DE1283559B

DE1283559B - Microphotometric device for comparing two light currents emanating from a light source using a photocell

Info

Publication number: DE1283559B
Application number: DEC31468A
Authority: DE
Inventors: Daniel Lesage; Roger Monnot; Pierre Vialet
Original assignee: Compteurs Schlumberger SA
Current assignee: Compteurs Schlumberger SA
Priority date: 1963-02-14
Filing date: 1963-11-20
Publication date: 1968-11-21

Description

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.Microphotometric device for comparing two from one light source outgoing luminous fluxes by means of a photocell The invention relates to a microphotometric Device for comparing two luminous fluxes emanating from a light source by means of a photocell, whereby one of the luminous fluxes is passed through the sample to be examined and the other forms a comparison beam and wherein an auxiliary lighting device and an observation device for observing the sample before and during the measurement is provided.

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. The invention particularly relates to those parts of such Devices that are widely used in optical microanalysis of fine details with great contrast sometimes make it necessary to have very small luminous fluxes compare and in which certain conditions that influence the measurement accuracy, must be fulfilled at the same time.

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. In such facilities the task to be solved is the influence to avoid scattered light on the measurement result, but at the same time the observation a field of view that is larger than the measuring field intended for measurement. Observation should also be possible during the measurement.

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. For the observation of a field of view, it is already known that To use measuring luminous flux itself or an auxiliary lighting device. In the Using the measuring luminous flux itself has the disadvantage that the influence of the Stray light is increased considerably. When using the known auxiliary lighting device it is not possible to measure at the same time and also to make an observation during the Enable measurement.

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. There is already known a microscope spectrophotometer in which An auxiliary lighting device is inserted between the measuring photocell and the sample can be. This auxiliary lighting device has a totally reflective one Prism up so that it is impossible to measure and observe at the same time to undertake. With this known photometer, two operations have to be carried out be, namely the auxiliary lighting device must first be put into operation be, and then must after removal of the auxiliary lighting device actual measurement take place.

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. A device is also known in which the photocell in front of it an inclined concave mirror with a small opening is placed. About this Concave mirror, the sample can be observed. In this case, the observation takes place with the help of a luminous flux that originates from the measuring luminous flux source. at this known device, the scattered light that occurs disrupts the measurement quite considerably.

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. Furthermore, a microscope with a photo device is known at which can also be observed through an eyepiece. With this microscope however, the recording luminous flux is also used for observation. If with this device the measurement and the observation should take place simultaneously, thus, by splitting the measuring light flux, which may take place several times this weakened considerably. In addition, there is direct observation with this device of the sample or its image on the analysis diaphragm is not possible.

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. According to the invention, the above-mentioned object is now achieved by that the auxiliary lighting device has a light source which is a continuous and provides colored luminous flux, which means one under about 450 against the optical Axis of the measuring beam path inclined plane-parallel plate introduced in front of the sample and which illuminates a certain area of the sample evenly.

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.In that a light beam is selected for observation which has a certain spectral composition and not like the measuring luminous flux is modulated, no interfering influence is exerted on the measurement.

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. In those devices in which the sample with the help of a modulated light beam is examined, for example in the case of the one described below Device, it is sufficient to provide continuous and colored observation lighting to choose in a wavelength range of the spectrum in which the relative sensitivity of the cell is small in relation to the eye (orange or red area of the Spectrum, for example) to avoid any interference with the measurement caused by a Avoid part of the observation light on the cell.

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. For other devices, the same result is achieved by using the spectral emission range of the continuous illumination in a sensitivity range of the cell in which the sensitivity is close to zero, and if necessary In addition, a filter that eliminates this spectral range is built in.

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. In these devices, the presence of the colored auxiliary observation light interferes in the observation area the observation of the measurement illumination area or the Measuring range, which is illuminated "white" from a conventional light source, does not.

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. The arrangement according to the invention makes it very simple possible, the image of the sample on the measuring diaphragm or over during the measuring process the roof prism to observe the sample itself without affecting the measuring luminous flux weakened or the results falsified or the measurement error increased or that Scattered light is increased.

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. In the drawing, the structure of a photometer is shown schematically. The photometer has a measuring beam path M and a comparison beam path T. on, and elements known per se are used for these beam paths. That Measuring light beam and the comparison light beam are modulated, while, as in the following still to be explained, the auxiliary light beam experiences no modulation.

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. The auxiliary lighting device provided for the sample 9 is, consists of an auxiliary light source 21, a condenser 22 and an optical Filter 23. With this device is in the optical MeßwegM by reflection on a thin transparent plate 24 with parallel surfaces a continuous, d. H. Unmodulated and colored luminous flux introduced, which spreads over a wide circular area of the sample corresponding to that through the objective of the Main plane of the condenser output 22 generated image spreads uniformly.

Das Filter 23 begrenzt den Wellenlängenbereich der Hilfsbeleuchtungseinrichtung auf einen Bereich, in dem die Fotozelle des Photometers eine geringere Empfindlichkeit aufweist als das Auge. The filter 23 limits the wavelength range of the auxiliary lighting device on an area in which the photo cell of the photometer has a lower sensitivity exhibits than the eye.

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. An auxiliary viewer 20 is provided which has a fixed Micrometer 26 and an observation and measuring eyepiece 16 and a displaceable slide 17 and, in addition to the mirror 11, carries an objective 18 and a roof prism 19.

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.This carriage 17 can after displacement perpendicular to the plane of the drawing take on two work attitudes in which two different considerations of the Sample in one and the same micrometer eyepiece with microscopic observation in the same Magnification and normal observation of the sense of displacement of the sample are possible.

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. In one position of the carriage 17, the roof prism 19 replaces the Mirror 1 and the objective 18 and directs the image of the sample supplied by the objective 10 to micrometer 26 of eyepiece 16. A second composite observation system is so together with the eyepiece and the objective 10 for normal observation of the Sample formed. This observation system has optimal properties for a microscopic one Observation of the sample during all settings including before the measurement the setting of the optical measuring system. All settings can be made effectively although the measuring opening 12 is invisible in this position.

Claims

Claim: Microphotometric device for comparing two from a light source outgoing luminous flux by means of a photocell, one the luminous flux is passed through the sample to be examined and the other one Forms comparison beam, and wherein an auxiliary lighting device and an observation device is provided for observing the sample before and during the measurement, d a u r c h g e indicates that the auxiliary lighting device is a light source (21) has, which delivers a continuous and colored luminous flux that by means of one inclined at about 450 against the optical axis of the measuring beam path (M) plane-parallel plate (24) is introduced in front of the sample (9), and the one specific Evenly illuminated area of the sample.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,022,817; Additional patent No. 78451 to French patent specification No. 992 278; Optics and Spectroscopy, 6 (1959), pp. 544, 545.