用于显微检测物的对比方法和装置制造方法及图纸

一种对比方法及一种实施此方法的装置，采用此装置对振幅和／或相位物进行显微检测时可以实现立体对比。为此对会聚透镜的入射光瞳进行局部非对称的遮挡并同时在物镜的出射光瞳上产生扇形光阑的象，其中相位片的相位扇区应至少部分地遮盖象。相位扇区的大小可以与象的切口的大小相匹配；但它也可以更小。在后者的情况下，扇形光阑可以附加配备衰弱扇区，该扇区由具有一定的衰减系数的半透明材料制成。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种显微检测物为振幅和/或相位的光学对比方法。在对物进行显微检测时，特别是对具有不同光学厚度的物范围的活性未染色的细胞和细胞组织材料或无色透明材料进行显微检测时，需要采用对比方法，借助比方法可以实现肉眼对物结构的较好的辨别。例如公知的在显微镜的照相侧翼可以采用如下方法实现“倾斜”照明，将孔径光阑偏离光学(照明)轴推移。这种公知的对比方法的缺点在于，其重复性差，成本过高并且需对每个物镜重新调整。另一种公知方法是相位对比方法。它是通过将相应的光学器材置入物镜的后焦面而产生对比效应的。鉴于纯相位物仅改变光线的相位，而不会改变光线的振幅，并且肉眼或光学片可以对振幅差而不是相位差做出响应，所以在明视物象中是不能看到它们的。采用公知的相位对比方法时，由(相位)物引起的相位差被“转换”成振幅差并因此肉眼可见。策尔尼克已认识到，只需将照明光线相位变化λ/4，就能消除相位物和振幅物间的差别，即，使相位结构完全像振幅结构一样变得肉眼可见。在实践中人们利用一种环形片-所谓的“相位环”，相位环被置放在物镜的后焦面上。相位环具有一定的厚度和吸收作用。采用相位环的前提条件是，照明光线由环形光源射出。这一点在结构上是通过在聚光镜范围内装置的光阑实现的。由于该光阑的直径和宽度会影响照明孔径，照明孔径必须与物镜孔径保持一定的比例，所以一种公知的相位对比聚光镜具有多个与物镜共扼的环形光阑，这结环形光阑例如配置在一个转换器盘上。其缺点在于，对每个显微镜物镜必须配备一个专门设计的环形光阑并置于作用位置。此外不能实现“立体效应”，并且例如在检测液体室时将会面临工艺上的困难。其它几种公知的对比方法涉及的是霍夫曼提出的调制对比。缺点是制作消耗过高，这是因为必须采用专用物镜，这些物镜是非旋转对称的。此外，这种方法很难操作。最后要提及的是干涉对比方法，但该方法是建立在对复杂的晶体光学定向的光学偏振元件的应用上，因此制作工艺的耗费很大并因此成本昂贵。此外采用这种公知的方法是不能检测例如置于塑料标本容器内的物体的，这是因为塑料材料会影响偏振状况。所以本专利技术的任务是，避免已知方法的缺点，并提出一种综合光学对比方法，该方法操作简单，并且适用范围很大，可以检测所有加以考虑的物体，其中除相位对比外附加进行立体对比。本专利技术的任务还在于，提出一种不采用偏振光学器件的相应的装置。该任务根据本专利技术采用本文件开始时提及的方式的方法通过a)对会聚透镜的入射光瞳进行局部非对称选除，并且b)在物镜的出射光瞳上产生的扇形光阑的象至少部分被非对称的相位扇区遮盖来实现。附图对本专利技术进一步做了描述，其中附图说明图1a为显微镜的照明和成象光路部分示意图;图1b为本专利技术的扇形光阑的俯视图;图1c为本专利技术的相位片的俯视图;图2为在带有方位正确定向的相位扇区的本专利技术的相位片上的扇区光阑象。图1a为显微镜的照明和成象光路的一部分的示意图。其轴与光轴5重合的照明光束，由光源L射出，在穿过会聚透镜1后，首先通过作为孔径光阑的光阑A，接着是会聚透镜2，接着投射在或投射到显微检测的透明物上，在图中透明物用标本P表示。精确地说，P指的是标本载片，例如平行平面的载玻片，在载玻片中心的由光轴5穿过的平面范围内，原标本位于物面O上。这个标本物可以是纯振幅物或纯相位物或两种物的混合形式。在离开物之后，照明或成象光束穿过物镜3，然后是筒式透镜4。这种光学-几何结构已是公知的。图1a与克勒照明配置相符。在这里要强调的是，其它的照明配置，例如所谓的“临界照明”也都可以是必要的光学单个器件的结构配置的基础。L′表示会聚透镜2的前焦面;它也被称作会聚透镜2的“入射光瞳”。