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Mikrophotometrische Einrichtung zum Vergleich zweier von einer Lichtquelle
ausgehender Lichtströme mittels einer Photozelle Die Erfindung betrifft eine mikrophotometrische
Einrichtung zum Vergleich zweier von einer Lichtquelle ausgehender Lichtströme mittels
einer Photozelle, wobei einer der Lichtströme durch die zu untersuchende Probe geleitet
wird und der andere einen Vergleichsstrahl bildet und wobei eine Hilfsbeleuchtungseinrichtung
und eine Beobachtungseinrichtung zur Beobachtung der Probe vor und während der Messung
vorgesehen ist.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf diejenigen Teile derartiger
Einrichtungen, deren häufiger Gebrauch bei der optischen Mikroanalyse feiner Einzelheiten
mit großem Kontrast es erforderlich machen, manchmal sehr kleine Lichtströme zu
vergleichen und in denen bestimmte Bedingungen, die die Meßgenauigkeit beeinflussen,
gleichzeitig erfüllt sein müssen.
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Bei derartigen Einrichtungen ist die Aufgabe zu lösen, den Einfluß
von Streulicht auf das Meßergebnis zu vermeiden, gleichzeitig aber die Beobachtung
eines Gesichtsfeldes, das größer ist als das zur Messung bestimmte Meßfeld, zu erlauben.
Dabei soll eine Beobachtung auch während der Messung möglich sein.
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Zur Beobachtung eines Gesichtsfeldes ist es bereits bekannt, den
Meßlichtstrom selbst oder eine Hilfsbeleuchtungseinrichtung zu verwenden. Bei der
Verwendung des Meßlichtstroms selbst tritt der Nachteil auf, daß der Einfluß des
Streulichtes beträchtlich erhöht wird. Bei der Verwendung der bekannten Hilfsbeleuchtungseinrichtung
ist es nicht möglich, gleichzeitig zu messen und auch eine Beobachtung während der
Messung zu ermöglichen.
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Es ist bereits ein Mikroskop-Spektrophotometer bekannt, bei welchem
zwischen die Meßfotozelle und die Probe eine Hilfsbeleuchtungsvorrichtung eingeführt
werden kann. Diese Hilfsbeleuchtungsvorrich tung weist ein total reflektierendes
Prisma auf, so daß es unmöglich ist, gleichzeitig die Messung und die Beobachtung
vorzunehmen. Bei diesem bekannten Photometer müssen zwei Operationen durchgeführt
werden, und zwar muß zunächst die Hilfsbeleuchtungsvorrichtung in Betrieb gesetzt
werden, und anschließend muß nach Entfernung der Hilfsbeleuchtungsvorrichtung die
eigentliche Messung erfolgen.
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Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der vor der Fotozelle
ein geneigter Hohlspiegel mit einer kleinen Öffnung angeordnet wird. Über diesen
Hohlspiegel kann die Probe beobachtet werden. In diesem Fall erfolgt die Beobachtung
mit Hilfe eines Lichtstromes, der aus der Meßlichtstromquelle stammt. Bei
dieser
bekannten Vorrichtung stört das dabei auftretende Streulicht die Messung ganz erheblich.
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Weiterhin ist ein Mikroskop mit einer Fotoeinrichtung bekannt, bei
welchem ebenfalls eine Beobachtung über ein Okular möglich ist. Bei diesem Mikroskop
wird jedoch ebenfalls der Aufzeichnungslichtstrom zur Beobachtung verwendet. Falls
bei dieser Vorrichtung die Messung und die Beobachtung gleichzeitig erfolgen sollen,
so wird durch eine gegebenenfalls mehrmals erfolgende Aufspaltung des Meßlichtstromes
dieser erheblich geschwächt. Außerdem ist bei dieser Vorrichtung eine direkte Beobachtung
der Probe oder ihres Bildes auf der Analysenblende nicht möglich.
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Erfindungsgemäß wird die obengenannte Aufgabe nun dadurch gelöst,
daß die Hilfsbeleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle aufweist, die einen kontinuierlichen
und gefärbten Lichtstrom liefert, der mittels einer unter etwa 450 gegen die optische
Achse des Meßstrahlenganges geneigten planparallelen Platte vor der Probe eingeführt
wird und der einen bestimmten Bereich der Probe gleichmäßig beleuchtet.
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Dadurch, daß zur Beobachtung ein Lichtstrahl ausgewählt wird, der
eine bestimmte spektrale Zusammensetzung hat und der nicht wie der Meßlichtstrom
moduliert ist, wird kein störender Einfluß auf die Messung ausgeübt.
