DE1472084A1

DE1472084A1 - Mikroskop mit wanderndem Beleuchtungspunkt

Info

Publication number: DE1472084A1
Application number: DE19651472084
Authority: DE
Inventors: Henderson Billie Dick
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1964-12-18
Filing date: 1965-12-14
Publication date: 1969-01-16
Also published as: GB1083419A; US3460880A

Description

Die Erfindung betrifft die punkt.f örmige Beleuchtung des Objektes bei einem Mikroskop und insbesondere die Erzielung eines mindestens in einer Richtung wandernden Beleuchtungspunktes zu dem Zwecke, einen Teil.des Blickfeldes der Objektebene abzutasten.

In gewiesen Fällen ist es wünschenswert, nur eine sehr geringe Fläche des gesamten Blickfeldes eines Mikroskopes zu untersuchen. Insbesondere, wenn es sich um photometrische Untersuchungen kleiner Flächenteile handelt, bewirkt die

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vollständige Beleuchtung der Objektebene das Auftreten gestreuter Strahlung oder Fluoreszenzstrahlungen von anderen Flächenteilen als die gerade untersuchte Flächenstelle, die von besonderem Interesse ist. Yienn man nur in dem Blickfeld des Mikroskopes eine sehr geringe Fläche ausleuchtet, wird der störende Einfluß, der auf eine Streustrahlung oder Fluo-*. ■ reszenzstrahlung anderer Flächenteile zurückgeht,, praktisch beseitigt. Wenn ferner eine Untersuchung bestimmter gekenn- ., .· zeichneter Mikroorganismen photometrisch erfolgen soll, so .··..:· ergibt es sich, daß gewisse zur Bezeichnung verwendete Materialien sich so schnell unter der vollen Feldbeleuchtung , ,_;, , zersetzen, daß die Kennzeichnung durch das Material unwirk- ■.

sam wird, bevor die Untersuchung zu Ende geführt ist. . ..,-

Die Erfindung bezweckt daher eine Anordnung an einem üblichen; Mikroskop, die eine Beleuchtung eines sehr kleinen Flächenteiles in dem gesamten Blickfeld des Mikroskopes gestattet,· -,.

Die Erfindung bezweckt eine Anordnung zur. Beleuchtung einer Teilfläche der Objektebene innerhalb des Blickfeldes eines. Mikroskopes, die, verglichen mit der G-esamtflache des Blick-, feldes, klein ist, wobei der beleuchtete Flächenteil, inner- , halb des Blickfeldes hin- und herbewegt werden kann, wobei die im· Rahmen der Erfindung zur Anwendung vorgesehenen Mittel einfach sind und den wellenlängenmäßigen Arbeitsbereitjh des o^;., Mikroskopes nicht beeinträchtigen. . ..... ::,·,.;;■

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Die erfindungsgemäße Anordnung kann bei einem handelsüblichen Mikroskop zur Anwendung gelangen, ohne daß "beträchtliche Änderungen desselben erforderlich sind.

Die Erfindung sieht vor, daß ein beschränkter Teil des Bliok-

der

feldes des Mikroskopes in 4ie Objektebene durch die Austrittspupille des Mikroskopes hindurch beleuchtet wird, so daß die zu untersuchende Fläche ohne wesentliche Störung durch die Strahlung des übrigen 'feiles des Feldes beobachtet wird.

en

Anordnung/zur Beleuchtung von Teilflachen der Objektebene innerhalb des Blickfeldes eines Mikroskopes unter Anwendung optisch bewegter Lichtpunkte sind an sich bekannt; nach Ansicht der Anmelderin wurde bisher aber ein solcher wandernder £eleuchtungspunkt nicht durch die Austrittspupille des Mikroskopes eingeführt, es ergaben sich vielmehr Anordnungen, die verhältnismäßig komplizierte Spezialapparaturen bedingten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Abbildung erörtert. Die Abbildung zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung .

Die in der Abbildung benutzten Bezugszeichen haben die folgende Bedeutung: Eine Lichtquelle 11 sendet eine Strahlung aus, die an einem festen Spiegel 12 auf einen beweglichen

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Spiegel 13 reflektiert wird. Die Strahlung des beweglichen Spiegels 13 wird auf das Okular 14 eines üblichen Mikroskopes gerichtet. Die Strahlung durchsetzt das Okular und wird von einem halbverspiegelten oder doppelfarbigen Spiegel (dichroic) 16 durch das Mikroskopobjektiv 17 in die Objekt ebene 18 reflektiert. Die Strahlung des emittierenden oder reflektierenden Materials in der Objektebene, das von der erregenden Strahlung getroffen wird, wird durch die Mikroskopobjektivlinse 17 und den vorgenannten Spiegel 16 zu der Austrittsöffnung in dem Mikroskop geleitet, die mit 20 bezeichnet ist, und gegebenenfalls durch ein zweites Okular 21 betrachtet. Die reflektierende Vorrichtung 13 besteht zweokmäßigerweise auB einem Galvanomet erspi egel, der so angeordnet ist, daß er durch einen elektromagnetischen Antrieb 23 über einen Verstärker 25 von einem Signalgeber 24 angetrieben wird.

Die Austrittspupille des Mikroskopes ist durch die gestrichelte Linie 27 bezeichnet. Wenn die Objektebene des Mikroskopes durch das Okular beleuchtet wird, wird die Austrittspupille 27 zur Eintrittspupille des optischen Syst eines, es soll jedoch weiterhin hier, um die übliche Bezeichnungsweise zu verwenden, die Pupille des Okulars 14 als Austrittspupille bezeichnet werden. Sämtliche Strahlen, die die Auetrittspupille des Systems durchsetzen, durchsetzen auch die Objektivlinse. Galvanometer haben außerordentlich kleine Spiegel, beispielsweise Spiegel von einer Größe von 0,75 x 1,5 mm. Bin '· derartig kleiner Galvanometerspiegel kann genau in der Aus-

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trittspupille der Okularlinse dee Mikroskopeβ angeordnet werden. Wann der Galvanometerspiegel Winkelmaßig angetrieben wird, ändert sich der Auffallswinkel der Strahlen auf das Okular, und dementsprechend ändert aich in der Objektebene die Lage der durch die Strahlung beleuchteten Fläche. Der beleuchtete Pläohenteil in der Objektebene hat die Größe der Lichtquelle diYldlert durch die Vergrößerung des Mikroskop systeme zwischen Objekt und Lichtquelle. Dadurch, daß man eine optisehe Blende derart anordnet, daß sich eine nahe Punktquelle ergibt, ergibt sieh eine im wesentlichen parallel gemachte Strahlung, so daß die Bildgröße der Strahlungsquelle in der Objektebene weniger als !/*> betragen kann. Bine derartige optische Bandblende kann entweder dadurch erzielt werden, daß die Größe der Lichtquelle eingeschränkt wird oder dadurch, daß man aus einer größeren Lichtquelle mittels einer kleinen Lochblende ausblendet.

Es stehen die verschiedensten Quecksilber- und Xenonismpen jtur Verfügung, die eine außerordentlich kleine .Lichtquelle breiter Brandbreite mit hoher Strahlungsintensität haben. Ton der Firma F.S.K. Labs Inc. in Sunnyvale, California, wird eine Queoksllberbogenlampe Ton ungefähr 0,3 mm Bogengröße hergestellt. Bine derartige Lichtquelle kann ohne weitere Blende verwendet werden. Wenn ein sehnfach vergrößerndes Okular und ein hundertfach vergrößerndes Objektiv verwendet werden, wird die Größe der Lichtquelle in der Ob-

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jektebene im Verhältnis 1 : 1000 verkleinert, und in diesem Pail hat die Lichtquelle eine Größe von 0,3^. Durch optische Beugung wird die Bildgröße vergrößert, Messungen haben jedoch gezeigt, daß die Bildgröße unterhalb 1^m. liegt. Wenn sich die Winkelsteilung des Spiegels 13 in der Austrittspupille ändert, so ändert sich der Einfallswinkel der von dem Spiegel reflektierten Strahlung auf dem Okular 14, und es ändert sich die Lage des Bildes der Lichtquelle in der Objektebene, die in der Abbildung durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Steuert man den Spiegel in einer Richtung, beispielsweise unter Anwendung eines elektrischen Sägezahngenerators, so wird das gesamte Objektfeld in einer Richtung abgetastet, und wenn die Objektebene senkrecht dazu bewegt wird, wird ein Streifen der Objektebene des Mikroskopes abgetastet .

