Осветительное устройство для микроскопов

 

1. ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОСКОПОВ, содержащее освеВГ ,ОЮ35Г 51 i:::- - G13 .- SHSJiiSyiMA титель с коллектором, фазовую пластинку , отличающееся тем, что, между коллектором и плоскостью кольцевой фазовой пластинки введены последовательно установленные оптическая система для увеличения апертуры освещения,ирисовая диафрагма, прозрачный конус и тороидальное зеркало с внутренней отражающей поверхностью . : (Л со 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) . (1И .

3(Я) С О2 В 21 06 (Риг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф (89) 145805 ГДР (21) 7771360/18-10 (22) 29.08.80 (46) 23.05.84. Бюл. Р 19 (72) Гроссер Йоганнес (ГДР) (71) Феб Карл Цейсс Йена (ГДР) (53) 535.82(088.8) (54) (57) 1. ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОСКОПОВ, содержащее осве410 A титель с коллектором, фазовую пластинку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, между коллектором и плоскостью кольцевой фазовой пластинки введены последовательно установленные оптическая система для увеличения апертуры освещения,ирисовая диафрагма, прозрачный конус и тороидальное зеркало с внутренней отражающей поверхностью.

1094010

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что система для увеличения апертуры установлена с возможностью перемещения в осевом направлении.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что после тороидального зеркала с внутренней отражающей поверхностью установлена кольцевая линза.

4. Устройство по п.f о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что для освеФ

Изобретение относится к приборостроению, а более конкретно к осветительным устройствам микроскопов.

Известным техническим решением осветительной системы в микроскопах является система Келера, состоящая из источника света, коллектора, ирисовой диафрагмы, конденсора. Этот конденсор проецирует диафрагму в плоскость входного зрачка микрообъектива (Б.И, Бегунов и др. Теория оптических систем. М., "Машиностроение", 1981, с. 209).

Недостатком данной системы является то, что апертура освещения у нее мала.

Известно таиже осветительное устройство для микроскопов при наблюдении объектов методом темного поля.

В этом устройстве конденсор состоит из двух поверхностей с различной сферической кривизной. "Большая Советская Энциклопедия", Под ред.

Б.А. Введенского, т. 27 II изд.,Издво "Большая советская энциклопедия", с. 455.

Недостатком такого устройства является то, что центральную область пучка лучей, приходящего от коллектора, невозможно испольэовать для темнопольного освещения.

Целью изобретения является осветительное устройство для проходящего и отраженного света, позволяющее быструю смену центрального светопольного освещения, освещения по ме- тоду фазового контраста, периферийного светопольного и темнопольного щения проходящим светом между тороидальным зеркалом с внутренней отражающей поверхностью и объективом расположено защитное стекло.

5. Устройство по и.. i, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, конусная поверхность выполнена светоделительной.

6. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что между конусом и объективом расположена линза. освещения, которое дает возможность одновременной установки темнопольного. освещения по методу фазового контраста, которое способствует

5 согласованию яркостей наложенных изображений.

Кроме того цель изобретения — в случае темного поля достичь освещения больших полей объекта, а также

10 полного использования пучка лучей, проходящего от коллектора.

В случае уке известных осветительных устройств для темного поля в проходящем свете невозможно ис15 пользовать весь световой поток, приходящих от коллектора, так как применяются отражающие поверхности с разрывностью. То и тот факт, что не осуществляется апертурное разделение О лучей - основание для того, что темное поле и фазовый контраст невозможны одновременно.

Задача решается путем направления лучей через конусную призму,где

25 происходит полное внутреннее Отр ение и приломления на боковой поверхности конуса.

Весь пучок лучей, проходящий от . коллектора, путем полного внутреннего

ЗО отражения на боковой поверхности конуса вращательно-симметрично отклоняется и после этого через зеркало с тороидальной отражающей поверхностью отражается на объект B проходящем свете или в случае отраженного света на кольцевое зеркало для темнопольного освещения. Зеркало с тороидальной отражающей поверхностью

3 10940 может иметь радиус кривизны, находящийся в бесконечности, т.е. она может представлять собой коническую зеркальную поверхность. Включением системы для повышения апертуры — положительной линзы или усеченного конуса частично .прекращается полное внутреннее отражение на боковой по- верхности конуса. В этом случае лучи проходят через конус и после 1О этого при помощи собирающей системы концентрируются в плоскости кольцевой фазовой пластинки объектива. Ход лучей для освещения по методу фазового контраста направляется через систему для повышения апертуры, вращательно-симметрично отклоняющую систему и собирающую систему. В случае проходящего света собирающую функцию большей частью исполняет объектив, в то время как в отраженном свете имеется дополнительная изображающая система. Апертурное изменение пучка лучей, приходящего от коллектора, для более наклонных лучей открывает второй осветительный канал для меньших апертур освещающего пучка.

Таким образом, кроме одноканального вращательно-симметричного направления лучей одновременно могут действовать два различных канала для освещения объекта.

На фиг. 1 изображено осветительное устройство для отраженного света; на фиг. 2 — то же, для проходящего света; на фиг, 3 — то же, для проходящего света с усеченным конусом. на фиг. 4. — то же, для проходяЭ

40 щего света с защитным стеклом.

