DE102006038633A1

DE102006038633A1 - Microscope and method for the transmitted light examination of objects

Info

Publication number: DE102006038633A1
Application number: DE200610038633
Authority: DE
Inventors: Daniel Martin Mahlmann
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Incelltec 52074 Aachen De GmbH
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2008-02-21
Also published as: WO2008019729A8; WO2008019729A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop zur Durchlichtuntersuchung von Objekten mit einem Strahlengang zwischen einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Vorrichtung zur Betrachtung/Erfassung eines Objektbildes, insbesondere einer Kamera, bei dem im Strahlengang ein Interferometer angeordnet ist, welches Mittel zur Veränderung der Polarisation (4) und davon unabhängige Mittel zur Veränderung der relativen Phase (6) in wenigstens einem der Teilstrahlen (II) des Interferometers aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Durchlichtmikroskopie von Objekten, bei dem der Strahlengang zwischen einer Beleuchtungsvorrichtung (1) und einer Vorrichtung (15) zur Betrachtung/Erfassung eines Objektbildes durch ein Interferometer (II, III) führt, wobei wenigstens ein Abbild eines Objektes, insbesondere eine Serie von Abbildern mittels einer Kamera (15) aufgenommen wird, insbesondere in Abhängigkeit von einer Lage der Polarisation und/oder der Phase des Lichtes in wenigstens einem der Teilstrahlen (II, III) des Interferometers.The invention relates to a microscope for trans-illuminating objects with a beam path between a lighting device and a device for viewing / capturing an object image, in particular a camera, in which an interferometer is arranged in the beam path, which means for changing the polarization (4) and independent thereof Having means for varying the relative phase (6) in at least one of the partial beams (II) of the interferometer. The invention further relates to a method for transmitted-light microscopy of objects, in which the beam path between a lighting device (1) and a device (15) for viewing / capturing an object image by an interferometer (II, III), wherein at least one image of an object, in particular a series of images is recorded by means of a camera (15), in particular as a function of a position of the polarization and / or the phase of the light in at least one of the partial beams (II, III) of the interferometer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop zur Durchlichtuntersuchung von Objekten mit einem Strahlengang zwischen einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Vorrichtung zur Betrachtung/Erfassung eines Objektbildes, insbesondere einer Kamera. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Durchlichtmikroskopie von Objekten, insbesondere mit einer vorgenannten Vorrichtung.The The invention relates to a microscope for the transmission of light of Objects with a beam path between a lighting device and a device for viewing / capturing an object image, especially a camera. The invention further relates to a Process for transmitted light microscopy of objects, in particular with an aforementioned device.

Mikroskope zur Durchlichtuntersuchung von Objekten sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Die Wirkungsweise eines Mikroskops beruht dabei im Wesentlichen darauf, dass das Licht einer Beleuchtungsvorrichtung auf ein zu betrachtendes Objekt gerichtet wird, wobei üblicherweise zur Erhöhung der Lichtintensität das einfallende Licht mittels eines sogenannten Kondensors, üblicherweise einer Linse oder Linsenanordnung, in Richtung des Objekts gebündelt wird. Mittels eines Objektivs, welches üblicherweise ebenso aus einer Linse oder Linsenanordnung besteht, wird aus der Ebene des Objektes ein Abbild des Objektes projeziert, welches ein reelles Bild darstellt und entweder unmittelbar oder nach einer weiteren Vergrößerung betrachtet werden kann.microscopes for the transmittance of objects are in the art well known. The mode of action of a microscope is based on this in essence, that the light of a lighting device is directed to an object to be considered, usually to increase the light intensity the incident light by means of a so-called condenser, usually a lens or lens array, is focused in the direction of the object. By means of a lens, which usually also from a Lens or lens assembly is from the plane of the object Projected image of the object, which represents a real image and considered either directly or after further magnification can be.

Hierbei steht für eine weitere Vergrößerung ein Okkular zur Verfügung, mittels dem das reelle Bild weiter vergrößert wird, um anschließend mit dem Auge des Betrachters oder mittels einer Kamera erfasst zu werden. Wesentlich für eine gute Abbildungsqualität ist es, dass ein Objekt einen ausreichenden Kontrast in dieser Durchlichtuntersuchung erzeugt. Hierbei wird als Kontrast das Verhältnis der Intensitäten des Lichtes, welches das Objekt durchleuchtet und des Umgebungslichtes verstanden.in this connection stands for another enlargement Okular available, by means of which the real image is further enlarged, in order subsequently with the eye of the beholder or to be detected by means of a camera. Essential for a good picture quality is that an object produces sufficient contrast in this transmitted light examination. Here, as a contrast, the ratio of the intensities of Light, which illuminates the object and the ambient light Understood.

Üblicherweise wird dabei in Mikroskopen eine Amplitudenänderung des Lichtes aufgrund der durch das Objekt reduzierten Transmission durch das Objekt ausgewertet. Hierbei ergibt sich jedoch das Problem, dass gerade kleine transparente Strukturen, wie sie z.B. bei lebenden Zellen auftreten, nur mit großer Schwierigkeit mikroskopisch beobachtet und untersucht werden können, da derartige lebende Zellen aufgrund ihrer hohen Transparenz oftmals nur einen ungenügenden Amplitudenkontrast erzeugen.Usually In this case, a change in amplitude of the light is due in microscopes evaluated by the object reduced transmission through the object. Here, however, the problem arises that just small transparent Structures such as e.g. occur in living cells, only with greater Difficulty can be observed microscopically and examined, since such living cells often due to their high transparency only an insufficient Create amplitude contrast.

Es ist daher im Stand der Technik weiterhin bekannt, zu untersuchende Objekte, also beispielsweise lebende Zellen, mittels Farbstoffen, insbesondere Fluoreszenzfarbstoffen, zu präparieren und sodann die Farbstoffe mittels daran angepassten Lichtwellenlängen anzuregen und das Fluoreszenzlicht auszuwerten. Dies führt jedoch gerade bei lebenden Zellen zu der Problematik, dass eine Fluoreszenzfärbung biochemische Abläufe in den Zellen empfindlich stören kann und oftmals die untersuchten Zellen frühzeitig absterben. Auch ist der Informationsgehalt in den so erhaltenen Bildern begrenzt, da die Färbung oftmals nur gezielte einzelne Strukturen sichtbar machen kann. Wegen der Lebensdauer des Farbstoffes zum einen und der mitunter begrenzten Lebensdauer der präparierten lebenden Zellen sind darüber hinaus Langzeitbeobachtungen derart präparierter Zellen kaum möglich.It is therefore still known in the art, to be examined Objects, for example living cells, by means of dyes, especially fluorescent dyes, to prepare and then the dyes by means of adapted wavelengths of light to excite and evaluate the fluorescent light. this leads to However, especially in living cells to the problem that one staining biochemical processes disturbing in the cells sensitive can and often die off the examined cells early. Also is the information content is limited in the images thus obtained, since the coloring often only be able to visualize specific individual structures. Because of the Life of the dye on the one hand and the sometimes limited Life of the prepared living cells are over it In addition, long-term observations of such prepared cells hardly possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mikroskop für Durchlichtuntersuchungen sowie auch ein Verfahren zur Mikroskopie zur Verfügung zu stellen, mittels dem die vorgenannten Nachteile überwunden werden und welches die Grenzen bei der Beobachtung hochtransparenter Objekte, insbesondere von lebenden Zellen, verbessert. Es ist dabei weiterhin Aufgabe der Erfindung, mittels eines möglichst geringen Aufwandes ein Maximum an Informationen aus einem untersuchten Objekt herauszuholen, lebende Zellen direkt zu untersuchen, ohne einen Einfluss auf die Lebensprozesse der Zellen zu nehmen und insbesondere auch Langzeituntersuchungen zu ermöglichen.task The invention is a microscope for transmitted light examinations as well as a method of microscopy available provide, by means of which the aforementioned disadvantages are overcome and which the limits in the observation of highly transparent objects, in particular from living cells, improved. It is still the task the invention, by means of a possible low expenditure a maximum of information from a examined To get an object out, to examine living cells directly, without to take an influence on the vital processes of the cells and in particular also to allow long-term investigations.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Mikroskop zur Durchlichtuntersuchung gelöst, welches einen Strahlengang zwischen einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Vorrichtung zur Betrachtung/Erfassung eines Objektbildes, insbesondere eine Kamera aufweist, wobei im Strahlengang ein Interferometer angeordnet ist, welches Mittel zur Veränderung der Polarisation und davon unabhängige Mittel zur Veränderung der relativen Phase in wenigstens einem der Teilstrahlen des Interferometers aufweist.According to the invention Task solved by a microscope for transmitted light examination, which a beam path between a lighting device and a Device for viewing / capturing an object image, in particular having a camera, wherein arranged in the beam path an interferometer is what means to change the polarization and independent means to change the relative phase in at least one of the sub-beams of the interferometer having.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zur Durchlichtmikroskopie von Objekten gelöst, bei dem der Strahlengang zwischen einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Vorrichtung zur Betrachtung/Erfassung eines Objektbildes durch ein Interferometer führt und wobei wenigstens ein Abbild eines Objektes, insbesondere eine Serie von Abbildern, mittels einer Kamera aufgenommen wird, insbesondere in Abhängigkeit von einer Lage der Polarisation und/oder der Phase des Lichtes in wenigstens einem der Teilstrahlen des Interferometers.The Task is further by a method of transmitted light microscopy solved by objects, at the beam path between a lighting device and a device for viewing / capturing an object image an interferometer leads and wherein at least one image of an object, in particular a Series of images, taken by means of a camera, in particular dependent on from a position of polarization and / or the phase of light in at least one of the sub-beams of the interferometer.

Hierbei können für die Erfindung im Wesentlichen jegliche Art von Interferometer zum Einsatz kommen. Unter einem Interferometer wird dabei eine Vorrichtung verstanden, die ein von einer Beleuchtungsvorrichtung stammendes Lichtstrahlenbündel, gegebenenfalls nach einer vorherigen Raumfilterung, aufspaltet in zwei Teilstrahlen, die nach Durchlaufen einer vorbestimmten Wegstrecke in zwei unabhängigen Armen des Interferometers und gegebenenfalls nach einer Beeinflussung von Phase und Polarisation wieder in einer Vorrichtung zur Strahlenzusammenführung zu einem Lichtstrahlenbündel zusammengeführt wird, in welchem aufgrund der Überlagerung Interferenzeffekte und Polarisationseffekte sichtbar gemacht werden können, die auf einer unterschiedlichen Beeinflussung der Lichtstrahlen in den beiden Teilstrahlengängen resultieren.Essentially any type of interferometer can be used for the invention. An interferometer is understood to mean a device which splits a light beam originating from a lighting device, optionally after a previous spatial filtering, into two partial beams which, after passing through a predetermined path in two independent arms of the interferometer and optionally after influencing phase and polarization in a device for beam merging into a light beam zusammenam is introduced, in which due to the superposition interference effects and polarization effects can be made visible, resulting in a different influence of the light beams in the two partial beam paths.

Hierbei können Beeinflussungen insbesondere durch Änderungen der Polarisation und der relativen Phasenlage vorgenommen werden. Beispielsweise kann erfindungsgemäß der Aufbau eines sogenannten Mach-Zehnder-Interferometers verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Einsatz einer derartigen Interferometeranordnung beschränkt und es kann grundsätzlich jegliche Interferometeranordnung verwendet werden, die nach einer Aufspaltung eines Lichtbündels zu zwei Teilstrahlen und der Möglichkeit der unabhängigen Manipulierung von Phase und Polarisation die Teilstrahlen wieder zu einem Bündel zusammenführen.in this connection can Influences, in particular by changes in the polarization and the relative phase angle. For example can according to the invention the structure a so-called Mach-Zehnder interferometer can be used. However, the invention is not based on the use of such Interferometer arrangement limited and it can basically Any interferometer arrangement to be used according to Splitting of a light beam to two partial beams and the possibility independent manipulation phase and polarization bring the sub-beams back together in a bundle.

Wesentlicher Kerngedanke der Erfindung ist es dabei, dass mittels eines erfindungsgemäßen Mikroskops bzw. Verfahrens neben der Auswertung von Amplitudenkontrastbildern auch die Möglichkeit besteht, Abbilder von Objekten aufzunehmen, die abhängig sind von einerseits der Polarisation des eingestellten Lichtes, welches zur Beleuchtung des Objektes dient sowie auch von der Phase. Hierbei ist es wesentlich für die Erfindung, dass sowohl die Polarisation als auch die Phase unabhängig voneinander mittels derselben Vorrichtung verändert werden können, ohne dass zwischenzeitlich ein Einfluss auf die zu untersuchende Probe bzw. das zu untersuchende Objekt genommen werden muss. Es besteht somit die Möglichkeit, neben dem vorgenannten Amplitudenkontrast auch den Interferenzkontrast sowie den Polarisationskontrast auszuwerten und insbesondere diese beiden Kontrastarten in den Bildern zu unterscheiden.essential The core idea of the invention is that by means of a microscope according to the invention or method next to the evaluation of amplitude contrast images also the possibility consists of taking pictures of objects that are dependent on the one hand, the polarization of the set light, which is used to illuminate the object as well as the phase. in this connection it is essential for the invention that both the polarization and the phase independently by means of the same device changed can be without in the meantime an influence on the examined Sample or the object to be examined must be taken. It There is thus the possibility in addition to the aforementioned amplitude contrast and the interference contrast as well as to evaluate the polarization contrast and in particular this two types of contrast in the images to distinguish.

