DE3108389A1 - Microscope having electrically selectable illumination and viewing - Google Patents
Microscope having electrically selectable illumination and viewingInfo
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Abstract
Description
Mikroskop mit elektrisch wählbarer BeleuchtungMicroscope with electrically selectable lighting
und Betrachtung Mikroskop mit elektrisch wählbarer Beleuchtung und Betra.chtung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mikroskope, an welchen die Beleuchtungs- und/oder Betrachtungsweise geändert werden kann. and viewing Microscope with electrically selectable Illumination and Viewing The present invention relates to microscopes, at which the lighting and / or perspective can be changed.
Zum Stand der Technik auf dem Gebiet der Mikroskope werden die US-Patente Nr. 2,516,907, Nr. 3.161,717, Nr. 3,561,876, Nr. 3,628,848, Nr. 3,646,608, Nr. 3,658,405, Nr. 3,851,949, Nr. 3,846,009, Nr. 4,127,318, Nr.4,148,552 genannt. Bei diesen bekannten Mikroskopen sind ein oder mehrere Elemente einstell- oder veränderbar, um die Beleuchtungs- oder die Betrachtungseigenschaften der Mikroskope verändern zu können. Jedoch erfordern solche Mikroskope einige komplizierte mechanische und physikalische Änderungen, um die erwünschten Effekte erzielen zu könnten.The state of the art in the microscope field includes US patents No. 2,516,907, No. 3,161,717, No. 3,561,876, No. 3,628,848, No. 3,646,608, No. 3,658,405, No. 3,851,949, No. 3,846,009, No. 4,127,318, No. 4,148,552 mentioned. With these well-known Microscopes are one or more elements that can be adjusted or changed in order to or to be able to change the viewing properties of the microscope. However, require such microscopes make some complicated mechanical and physical changes, in order to be able to achieve the desired effects.
Verschiedene Beleuchtungseffekte, Durchlichtbeleuchtung, Auflichtbeleuchtung, Hellfeldbeleuchtung, Schräbeleuctung, Abblendbeleuchtung, Phasenkontrastbeleuchtung, Differential-Polarisationsbeleuchtung u.d;l., werden benutzt zur Verbesserung der Sichtbarkeit von verschiedenen Objekten im Mikroskop.Various lighting effects, transmitted light, reflected light, Bright field lighting, oblique lighting, low beam lighting, phase contrast lighting, Differential polarization lighting and the like are used to improve the Visibility of different objects in the microscope.
Eine Flüssigkristall-Diaphragma-Anordnung für eine fotographische Kamera ist in der US-PS 3,955,208 dargestellt.A liquid crystal diaphragm assembly for photographic The camera is shown in U.S. Patent 3,955,208.
Das Diaphragma besteht aus zwei aufeinander gelegten Zellen, welche konzentrisch angeordnete ringförmige Elektroden aufweisen, die mit einer elektronischen Steuerschaltung zur Änderung des Durchlaßbereiches des Diaphragmas verbunden sind.The diaphragm consists of two cells placed one on top of the other, which have concentrically arranged annular electrodes with an electronic Control circuit for changing the pass band of the diaphragm are connected.
Eine elektro-optische Einrichtung zur Abbildung geschlossener Ringbilder ist in der US-PS dargestellt, bei der halbkreisförmige Elektroden zu geschlossenen Ringen zusamnengesetzt sind, die in entsprechend aufeinandergelegten Flüssigkristallzellen untergebracht sind.An electro-optical device for displaying closed ring images is shown in the US-PS in which semicircular electrodes are closed Rings are composed in correspondingly stacked liquid crystal cells are housed.