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Bei denjenigen Vorrichtungen, bei denen die Probe mit Hilfe eines
modulierten Lichtstrahls untersucht wird, beispielsweise bei der im folgenden beschriebenen
Vorrichtung, ist es ausreichend, die kontinuierliche und gefärbte Beobachtungsbeleuchtung
in einem Wellenlängenbereich des Spektrums zu wählen, in dem die relative Empfindlichkeit
der Zelle in bezug auf das Auge klein ist (orangefarbener oder roter Bereich des
Spektrums, beispielsweise), um jegliche Störung der Messung durch Auftreffen eines
Teils des Beobachtungslichts auf die Zelle zu vermeiden.
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Für andere Vorrichtungen wird dasselbe Ergebnis erzielt, indem man
den spektralen Emissionsbereich der kontinuierlichen Beleuchtung in einem Empfindlichkeitsbereich
der Zelle anordnet, in dem die Empfindlichkeit annähernd Null ist, und erforderlichenfalls
zusätzlich ein diesen Spektralbereich eliminierendes Filter einbaut.
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Bei diesen Vorrichtungen stört das Vorhandensein des gefärbten Hilfsbeobachtungslichts
in dem Beobachtungsbereich die Betrachtung des Meßbeleuchtungsbereichs oder des
Meßbereiches, der »weiß« aus einer üblichen Lichtquelle beleuchtet wird, nicht.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es in einfachster Weise
möglich, während des Meßvorganges das Bild der Probe an der Meßblende bzw. über
das Dachprisma die Probe selbst zu beobachten, ohne daß dadurch der Meßlichtstrom
geschwächt oder die Ergebnisse verfälscht oder der Meßfehler vergrößert oder das
Streulicht erhöht wird.
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In der Zeichnung ist schematisch der Aufbau eines Photometers gezeigt.
Das Photometer weist einen Meßstrahlengang M und einen Vergleichsstrahlengang T
auf, und für diese Strahlengänge werden an sich bekannte Elemente verwendet. Das
Meßlichtbündel und das Vergleichslichtbündel sind moduliert, während, wie im folgenden
noch dargelegt werden soll, das Hilfslichtbündel keine Modulation erfährt.
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Die Hilfsbeleuchtungseinrichtung, die für die Probe 9 vorgesehen
ist, besteht aus einer Hilfslichtquelle 21, einem Kondensor 22 und einem optischen
Filter 23. Mit dieser Einrichtung wird in den optischen MeßwegM durch Reflexion
an einer dünnen transparenten Platte 24 mit parallelen Flächen ein kontinuierlicher,
d. h. nicht modulierter und gefärbter Lichtstrom eingeführt, der sich über einen
weiten kreisförmigen Bereich der Probe entsprechend dem durch das Objektiv von der
Hauptebene des Kondensorausgangs 22 erzeugten Bild gleichförmig ausbreitet.
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Das Filter 23 begrenzt den Wellenlängenbereich der Hilfsbeleuchtungseinrichtung
auf einen Bereich,
in dem die Fotozelle des Photometers eine geringere Empfindlichkeit
aufweist als das Auge.
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Es ist eine Hilfsbetrachtungsvorrichtung 20 vorgesehen, die ein festes
Mikrometer 26 und ein Beobachtungs- und Meßokular 16 und einen verschiebbaren Schlitten
17 aufweist und außer dem Spiegel 11 ein Objektiv 18 und ein Dachprisma 19 trägt.
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Dieser Schlitten 17 kann nach Verschiebung senkrecht zur Zeichenebene
zwei Arbeitseinstellungen einnehmen, in denen zwei verschiedene Betrachtungen der
Probe in ein und demselben Mikrometerokular mit mikroskopischer Betrachtung in derselben
Vergrößerung und Normalbetrachtung des Verschiebungssinns der Probe möglich sind.
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In einer Stellung des Schlittens 17 ersetzt das Dachprisma 19 den
Spiegelll und das Objektivl8 und lenkt das vom Objektiv 10 gelieferte Bild der Probe
zum Mikrometer 26 des Okulars 16. Ein zweites zusammengesetztes Beobachtungssystem
wird so zusammen mit dem Okular und dem Objektiv 10 zur normalen Beobachtung der
Probe gebildet. Dieses Beobachtungssystem hat optimale Eigenschaften für eine mikroskopische
Beobachtung der Probe während aller Einstellungen vor der Messung einschließlich
der Einstellung des optischen Meßsystems. Alle Einstellungen können wirksam durchgeführt
werden, obwohl die Meßöffnung 12 in dieser Stellung unsichtbar ist.