Dies kann einerseits dadurch erfolgen, dass ein Betrachter die entstandenen Bilder unmittelbar mit dem Auge wahrnimmt und auswertet oder aber bevorzugterweise, dass die Bilder mittels eines Detektors, z.B. einer Kamera erfasst und anschließend weiter ausgewertet werden. Die Möglichkeit, unterschiedliche Kontrastinformationen auszuwerten, ist insbesondere vorteilhaft bei transparenten lebenden Zellen, da bei diesen oftmals eine optische Aktivität vorliegt, was bedeutet, dass derartige Objekte sowohl Polarisation als auch phasenschiebende Wirkungen aufweisen können. Hierbei können phasenschiebende Wirkungen z.B. durch unterschiedliche optische Dichten oder unterschiedliche Dicken eines untersuchten Objektes entstehen, wobei beispielsweise Veränderungen in der Polarisation durch doppelbrechende Wirkungen von Zellstrukturen entstehen können.This On the one hand, this can be done by the viewer being able to create the resulting one Perceive and evaluate images directly with the eye or, preferably, that the images are recorded by means of a detector, e.g. captured by a camera and then continue be evaluated. The possibility, To evaluate different contrast information is in particular advantageous in transparent living cells, since these often there is an optical activity which means that such objects are both polarization as well may have phase-shifting effects. Here can phase-shifting Effects e.g. by different optical densities or different Thicknesses of an examined object arise, for example changes in polarization by birefringent effects of cell structures can arise.

Derartige optisch aktive Wirkungen von Objekten können mittels üblicher Amplitudenkontrastmikroskopie nicht ausgewertet werden, hingegen mittels des erfindungsgemäßen Mikroskops bzw. eines Verfahrens zur Durchführung mikroskopischer Untersuchungen, da hierbei mittels ein- und derselben Interferometeranordnung sowohl die Polarisation als auch die relative Phase bei den Teilstrahlen im Interferometer unabhängig voneinander geändert werden können, so dass aufgrund der unabhängigen Änderbarkeit Rückschlüsse darauf gezogen werden können, ob ein auftretender Kontrast in einem beobachteten Objekt auf eine Polarisationsdrehung oder eine Phasenverschiebung zurückgeht.such optically active effects of objects can by means of conventional Amplitude contrast microscopy can not be evaluated, however, by means of of the microscope according to the invention or a method of implementation microscopic examinations, since by means of one and the same Interferometeranordnung both the polarization and the relative Phase at the sub-beams in the interferometer independently changed can be so that due to the independent changeability Conclusions on it can be pulled whether an occurring contrast in an observed object on a Polarization rotation or a phase shift decreases.

Hierbei wird es als besonders vorteilhaft für die Erfindung empfunden, dass sowohl das Mikroskop als auch das erfindungsgemäße Verfahren ohne jegliche weitere Einflussnahme auf die zu untersuchende Probe bzw. das zu beobachtende Objekt auskommt, so dass unbeeinflusste Untersuchungen und insbesondere auch Langzeituntersuchungen möglich sind, ohne die untersuchte Probe in irgendeiner Art und Weise zu stören und hierdurch gegebenenfalls sogar ein Untersuchungsergebnis zu verfälschen.in this connection it is felt to be particularly advantageous for the invention, that both the microscope and the inventive method without any further influence on the sample to be examined or the object to be observed gets along, so that uninfluenced Investigations and in particular long-term studies are possible, without disturbing the examined sample in any way and possibly even falsify a test result.

Mittels einer Interferometeranordnung in einem erfindungsgemäßen Mikroskop, beispielsweise mittels eines Mach-Zehnder-Interferometers, besteht die Möglichkeit, deutlich höhere Kontraste zu erwirken, als dies mit einer üblichen Amplitudenmikroskopie möglich ist. Dies beruht auf der Möglichkeit, dass mittels eines Interferometeraufbaus und einer entsprechenden Justage das erfasste Abbild derart eingestellt werden kann, dass zunächst durch Interferenzeffekte und/oder Polarisationseffekte das durch das Objekt unverfälschte beleuchtende Licht in der Bildebene einen dunklen Hintergrund ergibt und lediglich durch phasen- oder polarisationsschiebende Effekte des beobachteten Objektes hellere Strukturen im Abbild erscheinen, insbesondere wobei die Helligkeit über die Stärke des Effektes gibt. Ebenso ist eine hierzu inverse Justage möglich.through an interferometer arrangement in a microscope according to the invention, for example, by means of a Mach-Zehnder interferometer, there is the Possibility, significantly higher To obtain contrasts, as with a conventional amplitude microscopy possible is. This is based on the possibility that by means of an interferometer construction and a corresponding Adjust the captured image can be adjusted so that first by interference effects and / or polarization effects by the Object unadulterated illuminating light in the image plane gives a dark background and only by phase or polarization pushing effects of the observed object appear lighter structures in the image, especially where the brightness is above the strength of the effect. Likewise is an inverse adjustment possible.

Hierfür kann es in einer Ausführung vorgesehen sein, den Interferometeraufbau durch Auswahl von Polarisation und relativer Phasenverschiebung der Teilstrahlen im Interferometer derart zu justieren, dass in der Bildebene im Wesentlichen eine ebene Wellenfront senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen vorliegt, und bei den beiden überlagerten Teilstrahlen aus den jeweiligen Interferometerarmen eine sich gegenseitig auslöschende Interferenz gegeben ist.It can do this in one execution be provided, the interferometer structure by selecting polarization and relative phase shift of the sub-beams in the interferometer to adjust so that in the image plane essentially one plane wavefront perpendicular to the propagation direction of the light rays present, and superimposed on the two Partial beams from the respective interferometer arms one another extinguishing Interference is given.

Hierfür können die Teilstrahlen im Interferometer bevorzugt unpolarisiert oder gleich polarisiert eingestellt werden, z.B. durch Auswahl einer geeigneten Beleuchtungsvorrichtung und/oder durch Auswahl polarisierend wirkender Strahlteiler und/oder polarisationsändernder Elemente. Die effektiven optischen Längen der beiden Interferometerarme sind aneinander anzupassen, zumindest bis zu einer Genauigkeit unterhalb der Kohärenzlänge der verwendeten Beleuchtungsvorrichtung. Feineinstellungen der Phasenlage können durch wenigstens ein phasenverschiebendes Element in wenigsten einem der Interferometerarme realisiert werden, z.B. mittels sogenannter Keilkompensatoren. Änderungen der Interferenz durch ein Objekt lassen sodann Rückschlüsse zu auf phasenverschiebende Wirkungen des Objektes bzw. von Objektbereichen.For this purpose, the partial beams in the interferometer can preferably be set unpolarized or identically polarized, for example by selecting a suitable illumination device and / or by selecting polarizing beam splitters and / or polarization-changing elements. The effective opti rule lengths of the two interferometer are to be adapted to each other, at least to an accuracy below the coherence length of the lighting device used. Fine adjustments of the phase position can be realized by at least one phase-shifting element in at least one of the interferometer arms, for example by means of so-called wedge compensators. Changes in the interference caused by an object can then be used to draw conclusions about phase-shifting effects of the object or object areas.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Licht nach dem Interferometer durch entsprechende Einstellung des Interferometers, d.h. durch Beeinflussung der Polarisation und der relativen Phase des Lichtes in den beiden Teilstrahlengängen derart eingestellt wird, dass die Polarisation eine definierte gewünschte Lage einnimmt, z.B. zirkular oder linear ist. Es kann sodann vor einer beobachtenden Kamera oder vor dem Auge des Betrachters eine Anordnung positioniert werden, die dieses Licht filtert, d.h. vollständig abblockt, so dass ohne die Einfügung eines Objektes in das Mikroskop ein vollständig dunkles Abbild entsteht.It can be further provided that the light after the interferometer by appropriate adjustment of the interferometer, i. by Influencing the polarization and the relative phase of the light in the two partial beam paths is adjusted so that the polarization of a defined desired position occupies, e.g. circular or linear. It can then be in front of you watching camera or positioned in front of the viewer's eye an arrangement which filters this light, i. completely blocked, so without the insertion an object in the microscope creates a completely dark image.

Erst durch die Einführung eines Objektes erfolgt aufgrund polarisations- und/oder phasenverschiebender Effekte eine über den Querschnitt des Objektes abhängige unterschiedliche Änderung der zirkularen Polarisation in eine von der eingestellten Polarisation abweichende Polarisation, z.B. also von der rein zirkularen in eine elliptische Polarisation, so dass die Anordnung, welche durch das Objekt ungestörtes Licht ausfiltert, für derartige geänderte, z.B. elliptische Polarisationsanteile zumindest teilweise durchlässig wird und somit im Abbild, welches von einem Detektor, z.B. einer Kamera erfassbar ist oder auch von dem Auge eines Betrachters, derartige polarisations- oder phasenverschiebende Objektanteile heller erscheinen.First through the introduction an object is due to polarization and / or phase shifting Effects one over the cross section of the object dependent different change the circular polarization in one of the set polarization different polarization, e.g. that is, from the purely circular to an elliptical one Polarization, so that the arrangement, which by the object undisturbed light filters out, for such changed, e.g. elliptical polarization components at least partially transmissive and thus in the image which is from a detector, e.g. a camera is detectable or even by the eye of an observer, such Polarization or phase-shifting object portions appear brighter.

Durch Vergleich der Ergebnisse, die aus diese Arten und Weisen der Bildaufnahme erstellt wurden, können Rückschlüsse darauf gezogen werden, ob ein Objekt, bzw. ein Objektbereiche polarisationsdrehend ist oder phasenverschiebend. Dabei kann die Analysatoranordnung, die für die Polarisations-Kontrast-Messung nötig ist entfallen, z.B. aus dem Strahlengang geschoben werden, wenn eine Messung zum Interferenzkontrast vorgenommen wird. Ggfs kann sie auch so eingestellt werden, dass sie das Licht der verwendeten Polarisation durchlässt und somit ein Messung nicht verfälscht.By Comparison of the results obtained from these types and ways of image acquisition could have been created Conclusions on it whether an object or an object area is polarization-rotating is or phase-shifting. In this case, the analyzer arrangement, the for the polarization contrast measurement necessary is eliminated, e.g. from the Beam path are pushed when a measurement for interference contrast is made. If necessary, it can also be adjusted so that they the light of the used polarization lets through and thus a measurement does not falsified.

Neben dieser vorgenannten Art und Weise, eine Mikroskopie durchzuführen, ergeben sich beliebige viele andere Möglichkeiten, aufgrund der unabhängigen Einstellung von Polarisation und Phase in wenigstens einem der Teilstrahlengänge des Interferometers, wobei es bevorzugt sein kann, dass polarisationsändernde Mittel auch in beiden Teilstrahlengängen des Interferometers vorgesehen sind.Next this aforementioned way to perform a microscopy revealed any number of other ways due to the independent Adjustment of polarization and phase in at least one of the partial beam paths of the Interferometers, wherein it may be preferred that polarization-changing Means also provided in both partial beam paths of the interferometer are.

Ein erfindungsgemäßes Mikroskop kann in einer bevorzugten ersten Alternative beispielsweise derart aufgebaut sein, dass eine Mikroskopoptik zur Erzeugung eines Abbildes eines Objektes außerhalb des Interferometers nach einer Anordnung zur Strahlenzusammenführung angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, z.B. mittels einer Beleuchtungsvorrichtung polarisiertes oder auch unpolarisiertes Licht zu erzeugen und mittels eines polarisierend wirkenden Strahlteilers den erzeugten Lichtstrahl aufzuspalten in zwei Teilstrahlen mit zueinander senkrecht stehender Polarisationsrichtung. Vor der Zusammenführung der beiden Teilstrahlen können diese derart manipuliert werden, dass eine relative Phase der beiden Strahlen zueinander eingestellt wird, dass das wieder zusammengeführte Strahlenbündel aufgrund der vektoriellen Addition mit der eingestellten Phasenverschiebung und den senkrechten Polarisationen zirkular polarisiertes Licht erzeugt, beispielsweise rechts- oder linkszirkulares Licht je nach eingestellter Phase. Durch Polarisationseinstellung und Phasenverschiebung in den Interferometerarmen kann auch jegliche andere gewünschte Polarisation eingestellt werden. Wichtig, ist dass ein gewünschte Polarisation zur Auswahl kommt, z.B. zirkular.One Microscope according to the invention may, for example, in such a way in a preferred first alternative be constructed that a microscope optics to produce an image an object outside the Interferometer arranged according to a beam-merging arrangement is. This gives the possibility e.g. polarized by means of a lighting device or also To produce unpolarized light and by means of a polarizing acting beam splitter split the generated light beam in two partial beams with mutually perpendicular polarization direction. Before the merger the two partial beams can These are manipulated such that a relative phase of the two Radiation is adjusted to each other, that the recombined beam due to the vectorial addition with the adjusted phase shift and the perpendicular polarizations circularly polarized light generated, for example, right or left circular light depending on set phase. By polarization adjustment and phase shift any other desired polarization may also be present in the interferometer arms be set. It is important that a desired polarization is available, e.g. circular.

