Einrichtung zur Dunkelfeldbeleuchtung mit auffallendem Licht Die Erfindung
betrifft eine mikroskopische Beleuchtungseinrichtung für undurchsichtige Objekte,
die :es -ermöglicht, diese Objekto durch das Mikroskopobjektiv hindurch zu beleuchten
und gleichzeitig die Prinzipien der Dunkelfeldbeleuchtung in Anwendung zu bringen,
deren charakteristisches Kennzeichen darin besteht, daß die beleuchtenden Strahlenbündel
bei der Entstehung des Bildes nicht mitwirken, so daß nur das an den Objektelementen
abgebeugte Licht im mikroskopischen Bilde zur Geltung kommen kann. Dies wird mittels
eines in seiner Mitte durchbrochenen, versilberten Planspiegels erreicht, ähnlich
jenen, die bei manchen Augenspiegeln verwendet werden. Dieser Spiegel wird an Stelle
der sonst bei Metallmikroskopen verwendeten Elemente (Glasprismen oder Glasplättchen),
und zwar bei einem Vertikalilluminator über, bei einem Metallinikroskop nach L e
C h a t e 1 i e r unmittelbar unter dem Mikroskopobjektiv angebracht.Device for dark field illumination with incident light The invention
relates to a microscopic lighting device for opaque objects,
which: makes it possible to illuminate this object through the microscope objective
and at the same time to apply the principles of dark field lighting,
whose characteristic feature is that the illuminating bundle of rays
do not participate in the creation of the image, so that only that of the object elements
diffracted light can come into its own in the microscopic image. This is done using
a silver-plated flat mirror with openwork in its center
those used in some ophthalmoscopes. This mirror will be in place
the elements otherwise used in metal microscopes (glass prisms or glass plates),
namely with a vertical illuminator above, with a metal microscope according to L e
C h a t e 1 i e r attached directly under the microscope objective.
Die Abb. i zeigt schematisch eine Ausführung und die Wirkungsweise
der Erfindung. Als Lichtquelle dient ein mattiertes Niedervoltlämpchen L, welches
vor eine Irisblende! gestellt ist. Eine Kondensatorlinse k entwirft zusammen mit
dem Mikroskopobjektiv o und dem durchbohrten Spiegels sein Bild der durch das Lämpchen
beleuchteten CSffnung der Irisblende in der Ebene des Präparats p. Die Irisblende
i wirkt in diesem Falle als sogenannte Gesichtsfeldblende.Fig. I shows schematically an embodiment and the mode of operation
the invention. A frosted low-voltage lamp L serves as the light source, which
in front of an iris diaphragm! is posed. A condenser lens k designs together with
the microscope objective o and the pierced mirror its image through the lamp
illuminated C opening of the iris diaphragm in the plane of the specimen p. The iris diaphragm
In this case i acts as a so-called field diaphragm.
Die optische Wirkungsweise der Einrichtung geht gleichfalls aus der
Abb. i hervor. Ein von der Blendenmitte ausgehendes Lichtbündel wird an dem Spiegels
geteilt. Der mittlere Teil geht durch die öfnung des Spiegels hindurch, die Randteile
hingegen werden durch das Mikroskopobjektiv hindurch auf die Präparatebene reflektiert.
Da diese bei metallographischen Objekten gewöhnlich einen unvollkommenen, weil geätzten
Spiegel darstellt, so wird der größte Teil der beleuchtenden Strahlen in das Objektiv
zurückgeworfen. Die gespiegelten Lichtstrahlen durchsetzen nun das Objektiv in umgekehrter
Richtung, werden von den Spiegelflächen aufgefangen und wieder in .der Richtung
gegen die Kondensorlinse reflektiert. Die an den Unregelmäßigkeiten der spiegelnden
Präparatfläche abgebeugten Lichtstrahlen verlaufen im Objektiv nach allen Richtungen.
Zentrale Teile dieser Lichtbündel gelangen durch die Spiegelöffnung in das Okular
und erzeugen das allein sichtbare ultramikroskopische Strukturenbild der Präparatfläche.