Die US-PS 2,388,858 offenbart ein Stereogerät, bei dem ein Wollaston-Prisma vor einem Objektiv zur Teilung des Bildes in zwei im rechten Winkel polarisierte Bilder angeordnet ist. Polarisierungsfilter , die ebenfalls im rechten Winkel zu einander orientiert sind, sind vor dem zugeordneten rechten und linken Okular positioniert, um nur das zugeordnete Bild durchlassen zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes. Die Ähnlichkeit der Wirkungsweise eines Wollaston-Prismas mit einem Rochon-Prisma und eine einfachen doppelbrechenden Kristall aus Quarz oder Kalzit ist außerdem offenbart.US-PS 2,388,858 discloses a stereo device in which a Wollaston prism polarized at right angles in front of a lens to divide the image into two Images is arranged. Polarizing filters that are also at right angles to it are oriented towards each other are positioned in front of the assigned right and left eyepieces, to allow only the associated image to pass through to generate a stereoscopic image. The similarity of the operation of a Wollaston prism with a Rochon prism and it is a simple birefringent crystal made of quartz or calcite as well disclosed.
Ein Vergleichsbetrachter, dargestellt in der US-PS 3,450,4so, weist einen Mechanismus auf, mit welchem entweder stereoskopische oder monoskopische Betrachtung eingestellt werden kann durch Verwendung einer beidäugigen Okularanordnung.A comparative observer, shown in US Pat. No. 3,450,4so, points out a mechanism by which either stereoscopic or monoscopic viewing can be adjusted using a binocular eyepiece assembly.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop, mit dem eine oder mehrere Beleuchtungsbedingungen, wie Durchgangsbeleuchtung, Einfallbeleuchtung, Schrägbeleuchtung, Abbiendbeleuchtung, Dunkelfeldbeleuchtung, Hellfeldbeleuchtung, Phasenkontrastbeleuchtung, Differential-Polarisationsbeleuchtung, u.dgl., mit Hilfe eines elektronischen Steuersystems vorgewählt werden können.An object of the invention is to provide a lighting device for a microscope with which one or more lighting conditions, such as passage lighting, Incident lighting, oblique lighting, side lighting, dark field lighting, Bright field lighting, phase contrast lighting, differential polarization lighting, and the like. Can be preselected with the aid of an electronic control system.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop, welche eine neuartige Beleuchtung und/oder Betrachtung eines Mikroskopob-Objektes ermöglicht.Another object of the invention is to provide a lighting device for a microscope, which has a novel illumination and / or viewing of a Microscope object allows.
Diese und weiter Aufgaben werden bei einem Beleuchtungssystem gemäß der Erfindung dadurch gelöst , daß in den Strahlengang des von der Lichtquelle austretenden und durch das Kondensorlinsensysten tretenden Lichtes eine elektrisch gesteuerte I,ichtUbertragungseinheit e ngesetzt ist, die eine zum Strahlengang des Lichtes senkrecht angeordnete Schicht aus elektro-optischem Material aufweist, welche an den einander gegenüberliegenden Seiten mit transparenten Elektroden zur Bildung einer Mehrzahl von unterschiedlichen Erregungsmustern für das elektro-optische Material versehen sind, und daß eine elektrische Steuerschaltun zur selektiven Ansteuerung der Elektroden vorgesehen ist zur Erregung des elektro-optischen Materials entsprechend den vorgewählten Mustern.These and other tasks are in accordance with a lighting system the invention achieved in that in the beam path of the emerging from the light source and an electrically controlled light passing through the condenser lens system I, ichttransmission unit is set, the one to the beam path of the light having a vertically arranged layer of electro-optical material, which at the opposite sides with transparent electrodes for formation a plurality of different excitation patterns for the electro-optical material are provided, and that an electrical control circuit for selective control the electrodes are provided for exciting the electro-optical material accordingly the selected patterns.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, daß die jeweiligen Beleuchtungsbedingungen durch elektrische Steuerungen wä.hlbar sind; daher können vielseitige elektrische Steuerschaltungen zum selektiven Betreiben des Beleuchtungssystems verwendent werden.A major advantage of the invention is that the respective lighting conditions through electrical controls are selectable; therefore can be versatile use electrical control circuits to selectively operate the lighting system will.