Согласно фиг. 1 эа коллектором 2, следующим за источником 1 света, расположена система для повышения апертуры — включаемая и выключаемая короткофокусная положительная линза

3. Положительная линза 3 при помощи передачи 4 подвижна вдоль оптической оси 20, диаметр линзы соответствует пучку лучей 8, приходящему от коллектора 2. Непосредственно у положитель50 ной линзы 3 находится ирисовая диаф- . рагма 9. За ней следует конус 5, Вокруг него для отклонения освещаю-, щих лучей 16 расположено зеркало с ,тороидальной отражающей поверхностью 55 усеченное конусное зеркало 10. Для темнопольного освещения дальше действуют кольцевая линза 11. кольцевое

10 4 зеркало 13 и кольцевой конденсор 23, закрывающий канал темного поля 14 объектива 15 для работы в отраженном свете.

На оптической оси 20 за конусом 5 расположена система для концентрации света, собирающая линза 18, концентрирующая пучок лучей 24 через следующее светоделительное зеркало 17 в плоскости кольцевой фазовой пластинки 19 объектива 15 для работы в отраженном свете. Над светоделительным зеркалом 17,.как известно, расположены тубусная линза 28 и окуляр29 на оптической оси 7 хода лучей, об- разующих изображение.

Принцип действия устройства (фиг.1) заключается в том, что пучок лучей

8, приходящий от коллектора 2, имеет меньшую апертуру и что он в случае включенной положительной линзы 3 на боковой поверхности конуса 21 по . направлению к противоположной боковой поверхности конуса полностью под вергается полному внутреннему отражению. Пучок лучей 16, выходящий из конуса 5, после этого усеченным конусным зеркалом отклоняется по направлению к кольцевому зеркалу 13.

Кольцевое зеркало 13 отражает лучи в канал темного поля 14 и кольцевой конденсор 23 их . концентрирует..в плоскости установки 22 хода лучей, образующих изображение. Для пригонки ширины кольца лучей к кольцевому зеркалу 13 и каналу темного поля 14 служит кольцевая линза 11.

Если включается система для повышения апертуры, положительная линза

3, ход лучей для менее наклонных лучей остается неизменным. Более наклонные лучи не подвергаются полному внутреннему отражению, но преломляются через конус 5. При этом угол 6 раствора конуса 5 и фокусное расстояние линзы 3 согласованы друг с другом. Линзой 18 пучок лучей 24 концент. рируется в плоскости кольцевой фазовой пластинки 19 изменяется смещением положительной линзы 3.

Таким образом, в случае включенной положительной линзы 3 можно одновременно реализовать освещение по методу фазового контраста и темнопольное освещение. Открыванием и закрыванием ирисовой диафрагмы 9 яркости фазовоконтрастного и темнопольного изображений изменяются и согласовываются друг с другом.

3 10940

Устройство для проходящего света по фиг. 2 соответствует, начиная с источника 1 света и кончая конусами

4 и 5 и усеченным конусным зеркалом

10, устройству по фиг, 1. Диаметр 5 линзы 3 выбран меньше диаметра пучка лучей 8, приходящего от коллектора 2.

При помощи передачи 12 узел конденсора, состоящий из положительной линзы 3, конуса 5 и усеченного конусного 1О зеркала 10, подвижный вдоль оптической оси и служит для установки максимальной концентрации света для темнопольного освещения в плоскости

- установки 22. За объектом 30, находя- 1 щимся в плоскости установки 22, следует, как известно, изображающие узлы объектив 15, тубусная линза 28 и окуляр 29 ° Задачей объектива 15, кроме изображающей функции, является концентрировать гучок лучей 24 вблизи плоскости кольцевой фазовой пластинки 19 ° Устройство можно дополнить коль. цевой линзой, установленной между тороидальной зеркальной поверхностью

t0 и плоскостью установки, а также добавочно вращательно-симметрично отклоняющим узлом, действующим для хода лучей 24.

На ьиг фиг. 3 в качестве системы для повышения апертуры вместо положительной линзы 3 применяется усеченный конус 27. В случае смены объектива

15 э заменяется и усеченный конус 27, пригнанный к соответствующему объектив 15. у . В случае освещения двух кольцевых фазовых пластинок можно применять двойной усеченный конус или бифокальную линзу Френеля или кольцевую линзу вМесте с положительной линзой. Усеченное конусное зеркало

10 заменено тороидальной зеркальной поверхностью 26 с радиусами кривизны

У находящимися в конечности.

В устройстве для проходящего света (фиг. 4) система для повышения апертуры выключена. Весь узел конденсора дополнен плосковыпуклым защитным стеклом 25. Защитное стекло может быть выполнено так, что оно действует в качестве добавочно отклоняющеи и собирающей систем для освещения по методу фазового контраста.

Конус 5 содержит светоделнтельную поверхность 31 для гомогенизации: освещения объекта. Ось симметрии конуса

5 п олностью расположена в светоделительной поверхности 31.

Составитель С.Пржевский

Редактор Аг.Шандор Техред О.Неце Корректор О.Билак

М

Заказ 3422/38 Тиран 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4