DE535218T1

DE535218T1 - Beleuchtungssystem und -methode für ein hoch auflösendes lichtmikroskop.

Info

Publication number: DE535218T1
Application number: DE92911614T
Authority: DE
Inventors: Gary Greenberg
Original assignee: UNIMAT CORP
Current assignee: UNIMAT CORP
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1992-03-20
Publication date: 1993-10-14
Also published as: ES2041229T1; CA2084408C; US5345333A; WO1992018894A1; CA2084408A1; KR100270979B1; EP0535218A1; AU1915792A; AU650985B2; EP0535218A4

Claims

PCT/US92/02260 Patentansprüche: »

1. Ein Objektbeleuchtungssystem für ein Durchlichtmikroskop, das ein Linsenobjektiv mit einer optischen Achse enthält,
gekennzeichnet durch

eine Mehrzahl unabhängiger Lichtstrahlen, die durch die Probe und zu dem Objektiv längs solcher Pfade fallen, welche schief zu der optischen Achse des Objektivs verlaufende Abschnitte umfassen.

2. Ein System nach Anspruch 1, außerdem enthaltend einen Linsenkondensor, der eine optische Achse besitzt und angeordnet ist zum Empfang der Mehrzahl von von der Probe kommenden Lichtstrahlen bevor diese zu dem Objektiv gelangen, wobei die Pfade der Lichtstrahlen von der Probe zu dem Kondensor Abschnitte enthalten, die nicht mit der optischen Achse des Kondensors zusammenfallen.

3. Ein System nach Anspruch 2, außerdem enthaltend

eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl längs eines nicht mit der optischen Achse des Kondensors zusammenfallenden Quellstrahlpfades liefert; und

Strahlablenkmittel, die außerhalb der optischen Achse des Kondensors in dem Quellstrahlpfad angeordnet und geeignet sind zum Ablenken des von der Lichtquelle kommenden Strahls und zum Zurückrichten des Strahls längs eines den Kondensor einschließenden Einfallspfads.

4. Ein System nach Anspruch 3, in welchem die Lichtquelle eine Mehrzahl unabhängiger Lichtstrahlen längs verschiedener, j nicht mit der optischen Achse des Kondensors zusammenfallender Quellstrahlpfade liefert; und in welchem es eine Mehrzahl von Strahlablenkmitteln, die geeignet sind zum Verlagern des Pfades eines zugehörigen bzw. gekoppelten Strahls der Quell-

Lichtstrahlen und zum Zurückrichten des Strahls längs eines den Kondensor umfassenden Einfallspfads, und einen das Objektiv einschließenden Ausgangspfad von dem Kondensor gibt, wobei der Ausgangspfad schief zur optischen Achse des Objektivs steht.

5. Ein System nach Anspruch 3 oder 4, in welchem das oder jedes Strahlablenkmittel geeignet ist zum variablen Andern der Richtung des Pfades des zugehörigen Lichtstrahls zum Kondensor in einem Verstellbereich, der das Objektiv enthaltende Austrittspfade von dem Kondensor einschließt.

6. Ein System nach Anspruch 3 oder 4, in welchem das oder jedes Strahlablenkmittel geeignet ist zum variablen Andern sowohl der Lage als auch des Winkels des zugehörigen Austritts-Strahlwegs von dem Kondensor.

7. Ein System nach Anspruch 4, oder nach Anspruch 5 oder 6, soweit abhängig von Anspruch 4, in welchem die Mehrzahl von Strahlablenkmittel betriebsmäßig verkettet ist, wobei der Betrieb eines derselben zum Verändern des Pfads des ihm zugehörigen Lichtstrahls eine Änderung des Pfads des jedem anderen Strahlablenkmittel zugeordneten Lichtstrahls zur Folge hat.

8. Ein System nach Anspruch 7, in welchem die Strahlablenkmittel voreingestellt sind zum Erzeugen der Vielfachausgangspfade des Kondensors.