Vorzugsweise enthält die elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheit Mittel zur Erzeugung einer Mehrzahl von unterschiedlich lichten und dunklen Mustern in dem Licht, welches durch die Kondensorlinsen geht, entsprechend der Erregung der vorgewählten Teile des elektro-optischen Materials durch die elektrische Steuerschaltung, und weiter enthält die elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheit Mittel, die auf die elektrische Steuerschaltung ansprechen, zur Erzeugung einer unterschiedlichen Polarisationscharakteristik in einem vorgewählten, durch die elektrisch gesteuerte Bichtübertragungseinheit gehenden Lichtnuster relativ zu einem zweiten vorgewählten, durch die elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheit gehenden Lichtmuster.Preferably, the electrically controlled light transmission unit includes Means for generating a plurality of different light and dark patterns in the light that passes through the condenser lenses according to the excitation the preselected parts of the electro-optic material by the electrical control circuit, and further the electrically controlled light transmission unit includes means which respond to the electrical control circuit to generate a different Polarization characteristics in a preselected, controlled by the electrically Light pattern going through the light transmission unit relative to a second preselected, light pattern passing through the electrically controlled light transmission unit.
Andere Aufgaben, Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen in Verbindung mit den Zeichnungen.Other objects, advantages, and objects of the invention will emerge from the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawings.
Anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausfiihrungsbeispiele dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert; es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Mikroskops gemaß der Erfindung im Schnitt, Figur 2 eine Schnittansicht eines Teiles einer Lichtsteuerzelle einer elektrisch gesteuerten Tichtiibertragungseinheit des Mikroskops gemäß Figur 1, Figur 3 eine Grundansicht einer Elektrodenanordnung einer Lichtsteuerzelle der Lichtübertragungseinheit gemäß Figur 1 und 5 zur Erzeugung eines Teiles eines Ringmusters, Figur 4 eine Grundansicht einer Elektrodenanordnung einer Zelle der Lichtübertragungseinheit gemäß Figur 1 und 5 zur Erzeugung eines anderen Teiles eines Ringmusters zur Ergänzung des Ringteiles gemäß Figur 3, Figur 5 ein Blockschaltbild einer elektrischen Steuerschaltung und einer elektrisch gesteuerten Tichtübertragungseinheit des Mikroskops gemäß Figur 1, Figur 6 eine Grundansicht einer Elektrodenstruktur einer Polarisationssteuerzelle der Lichtübertragungseinheit gemäß Figur 5, Figur 7 eine Grundansicht einer Elektrodenstruktur einer Strahlenwählzelle der Lichtübertragungseinhei.t gemäß Figur 5 in vergrößerter Darstellung gegenüber Figur 6, Figur 8 eine Grundansicht einer Elektrodenanordnung einer Punktwählsteuerzelle, welche alternativ in eine Tichti-hertragungseinheit gemäß Figur 5 eingesetzt werden könnte, Figur 9 eine schematische Schnittansicht eines abgewandelten Teiles eines Mikroskops gemäß der Erfindung, Figur 10 eine schematische Schnittansicht eines abgwandelten Teiles eines Mikroskops gemäß der Erfindung, Figur 11 ein Blockschaltbild eines Teiles einer abwandelten elektrischen Steuerschaltung zum Betreiben einer Lichtübertragungseinheit in einem Mikroskop. gemäß der Erfindung, Figur 12 eine Grundansicht einer Doppelbrechungsplatte in einem Mikroskop gemäß Figur 10 darstellend die Versetzung des Sichtstrahlenbildes einer Polarität, Figur 19 ein Diagramm einer Ausführung, welche in einem Mikroskop gemäß der Erfindung enthalten sein kann, Figur 14 eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Mikroskops gemäß der Erfindung, Figur 15 ein Blockschaltbild einer Phaseneinstellzelle bei einem Mikroskop gemäß Figur 14, Figur 16 eine schematische Darstellung eines Teiles einer abgewandelten elektrischen Steuerschaltung, Figur 17 eine schematische Darstellung eines Teiles einer anderen abgewandelten elektrischen Scha.ltung, welcher in der Steuerschaltung gemaß der Erfindung eingesetzt werden kann, Figur 18 eine Blockschaltung eines Teiles einer abgewandelten elektrischen Schaltung zur Steuerung der Phaseneinstellzelle gemäß Figur 15, Figur 19 