Die Phasenverschiebung kann durch entsprechende phasenschiebende Mittel in wenigstens einem der beiden Teilstrahlengänge des Interferometers erfolgen, beispielsweise durch eine Anordnung mit einem Keilprisma/Keilkompensator, welches mehr oder weniger weit in den Strahlengang eingeschoben wird. Zur Kompensation des eingeschobenen Glasweges kann es dabei vorgesehen sein, in dem anderen Interferometerarm einen entsprechenden transparenten Körper, beispielsweise einen Glasblock aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material einzufügen, um die effektive Längenänderung der Interferometerarme durch den Einsatz dieses phasenverschiebenden Elementes auszugleichen.The Phase shift can be achieved by appropriate phase shifting means take place in at least one of the two partial beam paths of the interferometer, for example, by an arrangement with a wedge prism / wedge compensator, which more or less inserted into the beam path becomes. To compensate for the inserted glass path can it be provided in the other interferometer a corresponding transparent body, For example, a glass block of the same or a similar material insert, about the effective change in length the interferometer arms through the use of this phase shifting Balance element.

Es besteht bei dieser Ausführung so wie eingangs genannt die Möglichkeit, durch Vorschaltung eines Analysators vor einer beobachtenden Kamera oder dem Auge eines Betrachters, das z.B. rein zirkular polarisierte Licht bzw. die gewählte Polarisation des Licht, welches zur Beleuchtung eines Objektes in einer Mikroskopanordnung dient, vollständig zu blockieren bzw. auszufiltern.It exists in this version as mentioned at the beginning the possibility by connecting an analyzer in front of an observing camera or the eye of a viewer, e.g. purely circularly polarized Light or the selected one Polarization of light, which is used to illuminate an object in one Microscope arrangement serves, completely to block or filter out.

Unter einer Mikroskopanordnung wird hierbei und bei allen anderen Ausführungen im Wesentlichen verstanden, dass ein Kondensor, insbesondere eine Linse oder Linsenanordnung, zur Beleuchtung eines Objektes vorgesehen ist sowie ein Objektiv, um eine Abbildung des beleuchteten Objektes zu projezieren, gegebenenfalls unter Erstellung eines Zwischenbildes, welches weiterhin vergrößert durch ein Okular betrachtet wird. Bei einer derartigen Anordnung ist demnach die Mikroskopoptik zur Erzeugung eines Abbildes sowie die innerhalb der Mikroskopoptik angeordnete Probe bzw. das Objekt außerhalb des Interferometers angeordnet.In this case and in all other embodiments, a microscope arrangement essentially means that a condenser, in particular a lens or a lens arrangement, becomes illuminating tion of an object is provided as well as a lens to project an image of the illuminated object, optionally with the creation of an intermediate image, which is still viewed enlarged by an eyepiece. In such an arrangement, therefore, the microscope optics for generating an image and arranged within the microscope optics sample or the object outside the interferometer is arranged.

Wird demnach die Analysatoranordnung vor dem Auge des Betrachters oder des Detektors/der Kamera derart einjustiert, dass die gewählte Polarisation z.B. rein zirkulares Licht ausgefiltert wird und somit zu einem vollständig dunklen Abbild führt, so ist es ersichtlich, dass helle Strukturen in einem Abbild des Objektes darauf zurückzuführen sind, dass das betrachtete Objekt entweder phasenschiebend oder aber polarisationsdrehend wirkt, so dass es über den Querschnitt des betrachteten Objektes zu unterschiedlichen Änderungen des Lichtes aus der gewählten, z.B. reinen zirkularen Polarisation heraus kommt, z.B. wobei diese Änderungen dazu führen, dass sich die reine zirkulare Polarisation in eine elliptische Polarisation ändert, so dass entsprechend elliptisch polarisierte Lichtanteile die Analysatoranordnung wenigstens teilweise passieren können und zu einem hellen Abbild führen.Becomes Accordingly, the analyzer arrangement in front of the eye of the beholder or of the detector / camera adjusted so that the selected polarization e.g. purely circular light is filtered out and thus to a Completely dark image leads, so it is evident that bright structures in an image of the Object are due to that the observed object is either phase-shifting or polarization-rotating works, so it over the cross-section of the object under consideration to different changes the light of the chosen, e.g. pure circular polarization, e.g. these changes lead to, that the pure circular polarization changes into an elliptical polarization, so that correspondingly elliptically polarized light components, the analyzer assembly at least partially can happen and lead to a bright image.

Es wird somit deutlich, dass neben der reinen Mikroskopie des Amplitudenkontrastes mittels einer derartigen Vorrichtung auch Phasen- bzw. Interferenz- und Polarisationskontraste aufgenommen werden können. Um eine Unterscheidung zwischen einer polarisationsdrehenden oder phasenschiebenden Wirkung des Objektes bzw. von Objektbereichen unterscheiden zu können.It becomes clear that in addition to the pure microscopy of the amplitude contrast by means of such a device also phase or interference and polarization contrast can be recorded. To make a distinction between a polarization-rotating or phase-shifting effect to distinguish the object or object areas.

Die Phasenkontrast-Mikroskopie wird mit dieser Vorrichtung sodann ebenso, wie zuvor beschrieben durchgeführt.The Phase contrast microscopy is then used with this device as well, performed as described above.

Es kann verfahrensgemäß vorgesehen sein, eine erste Serie von Abbildern eines Objektes aufzunehmen, bei der zwischen der Aufnahme zweier Abbilder die Polarisation in wenigstens einem der Teilstrahlen geändert wird und eine zweite Serie, bei der zwischen der Aufnahme zweier Abbilder die relative Phase in wenigstens einem der Teilstrahlen geändert wird. Hierbei kann die Einstellung der relativen Phase wie vorgenannt z.B. durch ein phasenverschiebendes Element wie ein Keilprisma bewirkt werden, wobei es vorgesehen sein kann, die Polarisation durch ein entsprechendes Mittel zur Polarisationsänderung, wie beispielsweise eine Lambda-Halbe Platte vorzunehmen oder durch ähnlich wirkende Elemente.It can be provided according to the method be to take a first series of images of an object in between the recording of two images, the polarization in at least one of the sub-beams is changed and a second Series, in which between the recording of two images, the relative phase is changed in at least one of the sub-beams. Here, the Adjusting the relative phase as mentioned above e.g. through a phase-shifting Element be effected as a wedge prism, it being provided can, the polarization by a corresponding means for polarization change, such as to make a half-wave plate or by similar acting Elements.

Es besteht so nachträglich durch Auswertung der aufgenommenen Abbildungen die Möglichkeit, Rückschlüsse dahingehend zu ziehen, welche Bereiche eines Objektes phasenschiebend bzw. polarisationsdrehend wirken. Dies lässt somit Rückschlüsse dahingehend zu, ob Objektbereiche gegebenenfalls doppelbrechend sind, beispielsweise wenn sie polarisationsdrehend wirken oder aber unterschiedliche Brechungsindices bzw. unterschiedliche Dicken bei dem Objekt vorliegen, wenn diese Objektbereiche als phasenschiebend erkannt werden.It is so belated by evaluating the pictures taken the possibility Conclusions to that effect to draw which areas of an object phase-shifting or polarization-rotating Act. This leaves thus conclusions to that effect to whether object areas are birefringent if necessary, for example they act polarization-rotating or different refractive indices or different thicknesses in the object, if these object areas be recognized as phase-shifting.

Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die vorgenannte zweite Serie von Abbildern aufgenommen wird, wenn die Teilstrahlen in dem Interferometer unpolarisiert oder gleich polarisiert sind gegenüber einer Aufnahme der ersten Serie, wo die Teilstrahlen im Interferometer linear polarisiert sind, insbesondere wobei beide Teilstrahlen senkrecht zueinander polarisiert sind. Dies schließt bei der Aufnahme der zweiten Serie aus, dass sich Effekte ergeben, die gegebenenfalls auf polarisiertes Licht zurückzuführen sind.in this connection it may be provided that the aforementioned second series of images is received when the partial beams in the interferometer unpolarized or are polarized opposite to a recording of the first Series, where the partial beams in the interferometer linearly polarized are, in particular wherein both partial beams perpendicular to each other are polarized. This concludes when recording the second series, that effects occur which may be due to polarized light.

Eine Änderung von polarisiertem Licht in den Teilstrahlen des Interferometers zu unpolarisiertem Licht in den Teilstrahlen des Interferometers kann beispielsweise durch entsprechende Auswahl der Vorrichtung zur Strahlteilung erreicht werden. Beispielsweise können Strahlteilerwürfel eingesetzt werden, die polarisierend bzw. nicht polarisierend wirken. Derartige Strahlteilerwürfel können sodann mittels eines Verschiebemechanismus ausgetauscht werden, um das Interferometer auf polarisierten bzw. unpolarisierten Betrieb umzustellen.A change of polarized light in the sub-beams of the interferometer to unpolarized light in the sub-beams of the interferometer For example, by appropriate selection of the device be achieved for beam splitting. For example, beam splitter cubes can be used be polarizing or not polarizing effect. such Beam splitter cube can then be replaced by means of a displacement mechanism, around the interferometer on polarized or unpolarized operation convert.

In dieser vorgenannten Anordnung kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Teilstrahlen gegenüber einer Justage, bei der diese exakt parallel zueinander verlaufen, derart justiert werden, dass die Teilstrahlen aus den Interferometerarmen in der Vorrichtung zur Strahlzusammenführung unter einem Winkel ungleich 0 überlagert sind. Hierdurch kann sich in der Ebene des zu beobachtenden Objektes, welches sich außerhalb des Interferometers befindet, ein Strahlversatz ergeben, wobei es sodann vorgesehen sein kann, dass im Strahlengang nach dem zu beobachtenden Objekt eine Vorrichtung zur Kompensation dieses Strahlversatzes angeordnet ist, um die beiden versetzten Strahlen wieder aufeinanderzuführen. Es besteht so die Möglichkeit, eine sogenannte differentielle Interferenzmikroskopie durchzuführen, da beide Teilstrahlen das Objekt an unterschiedlichen Orten durchleuchten und anschließend wieder überlagert werden, so dass insbesondere Brechungsindexänderungen oder Dickenänderungen, mithin große Gradienten dieser Parameter in dem erzeugten Abbild dargestellt werden können.In This aforementioned arrangement may also be provided, for example be that the partial beams compared to an adjustment in which these are exactly parallel to each other, adjusted in such a way that the partial beams from the interferometer arms in the device for beam merging under superimposed on an angle other than 0 are. As a result, in the plane of the object to be observed, which is outside of the interferometer, give a beam offset, where it can then be provided that in the beam path after the observed Object a device for compensation of this beam offset is arranged to bring the two staggered beams back together. It so there is the possibility of a to perform so-called differential interference microscopy, since Both partial beams illuminate the object at different locations and subsequently superimposed again be such that in particular refractive index changes or changes in thickness, therefore great Gradients of these parameters are shown in the generated image can be.

Hierbei kann es insbesondere für eine Vereinfachung der Justage vorgesehen sein, dass nach der Beleuchtungsvorrichtung und vor dem Interferometer ein zumindest temporär angeordnetes Maskenelement vorgesehen ist, welches einen von der Beleuchtungsvorrichtung emitierten Lichtstrahl über dessen Querschnitt räumlich in der Intensität moduliert. Beispielsweise kann es sich bei einem solchen Maskenelement um ein optisches Gitter oder Lochblenden oder eine ähnliche Maske handeln. Eine derartige Maske bewirkt, dass in der Abbildung des Objektes ebenso die Maskenstruktur sichtbar wird, wobei sich bei ungenügender Justage zwei Abbildungen der Masken bezogen auf die beiden unvollständig überlagerten Teilstrahlen ergeben, so dass für eine optimale Justage und Anpassung der Verkippung der beiden Teilstrahlen und der Vorrichtung zur Kompensation der Verkippung die beiden Teilstrahlen auf einfache Weise aufeinander justiert werden können, nämlich dadurch, dass die beiden separaten Maskenbilder zur Deckung gebracht werden. Für die sodann eigentliche Untersuchung kann es vorgesehen sein, dass das Maskenelement aus dem Strahlengang herausgekippt wird, so dass dieses die Mikroskopieuntersuchung nicht weiter stört.It may be provided in particular for a simplification of the adjustment that after the at least temporarily arranged mask element is provided in the illumination device and in front of the interferometer, which spatially modulates the intensity of a light beam emitted by the illumination device over its cross section. For example, such a mask element may be an optical grating or pinhole or a similar mask. Such a mask causes the mask structure to become visible in the image of the object as well, with two images of the masks relative to the two incompletely superimposed partial beams resulting in insufficient adjustment, so that for optimum adjustment and adaptation of the tilting of the two partial beams and the Device for compensating the tilting the two partial beams can be adjusted to each other in a simple manner, namely the fact that the two separate mask images are brought to coincide. For the actual investigation, it may be provided that the mask element is tilted out of the beam path, so that it does not disturb the microscopy examination further.

Bei dieser vorbeschriebenen Anordnung ist wie eingangs genannt das beleuchtete Objekt sowie die Mikroskopanordnung, d.h. Kondensor und Objektiv, im Strahlengang nachgeschaltet zum Interferometer angeordnet.at this above-described arrangement is as mentioned at the beginning of the illuminated Object as well as the microscope arrangement, i. Condenser and lens, arranged downstream of the interferometer in the beam path.