Die Beleuchtung erfolgt somit durch Strahlen höherer Apertur, die Abbildung der
Strukturen durch Strahlen niederer Apertur, wie das bei allen in der Praxis verwendeten
Dunkelfeldeinrichtungen der Fall ist. Es ist eine unerläßliche Bedingung für das
Zustandekommen der Dunkelfeldbeleuchtung bei auffallendem Licht, daß die spiegelnde
Oberfläche des Präparates genau senkrecht zur optischen Achse des Metallmikroskops
steht. Bei den Instrumenten
nach L e C h a t e 11 e r ist
diese Bedingung schon durch die Konstruktion des Mikroskops erfüllt. Bei den Vertikalilluminatoren
(Abt. i) muß das Präparat auf einem Tischchen angeordnet sein, dess°n Neigung durch
Feinverstellung abgeändert werden kann, um die Oberfläche des Präparates genau senkrecht
zur optischen Achse des Mikroskops ausrichten zu können. Derartige Hilfsmittel sind
bereits bei Einrichtungen zur Dunkelfeldbeleuchtung an Metallmikroskopen im Gebrauch.The optical mode of operation of the device can also be seen in Fig. I. A light beam emanating from the center of the diaphragm is split at the mirror. The middle part goes through the opening of the mirror, while the edge parts are reflected through the microscope objective onto the specimen plane. Since this usually represents an imperfect mirror for metallographic objects because it has been etched, most of the illuminating rays are reflected back into the objective. The reflected light rays now pass through the objective in the opposite direction, are caught by the mirror surfaces and reflected again in the direction towards the condenser lens. The light rays diffracted by the irregularities of the specular specimen surface run in all directions in the objective. Central parts of these light bundles reach the eyepiece through the mirror opening and generate the only visible ultramicroscopic structure image of the specimen surface. The illumination is thus carried out by rays of higher aperture, the imaging of the structures by rays of lower aperture, as is the case with all dark field devices used in practice. It is an indispensable condition for the occurrence of the dark field illumination with incident light that the reflective surface of the specimen is exactly perpendicular to the optical axis of the metal microscope. With the instruments according to L e C hate 11 er, this condition is already fulfilled by the construction of the microscope. With the vertical illuminators (Section i), the specimen must be placed on a table, the inclination of which can be changed by fine adjustment in order to be able to align the surface of the specimen exactly perpendicular to the optical axis of the microscope. Such aids are already in use in devices for dark field illumination on metal microscopes.
Einfach durchbohrte Spiegel, wie in Abb. i dargestellt, würden aber
nur ein unzureichendes Resultat geben. Wenn die Feldblende i so weit geöffnet wird,
daß das Gesichtsfeld des Mikroskops voll ausgeleuchtet wird, so verlaufen nicht
alle beleuchtenden Strahlen nach der Spiegelung am Präparat symmetrisch. Die Hauptstrahlen
der von den Randteilen des Gesichtsfeldes kommenden Lichtbündel sind gegen die optische
Achse des Mikroskops geneigt. Ein Teil dieser Lichtbündel wird daher die zentral
angeordnete Spiegelöffnung durchsetzen und in das beobachtende Auge gelangen. Die
Folge davon ist, daß nur bei fast vollständig geschlossener Gesichtsfeldblende,
wenn das Gesichtsfeld auf das äußerste eingeengt ist, eine einwandfreie Dunkelfeldbeleuchtung
erzielt werden kann.Simply pierced mirrors, as shown in Fig. I, would, however
only give an inadequate result. When the field diaphragm i is opened so wide,
that the field of view of the microscope is fully illuminated, so do not run
all illuminating rays are symmetrical after being reflected on the specimen. The main rays
the light bundles coming from the edge parts of the field of view are against the optical
Axis of the microscope inclined. Part of this bundle of light therefore becomes the central
enforce arranged mirror opening and get into the observing eye. the
The consequence of this is that only when the field diaphragm is almost completely closed,
if the field of view is restricted to the utmost, perfect dark field lighting
can be achieved.
Diesem Übelstand wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß auf
der Rückseite des Spiegels eine Blende angeordnet wird, welche die Spiegelöffnung
verkleinert. Die Wirkungsweise dieser Blende geht aus Abb. a hervor, in welcher
mit s der durchbohrt Spiegel, mit b die Blende bezeichnet ist. Während die inneren
Randstrahlen z eines leuchtenden Lichtbündels, welches von der Mitte des Gesichtsfeldes
ausgeht, noch von den Rändern der Spiegelöffnung aufgefangen werden, ist das bei
den inneren Randstrahlen Y und ri eines vom Rande des Gesichtsfeldes kommenden,
geneigten Bündels nicht durchweg der Fall. Der innere Randstrahlrl würde die öffnung
passieren, wenn @er nicht von der Blende b zurückgehalten würde. An Stelle der Blende
an 'der Rückseite des Spiegels kann auch eine Abdeckung der Randteile der Spiegelöffnung
auf der Vorderseite vorgenommen werden, beispielsweise durch einen Lackring. Die
Abblendung der Randteile der Spiegelöffnung soll derart beschaffen sein, daß diese
Teile nicht zur Beleuchtung des Objektes herangezogen werden und daß gewissermaßen
zwischen den die ultramikroskopische Abbildung vermittelnden Lichtbündeln und den
beleuchtenden einnicht von Licht erfüllter toter Raum bestehen, bleibt.This drawback is remedied according to the invention that on
the rear of the mirror is arranged a screen, which the mirror opening
scaled down. The mode of operation of this diaphragm is shown in Fig. A, in which
with s the pierced mirror, with b the aperture. While the inner
Edge rays z of a luminous bundle of light, which from the center of the field of view
that is still caught by the edges of the mirror opening, this is at
the inner marginal rays Y and ri one coming from the edge of the field of vision,
inclined bundle is not always the case. The inner marginal ray would be the opening
would happen if @ he was not held back by the aperture b. Instead of the aperture
on the back of the mirror can also be a cover for the edge parts of the mirror opening
be made on the front, for example by a lacquer ring. the
Dimming of the edge parts of the mirror opening should be such that this
Parts are not used to illuminate the object and that to a certain extent
between the light bundles conveying the ultramicroscopic image and the
illuminating dead space not filled with light remains.