Unter Anwendung des vorstehend erörterten Systems kann innerhalb des Blickfeldes des Mikroskopes, welches im allgemeinen 10OyM, beträgt, eine Zone von 1^**. beleuchtet und durch die Austrittsöffnung beobachtet werden. Die Beobachtung kann visuell mittels eines zweiten Okulares oder photometrisch mit oder ohne zweitem Okular erfolgen. Die erfindungsgemäße Anordnung hat besonderen Vorteil für photometrieche Beobachtung, da die in die Austrittsöffnung emittierte oder reflektierte Strahlung im wesentlichen auf den beleuchtenden Punkt beschränkt ist und nicht dem Einfluß durch Fluoreszenzlicht

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oder Strahlungslicht von anderen Flächenteilen unterliegt. Es wurde bereits darauf verwiesen, daß die Anwendung eines zweiten Okulars im Falle der photometrysehen Untersuchung nicht unbedingt erforderlich ist, wenn jedoch ein Photovervielfacher verwendet wird, so ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die Photokathode in die Pupillenebene des Okulars gelegt werden kann und dann die Strahlung auf einen einzigen Punkt der Phötokathode gerichtet wird, gleichgültig wie die Lage des beleuchteten Flächenteiles in dem Blickfeld ist, so daß man unabhängig wird von änderungen der Empfindlichkeit verschiedener Stellen der Kathodenfläche.

Es ist offensichtlich, daß bei Anwendung eines halbreflektierenden Spiegele ungefähr 50 # des erregenden Lichtes und des reflektierten bzw. emittierten Lichtes verlorengeht. Es ist offensichtlich, daß die Anordnung derart ausgebildet werden kann, daß die erregende Strahlung durch Spiegel hindurchgelassen wird und die aus der Objektebene zurückkommende Strahlung reflektiert wird.

Wenn es sich darum handelt, Durchlässigkeitseigenschaften eines zu untersuchenden Objektes, das sich in der Objekt ebene

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befindet, zu messen, so kann der Detektor hinter/Objektebene angeordnet werden, und es kann die das Objekt durchsetzende Strahlung gemessen werden. Es ist in einem solchen Fall üblich, eine Kondensorlinse zu verwenden und eine weitere

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Linse vorzusehen, um das Bild der Kondensorlinse auf dem Detektor abzubilden. In einem solchen Fall kann der zweifarbige Spiegel oder der halbverspiegelte Spiegel beleuchtet werden.

Bei der erörterten Anordnung wird der beleuchtende Lichtpunkt in der Objektebene in mindestens einer Richtung abgelenkt, so daß ein Teil der Objektebene abgetastet wird. Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit nur geringer Änderung des Mikroskopes bei den meisten gebräuchlichen Mikroskopen ver- . wendet werden.

Patentansprüche t

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Claims

BM 1711 - 9 - Patentansprüche

1. Anordnung izur Beleuchtung der Objektebene eines Mikro- skopes mittels eines bewegten Lichtpunktes, dadurch gekennzeichnet, daß reflektierende Mittel in der Austrittspupille des Mikroskopes vorgesehen sind und Strahlung durch ein Mikroskopokular richten und diese reflektierenden Mittel winkelmäßig in "bezug auf das Okular bewegt werden,

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine punktförmige Lichtquelle im wesentlichen parallele Strahlen auf die reflektierenden Mittel richtet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop zwei Oku- lare und ein Objektiv aufweist und in dem Strahlengang der von dem Objekt ausgehenden und das Objektiv durchsetzenden Strahlung eine weitere teilweise reflektierende'Spiegelanordnung vorgesehen ist.

4. Anordnung naoh Anspruch 1 oder 3, dadurch g e - kennaeiohnet, daß die von der Lichtquelle ausgehende Strahlung durch eine punktförmige Blende geleitet wird.

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