Die Anordnung aus Beleuchtungsvorrichtung und Interferometer kann somit als eine spezielle erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung verstanden werden, die gegebenenfalls auch mit üblichen klassischen Durchlichtmikroskopen zum Einsatz kommen kann. Es kann demnach eine Vorrichtung, umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Interferometer, verwendet werden, um den Objektträger eines üblichen Mikroskops zu beleuchten, wobei hier insbesondere durch die Interferometeranordnung und die darin vorgesehenen Mittel zur Phasenschiebung und Polarisationsdrehung auf einfache Art und Weise die Einstellung einer gewünschten, z.B. der zirkularen Polarisation bei dem beleuchteten Licht ermöglichen.The Arrangement of lighting device and interferometer can thus as a special lighting device according to the invention be understood, if necessary, also with conventional classical transmitted light microscopes can be used. It can therefore be a device comprising a lighting device and an interferometer, are used around the slide a usual one Illuminate microscope, in which case in particular by the interferometer and the means for phase shift and polarization rotation provided therein in a simple way the setting of a desired, e.g. allow the circular polarization in the illuminated light.

In einer anderen bevorzugten und alternativen Anordnung eines erfindungsgemäßen Mikroskops kann es vorgesehen sein, dass in beiden Teilstrahlengängen des Interferometers vor einer Strahlzusammenführung jeweils eine Mikroskopoptik angeordnet ist, wobei in einer Mikroskopoptik ein zu beobachtendes Objekt und in die andere Mikroskopoptik ein Referenzobjekt einsetzbar ist. Es erfolgt hier demnach eine Strahlenzusammenführung der beiden Teilstrahlen des Interferometers erst, nachdem die beiden Teilstrahlen jeweils eine zugehörige Mikroskopoptik durchlaufen haben. Es erfolgt somit eine Interferenz dieser Teilstrahlen in einem Bereich nach dem Interferometer, so dass eine Änderung der Interferenz unmittelbar beeinflusst werden kann durch ein Objekt, welches sich in einer der Mikroskopoptiken des einen Teilstrahles des Interferometers befindet.In another preferred and alternative arrangement of a microscope according to the invention It can be provided that in both partial beam paths of the Interferometers before a beam merger each have a microscope optics is arranged, wherein in a microscope optics to be observed Object and in the other microscope optics a reference object can be used is. There is thus a beam combination of the two partial beams of the interferometer only after the two Partial beams each one associated Have undergone microscope optics. There is thus an interference these sub-beams in an area after the interferometer, so that a change the interference can be directly influenced by an object, which is in one of the microscope optics of a sub-beam of the interferometer is located.

Hierbei wird, wie vorgenannt unter der Mikroskopoptik im Wesentlichen wiederum Kondensor und Objektiv sowie ein Objektträger zur Aufnahme eines Objektes verstanden. Erfindungsgemäß ist es dabei vorgesehen, dass nur einer der Objektträger in den beiden Mikroskopoptiken der beiden Teilstrahlen ein Objekt trägt, so dass der jeweils andere Objektträger lediglich als Referenzobjekt dient, so dass grundsätzlich beide Teilstrahlen, abgesehen von dem Objekt, identisch beeinflusst werden hinsichtlich Polarisation, Phasenschiebung und Amplitudenänderung und somit klar ist, dass eine Änderung in der Interferenz/der Polarisation auf das Objekt selbst zurückzuführenist.in this connection is, as previously mentioned under the microscope optics in turn substantially Condenser and lens, and a slide for receiving an object Understood. It is according to the invention provided that only one of the slides in the two microscope optics the two partial beams carries one object, so that the other one Slides only serves as a reference object, so that basically both partial beams, apart from the object, be influenced identically with regard to Polarization, phase shift and amplitude change and thus it is clear that a change in the interference / polarization is due to the object itself.

Alternativ kann hier auch nur eine Mikroskopoptik in einem der Interferometerarme zum Einsatz kommen, d.h. die Mikroskopoptik mit dem Refrenzobjekt kommt in Entfall. Um hier einen Einfluß der Mikroskopoptik bei der Auswertung auszuschließen, kann es vorgesehen sein, zunächst wenigsten ein Nullbild aufzunehmen, dass ein Bild ohne Objekt. Diese Nullbild kann dann von späteren Aufnahmen mit Objekt abgezogen/subtrahiert werden, um den Einfluss der Mikroskopoptik in den Bildern zu eliminieren.alternative can also be just a microscope optics in one of the interferometer arms are used, i. the microscope optics with the reference object comes in dispensing. To here an influence of microscope optics in the Exclude evaluation can it should be provided, first At least take a null image that a picture without an object. These Nullimage can then be of later Images taken with object subtracted / subtracted to influence to eliminate the microscope optics in the images.

Diese Anordnungen können beispielsweise so justiert werden, dass sich nach der Strahlenzusammenführung durch entsprechende Auswahl der Polarisation in den beiden Teilstrahlen und Einflussnahme auf die relative Phase der Teilstrahlen zueinander am Ausgang des Interferometers ein definiert polarisiertes, z.B. zirkulares Licht ergibt, welches wiederum, wie auch bei der ersten Ausführung, mittels einer Analysatoranordnung, beispielsweise aus Lambdaviertelplatte und Linearpolarisator, vollständig gefiltert bzw. geblockt werden kann, so dass sich außerhalb des Interferometers eine dunkle Abbildung bei der Beobachtung durch das Auge des Betrachters oder eine Kamera ergibt.These Arrangements can For example, be adjusted so that after the beam merger corresponding selection of the polarization in the two partial beams and influencing the relative phase of the partial beams to each other at the output of the interferometer, a defined polarized, e.g. gives circular light, which in turn, as in the first Execution, by means of an analyzer arrangement, for example from lambda quarter plate and linear polarizer, completely can be filtered or blocked, so that outside of the interferometer a dark picture in the observation through the eye of the beholder or a camera results.

Ändert nun ein Objekt in der Objektebene einer der beiden Mikroskopanordnungen in dem einen Teilstrahl durch eine optisch aktive Wirkung, d.h. entweder durch eine Polarisationsdrehung oder eine Phasenschiebung diese ausgewählte, z.B. zirkulare Polarisation außerhalb des Interferometers nach der Überlagerung der Teilstrahlen in eine geänderte, z.B. elliptische Polarisation, so können derart polarisierte Anteile den vorbeschriebenen Analysator passieren und zu einem Abbild des Objektes in der Kamera oder im Auge des Betrachters führen, da über den Querschnitt betrachtet, unterschiedliche Bereiche des Objektes zu unterschiedlich starken Abweichungen von der gewählten, z.B. zirkularen Polarisation führen. Es ergibt sich somit auch bei dieser Anordnung eine Überlagerung von Interferenz und Polarisationskontrastbildern, so dass äquivalent mit dem vorbeschriebenen Verfahren auch bei dieser Anordnung durch verschiedene Messserien, bei denen zum einen die Polarisation zwischen verschiedenen Aufnahmen geändert wird und zum anderen die Phasenverschiebung zwischen verschiedenen Aufnahmen geändert wird, Rückschlüsse darauf zulässt, ob die untersuchten Strukturen phasenschiebend oder polarisationsdrehend sind.Now, an object in the object plane of one of the two microscope arrangements in the one partial beam by an optically active effect, ie either by a polarization rotation or a phase shift this selected, eg circular polarization outside of the interferometer after the superposition of the partial beams in a modified, eg elliptical polarization , such polarized components can pass through the above-described analyzer and lead to an image of the object in the camera or in the eye of the observer, as viewed over the cross section, different areas of the object to different degrees of deviations from the selected, eg circular polarization to lead. This results in a superimposition of interference and polarization contrast images, so that equivalent to the above-described method in this arrangement by different series of measurements, on the one hand, the polarization between different recordings is changed and on the other changed the phase shift between different recordings conclusions can be drawn as to whether the investigated structures are phase-shifting or polarization-rotating.

Insbesondere bei einer optischen Aktivität, die auf eine Doppelbrechung von Objektbereichen zurückzuführen ist, ist es bekannt, dass die Stärke der Doppelbrechung abhängig davon ist, wie eine lineare Polarisation bei einem beleuchtenden Licht relativ zu der doppelbrechenden Struktur orientiert ist. Die Stärke der polarisationsdrehenden Wirkung eines derartigen doppelbrechenden Bereichs ist somit abhängig von der Richtung der linearen Polarisation bei der Beleuchtung.Especially at an optical activity, the is due to a birefringence of object areas, it is known that the strength of Birefringence dependent of which is how a linear polarization in an illuminating Light is oriented relative to the birefringent structure. The Strength the polarization-rotating effect of such birefringent Range is thus dependent from the direction of linear polarization in illumination.

Um einen derartigen Effekt ausmessen zu können, kann es verfahrensmäßig vorgesehen sein, dass in beiden Interferometerarmen, d.h. beiden Teilstrahlen des Interferometers jeweils Mittel zur Änderung der Polarisation des jeweils linear polarisierten Lichtes vorgesehen ist, insbesondere wobei es vorgesehen sein kann, dass in den beiden Teilstrahlen die linearen Polarisationen senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Verfahrensgemäß können dann z.B. durch eine Wirkverbindung von zwei Mitteln zur Polarisationsbeeinflussung in den beiden jeweiligen Teilstrahlen betragsmäßig die gleichen Beträge einer Polarisationsänderung eingestellt werden, wobei jeweils immer die Polarisationen in den Teilstrahlen nach den polarisationsändernden Mitteln, wie z.B. Lambdahalbeplatten, bevorzugt weiterhin senkrecht zueinander stehen, bzw. die bei einer Änderung die relative Lager der Polarisationen in den Teilstrahlen erhalten bleibt und durch eine entsprechende Phasenschiebereinstellung unabhängig von der eingestellten Polarisationsrichtung eines Teilstrahles am Ausgang des Interferometers immer wieder das gewünscht polarisierte, z.B. zirkular polarisiertes Licht erhalten wird.Around To be able to measure such an effect, it can be procedurally provided be that in both interferometer arms, i. two partial beams each of the interferometer means for changing the polarization of the is provided in each case linearly polarized light, in particular wherein it can be provided that in the two partial beams linear polarizations are aligned perpendicular to each other. According to the method, then e.g. by an operative connection of two polarization-influencing means In terms of magnitude, the same amounts of a polarization change in the two respective sub-beams be set, each always the polarizations in the Partial beams after the polarization changing means, e.g. Half wave plates preferably continue to be perpendicular to each other, or in a change get the relative bearings of the polarizations in the sub-beams remains independent of a corresponding phase shifter setting the set polarization direction of a partial beam at the output the interferometer repeatedly the desired polarized, e.g. circular polarized light is obtained.

Dies bedeutet, dass unabhängig von der Einstellung der polarisationsändernden Mittel in den Teilstrahlen bei einer erfassenden Kamera bzw. bei dem Auge des Betrachters ohne Berücksichtigung eines beobachteten Objektes immer ein dunkles Bild aufgrund der filternden Wirkung des vorbeschriebenen Analysators entsteht, welcher die gewünschte Polarisation, z.B. rein zirkular polarisiertes Licht blockiert. Durch die Änderung der linearen Polarisation in den beiden Interferometerarmen wird dabei jedoch die Ausrichtung der linearen Polarisation relativ zu einem betrachteten Objekt geändert, so dass in Abhängigkeit von der Änderung der linearen Polarisation desjenigen Lichtes, welches das Objekt in einem der Interferometerarme beleuchtet, eine Serie von Abbildungen des Objektes, z.B. mittels einer Kamera aufgenommen werden kann, um die Stärke der doppelbrechenden Wirkung in Abhängigkeit des Winkels der linearen Polarisation relativ zum Objekt auszumessen. So können doppelbrechende Strukturen, insbesondere hinsichtlich ihrer Ausrichtung in der Probe, näher untersucht werden, ohne dass die Probe selbst bewegt werden muss.This means that independent from the setting of the polarization changing means in the sub-beams with a capturing camera or with the eye of the observer without consideration of an observed object getting a dark picture due to the filtering effect of the above-described analyzer arises, which the desired Polarization, e.g. purely circularly polarized light blocked. By the change of the linear polarization in the two interferometer arms However, the orientation of the linear polarization relative to changed a viewed object, so that in dependence from the change the linear polarization of that light which is the object lit in one of the interferometer arms, a series of pictures of the object, e.g. can be recorded by a camera, about the strength the birefringent effect as a function of the angle of the linear Measure polarization relative to the object. So can be birefringent Structures, in particular their orientation in the sample, examined more closely without having to move the sample itself.

Hierfür ist es wie vorbeschrieben bevorzugt vorgesehen, dass die Mittel zur Polarisationsbeeinflussung untereinander wirkverbunden sind, beispielsweise derart, dass eine Drehung eines polarisationsändernden Elementes in einem der Interferometerarme automatisch zu einer Drehung des anderen polarisationsändernden Elementes um den gleichen Betrag in dem anderen Interferometerarm führt. Eine solche Wirkverbindung kann z.B. durch ein Getriebe mit einer 1 zu 1 Übersetzung realisiert sein.This is it as described above, it is preferably provided that the means for influencing the polarization are operatively connected to each other, for example, such that a Rotation of a polarization-changing Element in one of the interferometer arms automatically to a rotation the other polarization-changing Element by the same amount in the other interferometer leads. A such active compound may e.g. through a gear with a 1 to 1 translation be realized.