9. Ein System nach jedem der Ansprüche 3 bis 8, in welchem das oder jedes Strahlablenkmittel einen Spiegel enthält, der relativ zu dem zugehörigen Quell-Lichtstrahl winkelverstellbar und relativ zu der optischen Achse des Kondensors latereal bzw. seitlich verstellbar ist.

10. Ein System nach Anspruch 3, in welchem es drei Strahlablenkmittel in Form von um die optische Achse des Kondensors und in den Quellstrahlpfaden angeordneten Spiegeln gibt, welche Spiegel längs Wegen beweglich sind, die radial relativ zu

der optischen Achse des Kondensors und schräg bzw. gewinkelt relativ zu den Quellstrahlpfaden verlaufen, wobei die Bewegung eines der Spiegel wahlweise abhängig von einer anderen oder unabhängig davon ist.

11. Ein System nach jedem der Ansprüche 3 bis 8, in welchem es eine Vielzahl von Strahlablenkmitteln gibt, von denen jedes eine relativ zur optischen Achse des Kondensors und schräg bzw. gewinkelt relativ zu ihrem zugehörigen Quellstrahl bewegliche Spiegelfläche enthält, wobei die Spiegelflächen entweder abhängig oder unabhängig in Positionen längs radialer, die optische Achse des Kondensors nicht schneidender Wege beweglich sind, wobei die Spiegelflächen geeignet sind zum Richten von Quellstrahlen auf den Kondensor an solche Stellen desselben, die bestimmt werden durch die Radial- und Winkelpositionen der Spiegelflächen, und wobei der Umfang der Bewegungen der Spiegelflächen ausreichend ist zum Etablieren von Quellstrahlpfaden zu dem Kondensor, welche Pfade das Objektiv einschließende Ausgangsstrahlpfade des Kondensors zu erzeugen.

12. Ein System nach Anspruch 11, in welchem wenigstens eine der Spiegelflächen radial zu einer Position beweglich ist, in welcher diese Spiegelfläche die optische Achse des Kondensors schneidet.

13. Ein System nach Anspruch 11 oder 12, in welchem der Umfang der Bewegung der Spiegelfläche ausreichend ist zum Etablieren von Quellstrahlpfaden zu dem Kondensor, welche das Objektiv sowohl einschließende als auch ausschließende Ausgangsstrahlpfade des Kondensors erzeugen.

14. Ein System nach jedem der Ansprüche 2 bis 13 und außerdem enthaltend eine in dem oder jedem Lichtstrahl optisch angeordnete Vorkondensorlinse.

15. Ein System nach Anspruch 14, in welchem die optischen Achsen des Kondensors und der Vorkondensorlinse gefluchtet

sind und in welchem die Vorkondensorlinse längs ihrer Achse relativ zu der Kondensorlinse körperlich bewegbar ist.

16. Ein System nach Anspruch 14 oder 15, in welchem die Vorkondensorlinse außerdem eine zugehörige Leuchtfeldirisblende einschließt.

17. Ein System nach jedem der Ansprüche 2 bis 16 und außerdem enthaltend Mittel zum Aufnehmen einer Probe in einer Probenebene zwischen dem Kondensor und dem. Objektiv und in welchem es eine Vielzahl von Ausgangsstrahlpfaden gibt und diese Pfade in Umfangsrichtung im wesentlichen abstandsgleich verteilt sind oder in der Probenebene mit im wesentlichen rechten Winkeln gegeneinander versetzt sind.

18. Ein System nach Anspruch 17 und außerdem enthaltend Komplementärfilter, die in den Quellstrahlpfaden zwischen der Lichtquelle und dem Kondensor angeordnet sind.

19. Ein System nach Anspruch 18, in welchem jedes der Filter entweder ein Planpolarisator oder ein Zirkularpolarisator ist.