Die Bildung dieses toten Raumes zwischen beleuchtenden und abbildenden
Strahlenbündeln geht aus Abb.3 der Zeichnung hervor. In dieser bewirkt die Ausschaltung
der Randteile der Spiegelöffnung ein auf die Vorderseite des Spiegels. s aufgetragener,
den Rand der Öffnung umgebender mattschwarzer Lackring L. Dem vom Kondensor kommenden
Lichtbündel a geht der zentrale Teil dadurch verloren, daß es durch die Spiegelöffnung
tritt; die benachbarten Teile werden durch den Lackring vernichtet, so daß nur die
Randteile d des ursprünglichen Lichtbündels das Präparat p beleuchten. Die vom Präpiarat
ausgehenden gebeugten oder diffus reflektierten Lichtbündel füllen wohl die Öffnung
des Objektivs o vollständig aus, doch kommen sie bei der Bildentstehung nur nach)
Maßgabe der Spiegelöffnung in Gestalt des Lichtbündels e zur Geltung.The formation of this dead space between illuminating and depicting
The bundle of rays is shown in Figure 3 of the drawing. This causes the switch-off
the edge parts of the mirror opening onto the front of the mirror. s applied,
matt black lacquer ring L surrounding the edge of the opening. The one coming from the condenser
The central part of the bundle of light a is lost because it passes through the mirror opening
occurs; the neighboring parts are destroyed by the lacquer ring, so that only the
Edge parts d of the original light beam illuminate specimen p. The one from the Preparatory Council
outgoing diffracted or diffusely reflected light bundles probably fill the opening
of the lens o completely, but they only come after in the formation of the image)
Provision of the mirror opening in the form of the light beam e to its advantage.
Es sind Einrichtungen für metallographische Zwecke bekannt, bei welchen
das Präparat zur Erzielung einer Dunkelfeldbeleuchtung mit Strahlen stärkerer Neigung
(größerer Apertur) beleuchtet und durch abgebeugte Strahlen geringerer Neigung (niederer
Apertur) beobachtet wird. Ebenso gibt es bereits Einrichtungen, welche diese Mittel
benützen und bei welchen gleichzeitig ein durchbohrter Planspiegel verwendet wird.
Sämtliche Einrichtungen dieser Art haben das Merkmal gemein, daß für die Beleuchtung
des Präparates ein gesondertes optisches System zur Anwendung kommt. Diese Beleuchtungssysteme
umfassen das mikroskopische Objektiv; dasselbe gilt von dem durchbohrten Spiegel,
wenn er verwendet wird. Der Nachteil dieser Methode besteht vor allem darin, daß
fast für jedes Objektiv eine besondere Beleuchtungseinrichtung geschaffen werden
müß. Demgegenüber unterscheidet sich die Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch,
daß das Objektiv wie sonst in der Metallmikroskopie die Funktionen: eines solchen
mit den Funktionen eines Kondensors vereinigt. Die Vorteile dieser Anordnung liegen
vor allem darixi, daß ein einziger Spiegel für eine große Gruppe von Objektiven
verwendet werden kann.There are devices for metallographic purposes known in which
the preparation for achieving dark field illumination with rays of greater inclination
(larger aperture) and illuminated by diffracted beams of lower inclination (lower
Aperture) is observed. Likewise, there are already institutions that provide these funds
and in which a pierced plane mirror is used at the same time.
All facilities of this type have the feature in common that for lighting
a separate optical system is used for the preparation. These lighting systems
include the microscopic lens; the same is true of the pierced mirror,
when it is used. The main disadvantage of this method is that
A special lighting device can be created for almost every lens
must. In contrast, the device according to the invention differs in that
that the objective, as usual in metal microscopy, has the following functions: such
combined with the functions of a condenser. The advantages of this arrangement are
especially darixi, that a single mirror for a large group of lenses
can be used.