Auch bei dieser Anordnung kann es vorgesehen sein, vergleichende Aufnahmen von Abbildungen durchzuführen, um Abbildaufnahmen mit einer polarisierten Beleuchtung eines Objektes gegenüber Abbildungen mit einer unpolarisierten Beleuchtung eines Objektes gegenüberstellen zu können. Auch hier kann es vorgesehen sein, einen Strahlteiler am Eingang eines Interferometers entweder polarisierend bzw. nicht polarisierend auszubilden und derartige Strahlteiler, beispielsweise als Strahlteilerwürfel auszubilden und mittels eines Verschiebemechanismus gegeneinander zu ersetzen. Neben den vorgenannten Ausführungen kann es grundsätzlich vorgesehen sein, hier nicht nur zirkulare Polarisation bei den überlagerten Strahlen außerhalb des Interferometers zu analysieren, sondern gegebenenfalls jede beliebige Art der Polarisation durch entsprechende Auswahl bzw. Einstellung einer Analysatoranordnung, wie beispielsweise einer Lamdaviertelplatte und eines Linearpolarisators.Also In this arrangement, it may be provided comparative photographs to perform pictures to capture images with a polarized illumination of an object opposite pictures face with an unpolarized illumination of an object to be able to. Again, it may be provided, a beam splitter at the entrance an interferometer either polarizing or non-polarizing form and such beam splitter, for example, form as a beam splitter cube and to replace each other by means of a displacement mechanism. In addition to the aforementioned versions it can basically be provided here not only circular polarization in the superimposed Rays outside analyze the interferometer, but optionally any Type of polarization by appropriate selection or setting an analyzer arrangement, such as a Lamdaviertelplatte and a linear polarizer.

Ein derartiges Mikroskop der vorgenannten Art gemäß der ersten oder auch der zweiten Alternative oder jeder anderen erfindungsgemäßen Anordnung kann sich bevorzugt dadurch auszeichnen, dass die optischen Elemente zur Beeinflussung des Strahlenganges oder die Mittel zur Änderung der Polarisation und/oder die Mittel zur Änderung der relativen Phase mittels jeweils wenigstens eines Aktuators justierbar sind. Es ergibt sich so die Möglichkeit, beispielsweise bei umlenkenden Spiegeln, Aktuatoren vorzusehen bezüglich wenigstens zweier Achsen, um eine automatische Justierbarkeit zu ermöglichen. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die Mittel zur Änderung der Polarisation, wie beispielsweise Lamda-halbe-Platten, mittels Aktuatoren gezielt drehbar sind und dass Mittel zur relativen Phasenschiebung, wie beispielsweise Keilprismen, mittels Aktuatoren in den Strahlgang hinein- oder herausfahrbar sind.Such a microscope of the aforementioned type according to the first or the second alternative or any other arrangement according to the invention may preferably be characterized in that the optical elements for influencing the beam path or the means for changing the polarization and / or the means for changing the relative phase are each adjustable by means of at least one actuator. This results in the possibility, for example, with deflecting mirrors to provide actuators with respect to at least two axes to allow automatic adjustability. Likewise, it may be provided that the means for changing the polarization, such as lambda half-plates, are selectively rotatable by means of actuators and that means for relative phase shift, such as wedge prisms, by means of actuators in the beam path or can be moved out.

Hierbei wird es als besonders vorteilhaft empfunden, wenn das Mikroskop eine Steuerung aufweist, insbesondere eine Softwaresteuerung, die auf einer Datenverarbeitungsanlage realisiert ist, mittels der der gewünschte Parameter, wie z.B. Polarisation, Phasen oder Justierung automatisch einstellbar sind. So kann durch einen Benutzer einfacherweise, beispielsweise mittels einer Bedienoberfläche eines Programms, eine Auswahl von Parametern vorgenommen werden, die sodann durch die übergeordnete Steuerung und die Aktuatoren automatisch eingestellt werden. Insbesondere kann eine derartige Steuerung behilflich sein, um das Interferometer hinsichtlich der gewünschten Art der Interferenz zu justieren, welches erfahrungsgemäß manuell aufwendig ist. Hierbei kann gerade eine Auswertung der bei der Justage bewirkten Interferenzmuster durch die Aufnahme mittels einer nachgeschalteten Kamera ausgewertet werden, um so zu einer optimalen Justage zu kommen.in this connection It is especially beneficial when the microscope has a controller, in particular a software control on a data processing system is realized, by means of the desired parameter, such as. Polarization, phase or adjustment automatically adjustable are. So can by a user, for example, easily by means of a user interface of a Program, a selection of parameters are made, which then through the parent Control and the actuators are set automatically. Especially may help such control to the interferometer in terms of the desired To adjust the type of interference, which experience shows manually is expensive. Here is just an evaluation of the adjustment caused interference pattern by recording by means of a downstream Camera are evaluated, so come to an optimal adjustment.

Es besteht so auch weiterhin die Möglichkeit, mittels einer vorgenannten Steuerung einer Kamera, die bei Mikroskopanordnung vorgesehen sein kann, automatisch eine Folge von einzelnen Aufnahmen eines Objektes zu erfassen, insbesondere wobei zwischen zwei Aufnahmen eine automatische, insbesondere vorprogrammierte Änderung wenigstens eines Parameters, wie z.B. eine Änderung der Phase und eine Änderung der Polarisation vorgenommen wird. Der gesamte Messvorgang bzw. die Durchführung einer Messserie kann somit voll automatisch, insbesondere nach einer vorherigen Programmierung erfolgen, ohne dass ein Nutzer bei der Durchführung der mikroskopischen Untersuchung manuell eingreifen muss.It So there is still the possibility of using an aforementioned control of a camera, the microscope assembly can be provided automatically a sequence of individual shots to capture an object, in particular being between two shots an automatic, especially preprogrammed change at least one parameter, such as a change of phase and a change the polarization is made. The entire measurement process or the implementation a measurement series can thus fully automatically, in particular after a prior programming without a user being involved in the execution the microscopic examination must intervene manually.

In einer bevorzugten Anwendung der vorgenannten Mikroskopanordnungen kann es vorgesehen sein, dass eine Justage des Interferometers derart erfolgt, dass die überlagerten Teilstrahlen außerhalb des Interferometers ein Interferenzstreifenmuster ausbilden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die beiden Teilstrahlen aus den Interferometerarmen unter einem leichten Winkel zueinander justiert werden, so dass sich winkelabhängig mehr oder weniger eng beieinanderliegende Interferenzstreifen ergeben.In a preferred application of the aforementioned microscope assemblies It may be provided that an adjustment of the interferometer in such a way done that superimposed Partial beams outside of the interferometer form an interference fringe pattern. This can be done, for example, that the two partial beams from the interferometer arms at a slight angle to each other be adjusted so that angle dependent more or less closely result in adjacent interference fringes.

Insbesondere bei einer Mikroskopanordnung, bei der ein Mikroskobjektiv mit einem zu betrachtenden Objekt innerhalb eines Interferometerarmes, d.h. eines Teilstrahlenweges angeordnet ist, wird es sodann zu einer lateralen Verzerrung des Interferenzstreifenmusters kommen, wenn ein Objekt in der Objektebene der Mikroskopanordnung vorhanden ist. Ist kein Objekt vorhanden, so ergeben sich bei idealer Justage der Anordnung lediglich gerade ausgerichtete Interferenzstreifen. Eine laterale Verzerrung der Interferenzstreifen kann also dahingehend ausgewertet werden, dass ein Objekt in der Objektebene vorhanden ist, wobei hier zu berücksichtigen ist, dass in dem zweiten Interferometerarm ein Referenzobjekt vorhanden ist, welches beispielsweise lediglich aus einem leeren Objektträger besteht, oder – wie vorgenannt – ein Nullbild berücksichtigt wird.Especially in a microscope arrangement, in which a microscope objective with a object to be viewed within an interferometer arm, i. is arranged a partial beam path, it then becomes a lateral distortion of the interference fringe pattern come when an object is present in the object plane of the microscope arrangement. If there is no object, the ideal adjustment will result Arrangement only straight aligned interference fringes. A Lateral distortion of the interference fringes may therefore be so be evaluated that an object exists in the object plane is taking into account here in that there is a reference object in the second interferometer arm is, for example, which consists only of an empty slide, or - as mentioned above - a null image is taken into account.

Dies Überprüfung kann auch bei einer exakt parallelen Justage der Teilstrahlen bei der Überlagerung erfolgt, wenn diese so justiert werden, dass z.B. negative Interferenz über die ganze Bildebene auftritt, wenn kein Objekt vorhanden ist. Stört ein Objekt die Interferenz, so kommt es zu helleren Bildanteilen, was Rückschlüsse zulässt auf die Existenz eines Objektes im Objektträger. Diese Verfahren ist ebenso analog und äquivalent möglich, wenn maximal positive Interferenz einjustiert wird.This review can even with an exactly parallel adjustment of the partial beams in the overlay when adjusted so that e.g. negative interference over the entire image plane occurs when there is no object. Does an object interfere with that? Interference, so it comes to brighter image portions, which allows conclusions on the existence of an object in the slide. This procedure is also analogous and equivalent possible, if maximum positive interference is adjusted.

Es kann somit auf Grund dieser Erkenntnis ein Verfahren realisiert werden, bei dem beispielsweise automatisiert nacheinander Objektträger, beispielsweise mittels eines Scanverfahrens in die Objektebene eingefahren werden, um zu untersuchen, ob auf bzw. in einem Objektträger ein zu untersuchendes Objekt vorhanden ist oder ob es sich um einen leeren Objektträger handelt. So können beispielsweise automatisiert Scans durchgeführt werden, um die Belegung von Objektträgern, wie beispielsweise Mikrotiterplatten, festzustellen. Hierbei können eine Vielzahl von Objektträger z.B. auf einem Tisch angeordnet sein, der verfahrbar ist und so die Möglichkeit bietet nacheinander verschiedene Objektträger in die Objektebene des Mikroskopes zu fahren, z.B. mittels einer x-y-Schrittsteuerung.It Thus, a method can be realized on the basis of this knowledge in which, for example, automated successively slide, for example be retracted into the object plane by means of a scanning process, to investigate whether on or in a slide an object to be examined is present or whether it is an empty slide. So can For example, automated scans are performed to determine the occupancy from slides, such as microtiter plates, determine. This can be a Variety of slides e.g. be arranged on a table that is movable and so on the possibility provides successively different slides in the object plane of the To drive a microscope, e.g. by means of an x-y step control.

Wird somit beispielsweise mit einer Kamera ein ungestörtes Interferenz-(streifen)-muster festgestellt, so lässt dies auf eine Nichtbelegung des Objektträgers schließen, wohingegen ein gestörtes Interferenz-(streifen)-muster eine Belegung des Objektträgers mit einem Objekt anzeigt.Becomes Thus, for example, with a camera an undisturbed interference (streak) pattern found, so lets this suggests a non-occupancy of the slide, whereas a disturbed interference (streak) pattern an assignment of the slide with an object displays.

Hierbei wird es als besonders vorteilhaft empfunden, dass eine Veränderung der Interferenz selbst dann vorkommt, wenn sich ein beobachtetes Objekt nicht exakt in der Brennebene des Objektives einer Mikroskopanordnung befindet und somit keine scharfe Abbildung des Objektes bei dieser Überprüfung erfolgt. Es kann sodann ergänzend auch vorgesehen sein, dass bei der Feststellung, dass ein Objekt im Objektträger vorhanden ist, die Mikroskopanordnung hinsichtlich der Lage des Objektives durchgefahren wird, um unterschiedliche Ebenen im Objektträger, wie beispielsweise bei Mikrotiterplatten, durchzufahren und so verschiedene Ebenen des Objektträger mikroskopisch zu untersuchen, wenn eine Belegung des Objektträgers zuvor festgestellt wurde. Es können so beispielsweise automatisierte Mikroskopieuntersuchungen an beliebigen Anzahlen von Objektträgern durchgeführt werden.In this case, it is found to be particularly advantageous that a change in the interference occurs even if an observed object is not located exactly in the focal plane of the objective of a microscope arrangement and thus no sharp imaging of the object takes place in this review. It can then additionally be provided that, when determining that an object is present in the slide, the microscope arrangement is traversed with respect to the position of the objective in order to drive through different levels in the slide, such as microtiter plates, and so microscopically different levels of the slide to investigate if one Occupancy of the slide was previously determined. For example, automated microscopy examinations can be performed on any number of slides.

Durch dieses Verfahren besteht auch die Möglichkeit, bewegte Objekte, auf oder in einem Objektträger zu verfolgen. Hierfür kann eine Rückkopplung vorgesehen sein, von einem Detektor bzw. einer Kamera zu einer Translationsvorrichtung für den Objektträger wenigstens in X-Y, bevorzugt in X-Y-Z-Ebene, um das bewegte Objekt im Sehfeld oder Fokus zu halten.By this method also allows moving objects, on or in a microscope slide to pursue. Therefor can be a feedback be provided, from a detector or a camera to a translation device for the slides at least in X-Y, preferably in the X-Y-Z plane, around the moving object in the field of view or to keep focus.

Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Mikroskopanordnung bzw. des Verfahrens sind beispielsweise im Bereich der Krebsforschung, Stammzellenforschung oder auch der Immunologie zu sehen. Insbesondere Proteine, die in Stammzellen oder Viren vorkommen, können mittels Interferenzeffekten und der erfindungsgemäßen Anordnung mit hohen Kontrasten nachgewiesen werden.field of use the microscope assembly according to the invention or the method are, for example, in the field of cancer research, Stem cell research or even immunology. Especially Proteins that occur in stem cells or viruses can be detected by means of Interference effects and the inventive arrangement with high contrasts be detected.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind den Figuren dargestellt. Es zeigen:embodiments of the invention are shown in the figures. Show it:

1: Eine Ausführung mit Mikroskopanordnungen in jedem Interferometerarm 1 : An embodiment with microscope assemblies in each interferometer arm

2: Eine Ausführung wie in 1, aber nur mit einer Mikroskopanordnung in einem der Interferometerarme 2 : An execution as in 1 but only with a microscope arrangement in one of the interferometer arms

3: Eine Ausführung mit einer Mikroskopoptik ausserhalb des Interferometers; 3 : An embodiment with a microscope optics outside the interferometer;

4: Eine Ausführung wie in 2, aber mit zueinander verkippten Teilstrahlengängen des Interferometers; 4 : An execution as in 2 but with mutually tilted partial beam paths of the interferometer;

5: Bilddarstellung eines Mausfibroplast 5 Image of a mouse fibroplast

Die 1 zeigt einen Mikroskopaufbau, bei dem in jedem Arm des Interferometers eine Mikroskopanordnung vorgesehen ist. Hierbei dient eine Mikroskopanordnung zur Beobachtung eines Objektes und die andere zur Berücksichtigung eines Referenzobjekts, damit die Strahlengänge in beiden Interferometerarmen bis auf das beobachtete Objekt identisch sind.The 1 shows a microscope assembly in which a microscope assembly is provided in each arm of the interferometer. Here, a microscope arrangement for observing an object and the other for the consideration of a reference object, so that the beam paths are identical in both interferometer arms except for the observed object.

Durch die Lichtquelle 1 wird Licht erzeugt, z.B. mittels einem thermischen Leuchtmittel, wie Halogen-, Quecksilberdampf-, Xenondampf-, Natriumdampf-Leuchte oder mittels eines Lasers, wie z.B. Diodenlaser, Gaslaser, Festköperlaser, durchstimmbarer Diodenlaser, Optisch parametrischer Oszillator. Die Anwendung eines Laser hat dabei den Vorteil einer höheren Kohärenzlänge, so dass die Längenanpassung in den Interferometerarmen unkritischer ist als z.B. bei Thermischen Leuchtmitteln. Insbesondere bei letzteren wird die Länge der beiden Interferometerarme exakt identisch eingestellt, zumindest innerhalb der jeweils zu berücksichtigenden Kohärenzlänge.By the light source 1 light is generated, for example by means of a thermal light source, such as halogen, mercury vapor, xenon vapor, sodium vapor lamp or by means of a laser, such as diode laser, gas laser, solid state laser, tunable diode laser, optical parametric oscillator. The use of a laser has the advantage of a higher coherence length, so that the length adjustment in the interferometer arms is less critical than, for example, in thermal light sources. Especially in the case of the latter, the length of the two interferometer arms is set exactly identically, at least within the respective coherence length to be considered.

Nach der Lichtquelle 1 kann im Strahlengang eine Aufweitungs- oder Kollimationsoptik 2 vorgesehen sein, z.B. ein Teleskop zum Aufweiten des Lichtbündels, z.B. der Laserstrahlung. Hierbei kann ein Raumfilter im Teleskop angeordnet sein, z.B. durch ein Pinhole im Fokus des Teleskops. Alternativ kann ein Kollektor zum Bündeln von Licht thermischer Quellen vorgesehen sein.After the light source 1 can in the beam path an expansion or collimation optics 2 be provided, for example, a telescope for expanding the light beam, for example, the laser radiation. In this case, a spatial filter can be arranged in the telescope, for example by a pinhole in the focus of the telescope. Alternatively, a collector may be provided for bundling light from thermal sources.

Im Strahlengang folgt sodann am Eingang zum Interferometeraufbau ein Strahlteiler 3, der als Strahlteilerwürfel ausgebildet sein kann mit a) polarisierender Wirkung für polarisationsoptische Messungen (Doppelbrechung und optische Aktivität im Objekt, Erzeugung des Polarisationskontrastes)) oder b) nicht polarisierender Wirkung für interferometrische Messungen (Brechungsindex, Dicke, optische Dichte, Gangunterschiede, Phasengrenzen, Erzeugung des Interferenzkontrastes und eines Interferenzstreifenmusters), insbesondere bei denen Polarisationseffekte ausgeschlossen werden sollen. Das gleiche Bauteil 3 kann am Ausgang des Interferometers zu Zusammenführung der beiden Teilstrahlen des Interferometers dienen.In the beam path then follows at the entrance to the interferometer a beam splitter 3 , which can be formed as a beam splitter cube with a) polarizing effect for polarization optical measurements (birefringence and optical activity in the object, generation of polarization contrast)) or b) non-polarizing effect for interferometric measurements (refractive index, thickness, optical density, path differences, phase boundaries, generation the interference contrast and an interference fringe pattern), in particular in which polarization effects are to be excluded. The same component 3 can serve at the output of the interferometer to bring together the two sub-beams of the interferometer.

Durch den Strahlteiler 3 wird der Lichtstrahl I aufgespalten in die beiden Teilstrahlen II und III, die z.B. senkrecht zueinander polarisiert sein können, oder bei nicht polarisierenden Strahlteilern 3 keine Polarisation aufweisen. Beide Teilstrahlen II und III durchlaufen in den Interferometerarmen bis zur Zusammenführung im In der Vorrichtung zur Strahlzusammenführung 3 am Ausgang des Interferometers dieselbe Weglänge, zumindest bis auf die Kohärenzlänge genau.Through the beam splitter 3 is the light beam I split into the two partial beams II and III, which may be polarized, for example, perpendicular to each other, or non-polarizing beam splitters 3 have no polarization. Both partial beams II and III pass through the interferometer arms until they are brought together in the device for beam convergence 3 at the output of the interferometer the same path length, at least to the coherence length exactly.

Nach der Strahlaufteilung folgt in jedem der Interferometerarme ein polarisationsoptisches Element 4, z.B. ein rotierbares, insbesondere automatisch rotierbares polarisationsoptisches Element 4 um linear oder zirkular zu polarisieren oder um die eingestrahlte Polarisation zu drehen. Es kann sich z.B. um ein Polaroid, Polarisationsprisma (Rochon, Glen-Thomson, Wollaston, ...), ein Gitter, eine Lambda-Halbe Platte, Lambda-Viertel Platte, Flüssigkristallfilter für die Messung von statistisch in der Probeverteilten doppelbrechenden oder gerichteten oder optisch aktiven Strukturen oder Ähnliches handeln. Zur richtungsunabhängigen Untersuchung können die beiden Elemente 4 in den beiden Interferometerarmen Armen gekoppelt sein, z.B. um sie simultan durchstimmen zu können.After beam splitting, a polarization-optical element follows in each of the interferometer arms 4 , For example, a rotatable, in particular automatically rotatable polarization optical element 4 to polarize linearly or circularly or to rotate the incident polarization. It may be, for example, a polaroid, polarization prism (Rochon, Glen-Thomson, Wollaston, ...), a grid, a lambda-half plate, lambda-quarter plate, liquid crystal filter for the measurement of randomly distributed in the sample birefringent or directed or act optically active structures or the like. For direction-independent investigation, the two elements 4 be coupled in the two interferometer arms arms, for example, to be able to tune them simultaneously.

Zur Umlenkung, um die spätere Zusammenführung der Teilstrahlen II und III zu ermöglichen sind im Strahlengang Umlenkelemente 5 vorgesehen, z.B. 90° Umlenkspiegel, Prismen oder Oberflächenspiegel, jeweils mit Justagemöglichkeiten und/oder mit motorisierter Justagemöglichkeit (angetriebene Feingewindeschrauben). Durch die Umlenkelemente 5 lassen sich die Wellenfronten aus den beiden Interferometerarmen zueinander ausrichten, insbesondere zur Erzeugung eines Interferenzstreifenmusters.To the diversion, to the later together Guiding the partial beams II and III are in the beam path deflection 5 provided, eg 90 ° deflecting mirrors, prisms or surface mirrors, each with adjustment options and / or with motorized adjustment (driven fine-thread screws). By the deflection elements 5 The wavefronts from the two interferometer arms can be aligned with one another, in particular for generating an interference fringe pattern.

Im unteren Interferometerarm ist ein optisches Element 6 zur Einstellung der relativen Phasen zwischen den Teilstrahlen II und III vorgesehen. Es kann sich in einer Ausführung z.B. um einen Keilkompensator aus Glaskeilen (Quarz) handeln. Mit diesem Phasenschiebenden Element 6 kann z.B. der Interferenzkontrast durch den Gangunterschied bei unpolarisierten Teilstrahlen II und III verändert werden oder bei polarisierten Teilstrahlen II und III der Gangunterschied, um bei der Überlagerung der Teilstrahlen II und III am Ausgang des Interferometers eine gewünschte Polarisation einzustellen, insbesondere eine zirkulare Polarisation. Hierzu können bei einem Keilkompensator die Keile senkrecht zur optischen Achse auseinander gezogen oder ineinander geschoben werden, damit der der Glasweg kürzer oder länger wird. Alternativ können für das Element 6 z.B. auch Pockelszellen oder, Kerrzellen eingesetzt werden.In the lower interferometer arm is an optical element 6 provided for adjusting the relative phases between the partial beams II and III. In one embodiment, for example, it may be a wedge compensator made of glass wedges (quartz). With this phase-shifting element 6 For example, the interference contrast can be changed by the path difference in unpolarized partial beams II and III or in polarized partial beams II and III, the path difference to set at the superposition of the partial beams II and III at the output of the interferometer a desired polarization, in particular a circular polarization. For this purpose, in a wedge compensator, the wedges can be pulled apart perpendicular to the optical axis or pushed into each other, so that the glass path is shorter or longer. Alternatively, for the element 6 eg Pockels cells or, Kerr cells are used.

Im oberen Arm ist ein optisches Element 7 zur Kompensation der Wegverlängerung durch das Element 6 angeordnet. Hierdurch kann z.B. der Glasweg eines Keilkompensators kompensiert werden, so dass beide Interferometerarme dieselbe effektive optische Länge haben. Das Kompensationselement 7 ist bevorzugt aus demselben Material wie das phasenschiebende Element 6 zum Erhalt der Phasenbeziehung und der Kohärenz der Teilstrahlen. Z.B. kann es aus Quarzglas sein, wenn z.B. ein Keilkompensator aus Quarzglas beim Element 6 eingesetzt wird.The upper arm is an optical element 7 to compensate for the path extension through the element 6 arranged. As a result, for example, the glass path of a wedge compensator can be compensated so that both interferometer arms have the same effective optical length. The compensation element 7 is preferably of the same material as the phase-shifting element 6 to preserve the phase relationship and the coherence of the sub-beams. For example, it may be made of quartz glass, for example if a wedge compensator made of quartz glass at the element 6 is used.

In beiden Teilstrahlengängen des Interferometers folgt noch vor dem Element 3 zur Strahlzusammenführung je eine Mikroskopanordnung, umfassend einen Kondensor 10, z.B. eine Sammellinse oder Linsenanordnung zur Bündelung des Beleuchtungslichtes auf die Probe bzw. das zu beobachtende Objekt und ein Objektiv 11, z.B. ebenfalls eine Linse oder Linsenanordnung, z.B. ein Trockenobjektiv, Wasserimmersions-, Ölimmersionsobjektiv). Diese Objektiv erzeugt ein reelles Zwischenbild hinter der Strahlzusammenführung 3, z.B. im Tubus der Mikroskopanordnung.In both partial beam paths of the interferometer follows in front of the element 3 for beam convergence, each a microscope assembly comprising a condenser 10 , For example, a converging lens or lens arrangement for focusing the illumination light on the sample or the object to be observed and a lens 11 , eg also a lens or lens arrangement, eg a dry objective, water immersion, oil immersion objective). This lens produces a real intermediate image behind the beam merge 3 , eg in the tube of the microscope arrangement.

Zwischen Kondensor und Objektiv befindet sich im unteren Interferometerarm mit dem Teilstrahl II ein Objektträger 8 mit einem zu beobachtenden Objekt und im oberen Teilstrahl III ein Referenzobjekt 9, welches z.B. lediglich denselben Objektträger umfassen kann, jedoch ohne Objekt. So ist sichergestellt, dass beide Teilstrahlengänge bis auf das zu untersuchende Objekt identisch sind.Between condenser and lens is located in the lower interferometer with the partial beam II a slide 8th with an object to be observed and in the upper sub-beam III a reference object 9 which may, for example, only comprise the same slide, but without an object. This ensures that both partial beam paths are identical except for the object to be examined.

Beide Teilstrahlen II und III werden in der Anordnung zur Strahlzusammenführung 3 wieder überlagert und anschließend durch eine Optik 12, z.B. eine Linse für ein unendlich korrigiertes Mikroskop, auf einen Detektor 14 abgebildet. Der Detektor kann z.B. als Kamera mit CCD oder CMOS- Chip oder als Photomultiplier, Photodiode, Videokamera, Digitalkamera ausgebildet sein.Both sub-beams II and III are in the arrangement for beam merging 3 superimposed again and then through an optic 12 , For example, a lens for an infinitely corrected microscope on a detector 14 displayed. The detector can be designed, for example, as a camera with CCD or CMOS chip or as a photomultiplier, photodiode, video camera, digital camera.

