferenzkontrast (TIC) entspricht dem für die Untersuchung mit zirkularem Differentialinterferenzkontrast (dies bezieht sich auf Prismendrehung und Prismenverschiebung).
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Sind die Verschiebungen der Schlitten 18 und die azimutalen Ausrichtungen der Fassungen 19 einmal eingestellt, kann ein beliebiger Wechsel zwischen den Prismen erfolgen, ohne daß eine Neujustierung der Lage der Prismen notwendig wäre. Insbesondere kann einfach von einer Untersuchung mit zirkularem Differentialinterferenzkontrast zu einer Untersuchung mit totalem Interferenzkontrast und zurück gewechselt werden. Weiterhin kann einfach ohne Änderung der Justierung ein Vergrößerungswechsel durch Wechsel des verwendeten Objektivs erfolgen.
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Eine Prismenwechseleinrichtung nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in 3 schematisch dargestellt. Sie unterscheidet sich von der Prismenwechseleinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels durch die Lagerung der Fassungen auf dem Halter. Darüber hinaus werden die Fassungen in veränderter Form angetrieben. Für unveränderte Komponenten werden die gleichen Bezugszeichen verwendet wie im ersten Ausführungsbeispiel und es gelten die Ausführungen auch hier entsprechend.
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Es sind nun für jede der vier Fassungen 29 relativ zu einem Halter 17' drehbare Teller 30 vorgesehen, auf denen die als Schlitten ausgebildeten Fassungen 29 linear bewegbar geführt sind. Der Halter 17' unterscheidet sich von dem Halter 17 des ersten Ausführungsbeispiels darin, daß nun Lager für die Teller 30 statt der Führungen für die Schlitten 18 vorgesehen sind. Die Anordnung der Löcher in dem Halter 17', die Rastelemente 21 und die Lagerung an dem Träger 16 entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die Teller 30 weisen entlang ihres Außenumfangs Zahnungen 31 auf, die jeweils in ein auf dem Halter 17' gelagertes zentrales Zahnrad 32 nach Art eines Sonnenrades eingreifen, so daß dieses als Koppelelement wirkt, mit dem die Drehung der Teller 30 und damit der Fassungen 29 starr gekoppelt und damit synchron erfolgen kann.
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Die Antriebseinrichtung für die Bewegung der Fassungen 29 verfügt zum einen über ein in den Figuren nicht gemeinsames Antriebselement zur Drehung der Fassungen 29, beispielsweise einen mit dem zentralen Zahnrad 32 gekoppelten Rändelring. Zur linearen Verschiebung der Schlitten bzw. Fassungen 29 auf den Tellern 30 sind als Aktoren Linearantriebe 33 vorgesehen, die über in den Figuren nicht gezeigt Schleifkontakte zwischen Träger 16 und Halter 17' sowie Schleifkontakte zwischen dem Halter 17' und den Tellern 30 mit Energie versorgt bzw. von einer Steuereinrichtung angesteuert werden.
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Das Lager des zentralen Zahnrades 32 auf dem Halter 30 und die Linearantriebe sind so ausgebildet, daß durch Reibung in dem Lager bzw. zwischen den beweglichen Teilen der Linearantriebe eine selbsttätige Verstellung der Lage der Fassungen 29 relativ zu dem Halter 17 bei einem Wechsel der Arbeitsstellung des Halters 17 verhindert wird.
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Diese Ausführungsform erlaubt einen schnellen Wechsel zwischen den verschiedenen Prismen, wobei jeweils die Richtung, in der Kontraste beobachtbar sind, automatisch konstant gehalten wird. Darüber hinaus bleibt eine zu Anfang der Untersuchung vorgenommene Kontrasteinstellung durch Verschiebung der Prismen bzw. Fassungen 19 relativ zu den Tellern 30 konstant, so daß die Notwendigkeit eines Nachstellens entfällt.
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Eine Prismenwechseleinrichtung nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der Prismenwechseleinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels darin, daß zur Verschiebung der Schlitten 18 gegenüber dem Halter 17 die entsprechenden Antriebselemente durch einen an dem Träger 16 gehaltenen Motor über eine Reibradkupplung betätigt werden können, wenn diese sich in der Arbeitsstellung befinden.
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Eine Prismenwechseleinrichtung nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel zum einen dadurch, daß ein Schrittmotor den Halter 17' relativ zu dem Träger 16 bewegt. Zur Ansteuerung des Schrittmotors dient eine Steuereinrichtung, die über eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Daten über eine Zuordnung von Prismen in dem Halter zu vorgehenden Objektivtypen, eine Eingabeschnittstelle zum Einlesen von Daten über einen aktuell benutzen Objektivtyp und einem mit dem Schrittmotor verbundenen Steuerausgang verfügt und mittels derer der Schrittmotor zur Einstellung einer der Arbeitsstellungen entsprechend einem über die Eingabeschnittstelle eingegebenen Objektivtyp ansteuerbar ist. Entsprechende Daten über den aktuell benutzten Objekttyp werden dadurch erhalten, daß die Stellung des Objektivrevolvers über die Stellung des Motors erfaßt wird.
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Die Steuereinrichtung steuert weiter in Abhängigkeit von einem Benutzer über eine Benutzerschnittstelle eingegebenen und in der Steuereinrichtung gespeicherten Verschiebungsdaten die Linearantriebe.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mikroskop
- 2
- Prismenwechseleinrichtung
- 3
- Objekt
- 4
- Beleuchtungseinheit
- 5
- Lichtquelle
- 6
- Beleuchtungsoptik
- 7
- Polarisator
- 8
- Spiegel
- 9
- Objektivrevolver
- 10, 11
- Objektiv
- 12
- Analysator
- 13
- Tubuslinse
- 14
- Zwischenbildebene
- 15
- Tubusgehäuse
- 16
- Träger
- 17, 17'
- Halter
- 18
- Schlitten
- 19
- Fassungen
- 20
- Antriebseinrichtung
- 21
- Nuten
- 22
- Rolle
- 23
- Zahnrad
- 24
- Hülse
- 25
- Bedienelement
- 26, 27
- Nomarski-Prisma
- 28
- Wollaston-Prisma
- 29
- Fassungen
- 30
- Teller
- 31
- Zahnung
- 32
- Zahnrad
- 33
- Linearantriebe