已提及的孔径光阑A位于会聚透镜入射光瞳的附近或相接近。L″表示物镜3的后焦面;它也被称作物镜3的“出射光瞳”。Z表示中间象面，L′、O、L″和Z面为共扼面。显微镜目镜(或毛玻璃板或荧光屏)完善了照明或成象系统。但出于简化起见，在此未示出。如图1b所示，本专利技术的扇区光阑S位于聚光镜的前焦面L′上。图1b与图1a相比示出了一个在绘图面翻转的光阑。光轴5的轨迹为圆心点。扇区光阑S具有一个弧形切口，即弧形“扇区”6，α表示该扇区的角度。在扇区6的两侧，在图示的情况下有两个对称配置的衰减扇区D。就其作用下面还要进一步说明。原则上讲，可以制作无附加衰减扇区D的本专利技术的扇区光阑S。在这种情况下，扇区光阑仅由一不透明材料制成的圆片构成，该圆片如上所述，具有一角度为α的扇形切口6。此外，在物镜3的后焦面L″上或在其附近，有一本专利技术结构的相位片7。在图1c中示出的相位片，其向绘图平面翻转90度。相位片由透明材料(例如玻璃)制成的圆形平行平面片构成，并具有一扇形范围，该范围被称作相位扇区8。β表示扇区角度。相位膜已是公知的。例如可以指的是MgF2薄层，就如该膜在已知的相位环中的所用一样。通过相位片的光束的相位位置和强度将受到此相位扇区8有目的的影响。其总配置应使弧形切口6的象的面积和角度α有关，并与相位扇区8的面积和角度β一致。但也可以使相位扇区8小于或大于弧形切口6的象。此外还可以进行相位片7的方位定向，使相位扇区8在图S′的切口中不对称。为了进一步形象化，请参见图2。图2以比图1b和图1c大一些的比例，示出了光阑A在后焦面L″上投影的象A′，参见用虚线表示的圆周线A′。由于在后焦面L″位置上还有带其相位扇区8的相位片7，所以扇区角度为β的扇区8用点阴影表示。扇区光阑S的象S′用断续网阴影表示。正如我们在上面已提及的，人们可以在开始时，对图2中用D表示的两个扇区范围不考虑。如果现在采用一个带大扇区6的扇区光阑S，同时采用一个带小相位扇区8的相位片7，即α＞β，则在图2的图示中相位扇区8就会在较大的弧形切口象的里面。这意味着，在采用对称定位时，在相位扇区8两侧就会出现两个空的、亮的扇形区域。当然对应于弧形切口象，相位扇区8非对称定位也是可以的;在这种情况下相位扇区一侧的亮的扇区部分要大于(同时角度也大于)相位扇区另一侧的亮的扇区部分。在相位片7的相应的方位旋转而造成极不对称定位的情况下，相位扇区8仅在象S′的弧形切口的一侧有一亮的扇区部分，这当然也是可以的。为了减轻在这类情况下由于两个亮的扇区部分而造成在L″面上的过强的过照射，为了“衰减”过照射，扇区光阑可以附加配备衰减扇区D(参见图1b)，衰减扇区由具有一定透光性的透明材料构成。例如可以是灰色滤光镜或滤色镜。考虑到衰减度(光线减弱度)，它们例如可与相位扇区8的衰减度匹配。在本专利技术的一个实施例中，例如光线减系数为15%。在图2中示出的象(带有重叠的相位扇区8)是由不透明的扇区光阑S的有选择的附加配备提供的，该附加配备是通过采用两个半透明扇区D附加在扇形开口6的两侧实现的。D′表示两个衰减扇区D的象。根据本专利技术的一个特别优选的实施例，几何扇区光阑的大小是会聚透镜光瞳的5/6。鉴于在扇区光阑S处涉及一最后直到圆中点(＝光轴5的轨迹)的“弧形切口”，所以该光阑不受某一聚光镜或物镜的焦距的影响。对应于光瞳的变化，应用也不敏感，因而也可以以共扼的物光瞳的平均值配置相位扇区8。由此实现的明显的优点是，可以在不同的焦距和光瞳位置的情况下使用标准物镜。虽然已对本专利技术的方法或装置借助透射光光路做了说明，但也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于显微检测振幅和／或相位物的对比方法，其特征在于：为了实现显微象中的立体对比度ａ）对会聚透镜（２）的入射光瞳（Ｌ′）进行局部非对称选除并且ｂ）在物镜（３）的出射光瞳（Ｌ″）上产生的扇形光阑（Ｓ）的象（Ｓ′）至少部分被非对称的相位扇区（８）遮盖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HW施坦克维茨，
申请(专利权)人：莱卡显微及系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]