Vor dem Detektor 14 oder alternativ dem Okular für das Auge eines Betrachters kann eine Anordnung zur Polarisationsfilterung angeordnet sein, die z.B. eine gewünschte Polarisation filtert, d.h. blockt, z.B. kann die Anordnung so eingestellt sein, dass zirkular oder linear polarisiertes Licht nicht passieren kann. Hierfür kann eine Kombination aus einer Lambda-Viertel-Platte 13 und eines Linear-Polarisators 4 eingesetzt werden. Ebenso kann es sich um ein Flüssigkristallfilter, insbesondere ein elektronisch programmierbares Flüssigkristallfilter oder ein Prisma handeln.In front of the detector 14 or alternatively, the eyepiece for the eye of a viewer may be arranged an arrangement for polarization filtering, for example, a desired polarization filters, ie blocks, for example, the arrangement may be set so that circularly or linearly polarized light can not pass. This can be a combination of a quarter-wave plate 13 and a linear polarizer 4 be used. It may also be a liquid crystal filter, in particular an electronically programmable liquid crystal filter or a prism.

Im Strahlengang beider Teilstrahlen II und III können je noch zwei Glasplatten 16 eingesetzt sein, um ein Wellenfrontonverkippung zu ermöglichen. Hierfür sind die Rotationsachsen bevorzugt parallel versetzt zur optischen Achse. Die Platten können zur Einstellung eines Interferenzstreifenmusters oder zur parallelen Ausrichtung der Wellenfronten dienen, und ebenso wie alle andere optischen Element motorisiert sein für eine automatische Justage und automatisierte Messung.In the beam path of both partial beams II and III can still two glass plates 16 be used to enable Wellenfrontonverkippung. For this purpose, the axes of rotation are preferably offset parallel to the optical axis. The plates may serve to adjust an interference fringe pattern or to align the wavefronts in parallel and, like all other optical elements, may be motorized for automatic adjustment and automated measurement.

Die beschriebene Anordnung der 1 kann wie folgt eingesetzt werden:
Die bevorzugt kohärenten, jedoch durch Auswahl des Strahlteilers 3 unpolarisierten Objekt- und Referenzwelle II und III überlagern sich und erzeugen durch Interferenz ein Interferenzmuster, insbesondere welches bei ebener Wellenfront so eingestellt werden kann durch Phasenschiebung am Element 6, dass das Hintergrundlicht sich auslöscht. So kann ein hoher Interferenzkontrast erzeugt werden.The described arrangement of 1 can be used as follows:
The preferably coherent, but by selection of the beam splitter 3 Unpolarized object and reference waves II and III are superimposed and generate an interference pattern by interference, in particular which can be adjusted in planar wavefront so by phase shift at the element 6 in that the background light is extinguished. Thus, a high interference contrast can be generated.

Phasenretardierungen in der Objektwelle II, hervorgerufen durch die Verteilung der optischen Dichte in dem zu beobachtenden Objekt 8 der Probe, erzeugen im Interferenzbild Helligkeitsunterschiede bzw. bei thermischer nicht oder weniger kohärenter Beleuchtung, insbesondere mit höherer Bandbreite charakteristische Interferenzfarben. Ein Objekt unterschiedlicher optischer Dichte (Phasenobjekt) kann auf diese Weise starken Kontrast erzeugen durch ein helles Bild vor dunklem Hintergrund. Hierbei ist vorteilhaft, dass das Objekt nicht einmal vollständig fokussiert sein muss, da die Interferenz auch ohne scharfe Objektabbildung in der Bildebene des Detektors entsteht.Phase retardation in the object wave II, caused by the distribution of the optical density in the object to be observed 8th In the interference pattern of the sample, brightness differences or, in the case of thermal no or less coherent illumination, in particular with higher bandwidth, generate characteristic interference colors. An object of different optical density (phase object) can thus produce strong contrast by a bright image against a dark background. In this case, it is advantageous that the object does not even have to be completely focused, since the interference is also without sharp object image in the image plane of the detector arises.

Durch Polarisation von Objektwelle II und Referenzwelle III kann bei der Überlagerung nach der Strahlzusammenführung 3 z.B. zirkular, (bzw. linear) polarisiertes Licht erzeugt werden, welches durch die Analysatoranorndung 13/4 geblock werden kann, so dass kein Signal am Detektor bzw. nur ein dunkeles Bild an der Kamera entsteht. Alle Strukturen in der Objekt-Probe, die die Polarisation des Objektstrahles II drehen oder die entsprechende E-Feldkomponente verkleinern, sorgen für eine Abweichung aus der ungestörten zirkularen (oder linearen) Polarisation nach der Überlagerung der Teilstrahlen. Diese gestörten Anteile der Welle können den Analysator 13/4 passieren und erzeugen ein Signal auf dem Detektor oder der Kamera.By polarization of object wave II and reference wave III can in the superposition after the beam merger 3 For example, circular (or linear) polarized light may be generated by the analyzer assembly 13 / 4 can be blocked, so that no signal at the detector or only a dark image on the camera is formed. All structures in the object sample that rotate the polarization of the object beam II or reduce the corresponding E-field component, provide for a deviation from the undisturbed circular (or linear) polarization after the superposition of the partial beams. These disturbed portions of the wave can be the analyzer 13 / 4 happen and generate a signal on the detector or the camera.

Um alle Strukturen, deren Ausrichtungen statistisch in der Objekt-Probe verteilt sein können, polarisationsoptisch zu erfassen, ist es bevorzugt vorgesehen die Rotation der Polarisation der eingestrahlten Objektwelle II stufenweise oder kontinuierlich zwischen 0° und 90° zu drehen. Unabhängig von der Lage der Struktur wird es somit eine Einstellung geben, in der diese Struktur ein Signal erzeugt, sofern sie polarisationsdrehend wirkt. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass simultan mit einer Änderung der Polarisation in der Objektwelle II auch die Polarisation in der Referenzwelle III gedreht wird, um zu gewährleisten, dass diese Polarisationen immer senkrecht zueinander stehen und immer nach der Überlagerung zirkular polarisiertes Licht entsteht. Hierzu können die Elemente 4 zur Polarisationsdrehung in den Interferometerarmen wirkverbunden sein, z.B. durch ein 1:1 Getriebe.In order to detect polarization-optically all structures whose orientations can be statistically distributed in the object sample, it is preferably provided to rotate the rotation of the polarization of the irradiated object wave II stepwise or continuously between 0 ° and 90 °. Regardless of the position of the structure, there will thus be a setting in which this structure generates a signal, provided that it acts polarization-rotating. It can be provided that simultaneously with a change in the polarization in the object wave II and the polarization in the reference wave III is rotated to ensure that these polarizations are always perpendicular to each other and always after the superposition circularly polarized light. This can be done by the elements 4 be operatively connected to the polarization rotation in the interferometer arms, for example by a 1: 1 transmission.

Um den Kontrast der durch die Änderung der Polarisation entsteht von dem Kontrast der durch Phasenretardierung entsteht, unterscheiden zu können, ist die Aufnahme einer Bilderserie erforderlich, bei der in jedem Bild eine andere Einstellung der relativen Phase und der relativen Polarisation vorgenommen wird. Durch Vergleich können die Kontrastarten unter Kenntnis der eingestellten Parameter unterschieden und insbesondere unterschiedlich im Bild eingezeichnet werden. Sind alle polarisierenden Strukturen und Brechungsindizes und Phasengrenzen mit einer Bilderserie erfasst, kann ein vollständiges Bild zusammengestellt werden, in welchem Brechungsindizes, Grenzen von Bereichen unterschiedlicher Dichte, gerichtete Strukturen, und Konzentrationen von optisch aktiven Substanzen deutlich und kontrastreich zu erkennen sind.Around the contrast of the change the polarization arises from the contrast of phase retardation arises to be able to distinguish It is necessary to take a series of pictures, in each case Image another setting of relative phase and relative Polarization is made. By comparison, the contrast types under Knowledge of the set parameters distinguished and in particular be drawn differently in the picture. Are all polarizing structures and refractive indices and phase boundaries are captured with a series of images, can a complete Picture are compiled in which refractive indices, limits of areas of different density, directed structures, and Concentrations of optically active substances distinct and high in contrast can be seen.

So liefert eine erfindungsgemäße Anordnung der beschriebenen Art die Möglichkeit ohne vorherige Manipulation an der Objektprobe verschiedenste Kontrast-Arten aufzunehmen, voneinander zu unterscheiden und in aufgenommenen Bilderserien unterschiedlich darzustellen, da mit ein und demselben Aufbau sowohl Polarisationseffekte als auch Phaseneffekte ausgemessen werden können.So provides an inventive arrangement of described way the possibility without prior manipulation on the object sample a wide variety of contrast types to record, distinguish from each other and in recorded image series represent differently, since with one and the same structure both Polarization effects as well as phase effects can be measured.

Bei einer Ausfilterung der zirkularen Polarisation kann es auch vorgesehen sein, die Polarisation der Objektwelle II und Referenzwelle III so einzustellen, dass die Überlagerung eine bestimmte bekannte elliptische Polarisation bildet. Bereiche im Objekt, die eine eingestellte elliptische Polarisation exakt in die zirkulare Polarisation zurückdrehen, erzeugen dann ein Minimum im Signal. So kann auf einfache Weise festgestellt werden, um welchen Betrag der untersuchte Objektbereich die Polarisation dreht.at it can also be provided for filtering out the circular polarization be, the polarization of the object wave II and reference wave III to adjust so that the overlay forms a certain known elliptical polarization. areas in the object, which is a set elliptical polarization exactly turn back to the circular polarization, then create a Minimum in the signal. So it can be easily determined by what amount of the examined object area the polarization rotates.

Z.B. mit der zu 1 beschriebenen Anordnung kann auch eine Automatische Detektion von Objekten aufgrund des Interferenzkontrast erfolgen. Bei paralleler Ausrichtung der unpolarisierten Wellen II und III nach der Überlagerung, ist der Helligkeitsunterschied im Bild, zwischen Probe und deren Umgebung so groß, daß er für eine automatische Erkennung genutzt werden kann. Mit einem Videosystem können so z.B. in der Objektprobe mobile Zellen erfasst und durch Rückkoppelung mit einem motorisierten Objektträger, bzw. Objektmanipulator oder Probenteller im Sehfeld behalten werden.For example with the too 1 described arrangement can also be an automatic detection of objects due to the interference contrast. With parallel alignment of the unpolarized waves II and III after the overlay, the brightness difference in the image, between the sample and its surroundings is so great that it can be used for automatic detection. With a video system, for example, mobile cells can be detected in the object sample and retained in the field of view by feedback with a motorized slide, or object manipulator or sample tray.

Es kann ebenso das Probenvolumen z.B. von Mikrotiterplatten automatisch daraufhin untersucht werden, ob ein Objekt im Probenvolumen enthalten ist oder nicht. Z.B. Zellen können automatisch gefunden werden, da der erzeugte Gangunterschied das Interferenzstreifenmuster auslenkt. So kann die Probe in der x-y-Ebene gefunden werden. Durch Verfahren der z-Achse bei parallelen Wellenfronten der Teilstrahlen II und III kann die Fokusebene gefunden werden, indem nach dem größten Kontrast gesucht wird. Also der größten hellen Fläche vor einem dunklen Hintergrund, oder umgekehrt. Oder es wird die Grenze zwischen hellem und dunklem Gebiet mit dem steilsten Intensitätsanstieg gesucht, was automatisch erfolgen kann, z.B. durch eine Bildverarbeitung, beispielsweise softwaretechnisch.It the sample volume may also be e.g. of microtiter plates automatically be examined to see if an object contained in the sample volume is or not. For example, Cells can be found automatically, since the generated path difference that Interference fringe pattern deflects. So the sample can be in the x-y plane being found. By moving the z-axis with parallel wavefronts of sub-beams II and III, the focal plane can be found, for the biggest contrast is searched. So the biggest bright one area against a dark background, or vice versa. Or it will be the limit between bright and dark areas with the steepest increase in intensity searched, which can be done automatically, e.g. through image processing, for example, software.

Bei kohärenter Beleuchtung kann nach Aufnehmen einer Bilderserie und einem Durchstimmen der Phase durch Bildanalyse und eine mathematische Rücktransformation des Beugungsbildes aus dem Fourier- in den Realraum die relative Lage und Größe der beugenden Strukturen in drei Richtungen rekonstruiert werden.at coherent Lighting can be turned on after taking a picture series and tuning the picture Phase by image analysis and a mathematical back transformation of the diffraction image from the Fourier into the real space the relative position and size of the diffracting Structures are reconstructed in three directions.

Alle Freiheitsgrade zur Ausrichtung der Wellenfronten zueinander, zum Durchstimmen der relativen Phase der Teilstrahlen und zur Rotation der Polarisationsrichtung können bevorzugt motorisiert sein. Das Interferometer kann so mechanische und thermische Einflüsse ggfs. automatisch kompensieren und eine Justage beibehalten. Zur Aufnahme von Bilderserien werden die optischen Komponenten zur Phasenanpassung, z.B. ein Keilkompensator und zur Polarisationsdrehung beispielsweise softwaremäßig in definierte Positionen gedreht und es kann dann von jeder entsprechenden Position ein Bild erzeugt werden. Die Software enthält darüber hinaus den Algorithmus zur Aufschlüsselung der Bildinformation in Phasen und Polarisationskontrast, wobei es vorgesehen sein kann, dass die Software die Bilder optimiert zusammensetzt.All degrees of freedom for aligning the wavefronts to each other, for tuning the relative phase of the partial beams and for rotation of the polarization direction may preferably be motorized. If necessary, the interferometer can automatically compensate for mechanical and thermal influences and maintain an adjustment. To record series of images, the optical components for phase matching, for example, a wedge compensator and polarization rotation, for example, in software rotated in defined positions and it can then be generated from each corresponding position an image. The software also contains the algorithm for breaking down the image information into phases and polarization contrast, whereby it can be provided that the software optimally assembles the images.