20. Ein System nach Anspruch 19 und außerdem enthaltend ein zum Empfangen von Licht von dem Objektiv angeordnetes Linsenokular, worin das oder jedes Polarisationsfilter in der Lichtquelle zwischen dem Lichtquellmittel und dem Kondensor und zwischen dem Objektiv und dem Ablenkmittel angeordnet ist.

21. Ein System nach jedem der Ansprüche 1 bis 20, außerdem enthaltend eine optisch in dem oder in jedem Lichtstrahl angeordnete Zoomlinse.

22. Ein System nach jedem der Ansprüche 3 bis 21, in welchem das Strahlablenkmittel Faseroptiken enthält.

23. Ein System nach Anspruch 22, außerdem enthaltend Faserop-

-S-

tik-Positionsmittel.

24. Ein Verfahren zum Vergrößern der Auflösung einer Probe in einem ein Linsenobjektiv mit einer optischen Achse aufweisenden Lichtmikroskop, enthaltend den Verfahrensschritt:
Richten einer Vielzahl von von der Probe kommenden Lichtstrahlen längs schief zur optischen Achse des Objektivs stehenden Pfaden auf das Objektiv.

25. Ein Verfahren nach Anspruch 24, außerdem enthaltend einen Linsenkondensor mit einer optischen Achse, umfassend die zusätzlichen Verfahrensschritte:

Richten einer Vielzahl unabhängiger Lichtstrahlen auf den Kondensor längs nicht mit dessen optischer Achse zusammenfallender Pfade;

Justieren der Richtung der Pfade der Lichtstrahlen zu dem Kondensor, bis die den Kondensor verlassenden Lichtstrahlen längs Pfaden gelenkt werden, die das Objektiv einschließen und schief relativ zur optischen Achse des Objektivs verlaufen .

26. Ein Verfahren nach Anspruch 24, in welchem die Richtung der Pfade der Lichtstrahlen auf den Kondensor justiert wird, bis die den Kondensor verlassenden Lichtstrahlen auf Pfade gelenkt werden, welche auf dem maximalen, das Objektiv einschließenden Winkel relativ zur optischen Achse des Objektivs liegen.

27. Ein Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, in welchem die Zahl der Strahlen wenigstens zwei ist und in welchem die Strahlen gegeneinander entweder um 90 oder 180° in Umfangsrichtung um die optische Achse des Kondensors versetzt werden.

28. Ein Verfahren zur Echtzeit-3D-Abbildung mit verbesserter Auflösung in einem Durchlichtmikroskop, das einen Lichtkondensor mit einer optischen Achse und ein Linsenobjektiv mit einer optischen Achse, ein Quellmittel von Quell-Lichtstrah-

len und ein zweiäugiges Okular aufweist, welches Verfahren die Schritte umfaßt:

Richten zweier unabhängiger Lichtstrahlen von diesen Quellmitteln zu dem Kondensor längs Pfaden, welche nicht mit der optischen Achse des Kondensors zusammenfallen sowie zwischen 90 und 180° relativ zur optischen Achse des Kondensors gegeneinander versetzt werden und welche Ausgangsstrahlpfade von dem Kondensor bilden, die schief zur optischen Achse des Objektivs liegen und das Objektiv einschließen;

Anordnen von Komplementärfiltern in den Quellstrahlpfaden zwischen der Lichtquelle und dem Kondensor; und
Anordnen eines weiteren Satzes von Komplementärfiltern an dem Okular.

29. Das Verfahren nach Anspruch 28, weiterhin umfassend den Schritt zum Ausrichten von Lage und Winkel des Quellstrahlpfads zwischen der Lichtquelle und dem Kondensor zum Steuern der Parallaxe.

30. Das Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, in welchem der Kondensor eine Vorkondensorlinse und ein Iris-Diaphragma einschließt, weiterhin umfassend das Justieren der Iris-Öffnung zum Einstellen der Feldtiefe.