Die 2 zeigt eine Alternative, bei der die Referenzmikroskopanordnung im Teilstrahl III in Entfall gekommen ist. Um hier Einflüsse in den Bildserien durch die Mikroskopoptik auszuschließen kann es vorgesehen sein, zunächst von einer Einfügung eines Objektes in das Mikroskop wenigstens ein Nullbild aufzunehmen und diese später von den aufgenommenen Bildern zu subtrahieren.The 2 shows an alternative in which the reference microscope arrangement in sub-beam III has been omitted. In order to exclude influences in the image series by the microscope optics, it may be provided to first record at least one null image from an insertion of an object into the microscope and to subsequently subtract these from the recorded images.

Die 3 zeigt eine alternative Anordnung eines erfindungsgemäßen Mikroskops, bei dem die Mikroskopoptik ausserhalb des Interferometers angeordnet ist. Ansonsten sind oder können alle anderen Komponenten und deren Ausgestaltung, die zur 1 beschrieben wurden, auch bei dieser Ausführung vorgesehen sein. Die zur Durchführung mikroskopischer Untersuchungen genannten Verfahrensmöglichkeiten, d.h. insbesondere die Interferenz-Kontrast-Mikroskopie mit unpolarisiertem Licht im Interferometer und die Polarisations-Kontrast-Mikroskopie mit polarisiertem Licht können hier genauso durchgeführt werden.The 3 shows an alternative arrangement of a microscope according to the invention, in which the microscope optics is arranged outside the interferometer. Otherwise, all other components and their design, which can be used for 1 have been described, also be provided in this embodiment. The process options mentioned for carrying out microscopic examinations, ie, in particular the interference contrast microscopy with unpolarized light in the interferometer and the polarization contrast microscopy with polarized light can be carried out in exactly the same way.

Die 4 zeigt eine Abwandlung der Ausführung nach 2. Auch hier sind oder können alle zu den 1 oder 2 genannten Merkmale realisiert sein. Die Ausführung nach 3 unterscheide sich von der 2 dadurch, dass der Teilstrahl II bei der Zusammenführung mit dem Teilstrahl III im Element 3 nicht parallel zueinander, sondern unter einem Winkel zueinander verlaufen.The 4 shows a modification of the embodiment according to 2 , Again, all are or can be to the 1 or 2 be realized features mentioned. The execution after 3 differ from the 2 in that the partial beam II in the merger with the partial beam III in the element 3 not parallel to each other, but at an angle to each other.

Hierdurch ergibt sich in der Ebene des zu beobachtenden Objektes 8 ein Strahlversatz zwischen den Teilstrahlen II und III, so dass diese unterschiedliche nebeneinanderliegende Bereich des Objektes 8 durchleuchten. Beide Teilstrahlen werden also in dem Objekt unterschiedlich hinsichtlich Phasenschiebung oder Polarisationsdrehung beeinflusst. Zwischen der Mikroskopoptik 10, 11 und der Kameraoptik 12, 14 kann sodann ein optisches Element 18 vorgesehen sein, mit dem der einjustierte Strahlversatz, bzw. der eingestellte Winkel zwischen den Teilstrahlen II und III kompensiert wird, so dass die Teilstrahlen nach dem Element 18 parallel zueinander verlaufen und übereinander liegen.This results in the plane of the object to be observed 8th a beam offset between the partial beams II and III, so that these different adjacent area of the object 8th illuminate. Both partial beams are therefore influenced differently in terms of phase shift or polarization rotation in the object. Between the microscope optics 10 . 11 and the camera optics 12 . 14 can then be an optical element 18 be provided with the adjusted beam offset, or the set angle between the partial beams II and III is compensated, so that the partial beams after the element 18 parallel to each other and lie one above the other.

Bei dem Element 18 kann es sich z.B. um ein Wollaston- oder Nomarski-Prisma handeln, welche die lateral versetzten Teilstrahlen zusammenführen können und/oder die Polarisationsrichtungen gleich zueinander ausrichten.At the element 18 it may be, for example, a Wollaston or Nomarski prism, which can merge the laterally offset sub-beams and / or align the polarization directions equal to each other.

Mit dieser Anordnung kann ein Differential-Interferenz-Kontrast-Mikroskop realisiert werden, bei welchem wiederum ohne Manipulation an der Objektprobe gleichzeitig Messungen zu unterschiedlichen Phasen und Polarisationen durchgeführt werden können, wie auch bei den anderen möglichen Ausführungen, insbesondere so, wie es dort bereits beschrieben wurde. Auch hier wird ein Keilkompensator oder ein anderes Element 6 zur Phasenschiebung eingesetzt, um Polarisationskontrast vom Phasenkontrast in den aufgenommenen Bilder oder gemessenen Daten unterscheiden zu können.With this arrangement, a differential interference contrast microscope can be realized, in which at the same time without manipulation of the object sample measurements on different phases and polarizations can be performed, as well as in the other possible embodiments, in particular as already described there has been. Again, a wedge compensator or other element 6 used for phase shift to distinguish polarization contrast from the phase contrast in the recorded images or measured data can.

Um bei der Justage zugehörige Wellenanteile miteinander zu Überlagern, insbesondere die Winkeleinstellung zwischen den Teilstrahlen II und III an den Versatz anzupassen, der durch das Element 18 erzeugt wird, kann es vorgesehen sein, ein Maske 17, z.B. ein optisches Gitter 17 vor dem Eingang in das Interferometer vorzusehen. So werden beide Teilstrahlen mit dem Muster der Maske über den Querschnitt intensitätsmoduliert und es besteht die Möglichkeit die Teilstrahlen exakt zu justieren, z.B. durch Verkippung des Element 5 im unteren Interferometerarm, wenn die Muster der beiden Teilstrahlen nach dem Element 18 exakt zur Deckung kommen.To overlap with the adjustment associated shaft portions with each other, in particular to adjust the angular adjustment between the partial beams II and III to the offset by the element 18 is generated, it may be provided a mask 17 , eg an optical grating 17 in front of the entrance to the interferometer. Thus, both partial beams are intensity-modulated with the pattern of the mask over the cross-section and it is possible to adjust the partial beams exactly, for example by tilting the element 5 in the lower interferometer, when the patterns of the two partial beams after the element 18 exactly to cover.

Die 5 zeigt zur Verdeutlichung die Unterschiede zwischen üblicher Amplituden-Kontrast-Mikroskopie und der Interferenz-Mikroskopie nach der Erfindung.The 5 shows for clarity the differences between conventional amplitude-contrast microscopy and interference microscopy according to the invention.

Erkennbar ist in der linken oberen Darstellung der 4 ein Mausfibroblast in normaler Durchlicht-Amplitudenmikroskopie. Die Darstellung zeigt wenig Kontrast und die Zellstrukturen sind somit nur ungenau zu erkennen. Aufnahmen mit der erfindungsgemäßen Anordnung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigen die Bilder mittig und rechts in nullter Interferenzordnung, in der Phase zwischen den beiden Bildern um Pi verschoben.Visible is in the left upper illustration of the 4 a mouse fibroblast in normal transmitted light amplitude microscopy. The presentation shows little contrast and the cell structures are thus only inaccurately recognizable. Images with the arrangement according to the invention and the method according to the invention show the images in the center and on the right in the zeroth interference order, shifted in the phase between the two images by Pi.

Deutlich ist im mittleren Bild ein heller Zellbereich und im rechten Bild derselbe Zellbereich in dunkler Darstellung zu erkennen, der einen optisch aktiven Bereich kennzeichnet, der also entweder polarisationsdrehend oder phasenschiebend wirkt, so dass weitere Rückschlüsse auf diesen Bereich gezogen werden können, die sich aus der reinen Amplituden-Kontrast-Mikroskopie nicht ergeben.Clear is a bright cell area in the middle picture and in the right picture To recognize the same cell area in dark representation, the one indicates optically active region, that is either polarization-rotating or phase-shifting acts, so that further conclusions drawn on this area can be which does not result from pure amplitude-contrast microscopy.

Claims

Microscope for the transmitted light examination of objects with a beam path between a Be Lighting device and a device for viewing / capturing an object image, in particular a camera, characterized in that in the beam path an interferometer is arranged, which means for changing the polarization ( 4 ) and independent means for altering the relative phase ( 6 ) in at least one of the partial beams (II) of the interferometer.

Microscope according to claim 1, characterized in that a microscope optics ( 10 . 11 ) for generating an image of an object outside the interferometer according to a beam collimation arrangement ( 3 ) is arranged.

Microscope according to claim 2, characterized in that the sub-beams (II, III) from the interferometer arms in the beam-splitting device ( 3 ) are superimposed at an angle not equal to zero in order to form a beam offset in the plane of the object to be observed ( 8th ), wherein in the beam path after the object, a device ( 18 ) is arranged to compensate for the beam offset.

Microscope according to claim 3, characterized in that, in particular for adjustment, according to the illumination device ( 1 ) and in front of the interferometer an at least temporarily arranged mask element ( 17 ) comprising one of the lighting device ( 11 ) emitted light beam across the cross section spatially modulated in intensity.

Microscope according to claim 1, characterized in that in both partial beam paths (II, III) of the interferometer before beam collimation ( 3 ) each have a microscope optics ( 10 . 11 ) is arranged, wherein in a microscope optics ( 11 . 10 ) an object to be observed ( 8th ) and the other microscope optics ( 10 . 11 ) a reference object ( 9 ) can be used.

Microscope according to claim 5, characterized in that means for changing the polarization ( 4 ) are arranged in both sub-beams (II, III), in particular wherein the means are operatively connected such that a change in the polarization by a certain amount in one of the sub-beams (II) a change in polarization by the same amount in the other sub-beam (III ) causes.

Microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the beam splitter ( 3 ) is polarizing at the input of the interferometer for both partial beams (II, III), in particular wherein this beam splitter ( 3 ) by a displacement mechanism by a non-polarizing beam splitter ( 3 ) is replaceable.

Microscope according to one of the preceding claims, characterized in that, according to an arrangement for beam combining ( 3 ) at the output of the interferometer and before a device ( 15 ) for viewing / capturing an object image, a device ( 13 . 4 ) is arranged for filtering an adjustable polarization, in particular wherein the device ( 13 . 4 ) is set to filter out a circular polarization.

Microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the optical elements ( 3 . 5 . 10 . 11 . 16 ) for influencing the beam path and / or the means for changing the polarization ( 4 ) and / or the means for changing the relative phase ( 6 ) and / or other adjustable optical elements are each adjustable by means of at least one actuator.

Microscope according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it comprises a controller, in particular a software controller, by means of the desired Parameter, in particular an adjustment to desired parameters automatically is adjustable / are.

Microscope according to claim 10, characterized in that by means of the control and a camera ( 15 ) a sequence of individual recordings of an object can be detected automatically, in particular wherein an automatic, in particular preprogrammed change of at least one parameter takes place between two recordings.

Microscope according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting device ( 1 ) is designed as a laser.

Method for transmitted-light microscopy of objects, characterized in that the beam path between a lighting device ( 1 ) and a device ( 15 ) for viewing / capturing an object image by an interferometer (II, III), wherein at least one image of an object, in particular a series of images by means of a camera ( 15 ), in particular in dependence on a position of the polarization and / or the phase of the light in at least one of the partial beams (II, III) of the interferometer.

Method according to claim 13, characterized in that that a first series of images is taken in between the inclusion of two images the polarization in at least one of Partial beams (II) changed and a second series, in which between the recording of two Imagine the relative phase in at least one of the sub-beams (II) changed becomes.

A method according to claim 14, characterized ge indicates that the second series is recorded with light unpolarized in the partial beams (II, III) of the interferometer.

Method according to one of the preceding claims 13 to 15, characterized in that in both partial beams (II, III) at the same time the polarization changed is used to maintain a circular polarization of the superimposed Partial beams at the output of the interferometer, allowing a within a partial beam (II, III) arranged object by means of light of different linear polarization is illuminated.

Method according to one of the preceding claims 13 to 16, characterized in that for adapting the tilting of the two partial beams (II, III) in the device for beam convergence ( 3 ) to a device ( 18 ) to compensate for the tilt in front of the interferometer a mask element ( 17 ) and after the device for compensating the tilting ( 18 ) the real images or Fourier images of the mask element ( 17 ) in both partial beams (II, III) are adjusted to one another, in particular either by a change in the tilting or a change in the device ( 18 ) for compensation.

Method according to one of the preceding claims 13 to 16, characterized in that an adjustment of the interferometer such happens that the superimposed Partial beams (II, III) outside the interferometer without an object a defined interference pattern, in particular an interference fringe pattern form.

Method according to claim 18, characterized that out of a change the interference pattern, in particular an at least partial lateral distortion of the interference fringe pattern on the presence an object in the object plane is closed.

Method according to claim 19, characterized that by means of an automated scanning successively slides in the Object level to obtain information on whether a slide includes an object or not.