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Beleuchtungssteuereinheit eines Mikroskops gemäß der Erfindung, Figur 20 ein Blockschaltbild einer variablen Phaseneinstellung und Musterfiltereinheit, welche zum Ersatz der Phaseneinstelleinheit gemäß Figur 14 und 15 geeignet ist, In Figur 1 ist schematisch ein Mikroskop gemäß der Erfindung dargestellt, das eine elektrisch gesteuerte Tichtiibertragungseinheit 20 enthält, die in einem Beleuchtungskondensorsystem des Mikroskops zusammen mit einer elektrischen Steuerschaltung 22 zum Betreiben der LichtZbertragungseinheit 20 angeordnet ist. Die Lichtübertragungseinheit ändert und läßt das Licht zum Beleuchten eines Objektes 24 durch.On the basis of the drawing, in which several exemplary embodiments are shown are, the invention is explained in more detail; They show: FIG. 1 a schematic view of a microscope according to the invention in section, Figure 2 is a sectional view of a Part of a light control cell of an electrically controlled light transmission unit of the microscope according to FIG. 1, FIG. 3 shows a basic view of an electrode arrangement a light control cell of the light transmission unit according to Figures 1 and 5 for generation of a part of a ring pattern, FIG. 4 shows a basic view of an electrode arrangement a cell of the light transmission unit according to Figure 1 and 5 for generating a other part of a ring pattern to complement the ring part according to Figure 3, Figure 5 is a block diagram of an electrical control circuit and an electrically controlled one Tube transmission unit of the microscope according to FIG. 1, FIG. 6 shows a basic view an electrode structure of a polarization control cell of the light transmission unit according to FIG. 5, FIG. 7 shows a basic view of an electrode structure of a beam selection cell the light transmission unit according to Figure 5 in an enlarged view opposite FIG. 6, FIG. 8 a basic view of an electrode arrangement of a point selection control cell, which are alternatively used in a cable transmission unit according to FIG could, Figure 9 is a schematic sectional view of a modified Part of a microscope according to the invention, Figure 10 is a schematic sectional view of a modified part of a microscope according to the invention, FIG. 11 is a block diagram part of a modified electrical control circuit for operating a Light transmission unit in a microscope. according to the invention, Figure 12 a Showing a basic view of a birefringence plate in a microscope according to FIG the offset of the visual ray image of a polarity, FIG. 19 a diagram of a Design which can be included in a microscope according to the invention, FIG 14 is a schematic sectional view of another embodiment of a microscope according to the invention, FIG. 15 shows a block diagram of a phase adjustment cell a microscope according to FIG. 14; FIG. 16 shows a schematic representation of a part a modified electrical control circuit, Figure 17 is a schematic representation part of another modified electrical circuit, which is in the Control circuit according to the invention can be used, Figure 18 is a block circuit part of a modified electrical circuit for controlling the phase adjustment cell according to FIG. 15, FIG. 19 shows a schematic representation of a modified lighting control unit of a microscope according to the invention, FIG. 20 is a block diagram of a variable Phase adjustment and pattern filter unit, which can be used as a replacement the Phase adjustment unit according to Figure 14 and 15 is suitable, in Figure 1 is schematic a microscope according to the invention is shown having an electrically controlled light transmission unit 20 contains, which in an illumination condenser system of the microscope together with an electrical control circuit 22 for operating the light transmission unit 20 is arranged. The light transmission unit changes and allows the light to illuminate of an object 24.
Das dargestellte Mikroskop enthält sowohl ein Durchlichtbeleuchtungssystem 26 als auch ein Auflichtbeleuchtungssystem 28 ; jedoch könnte das Mikroskop nur eines der beiden Beleuchtungssysteme aufweisen. Innerhalb jedes der beiden Beleuchtungssysteme 26 und 28 ist eine elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheit 20 angeordnet. Zum Betreiben der Lichtübertragungseinheiten 20 sind Steuerschaltungen 22 vorgesehen; jedoch könnte nur eine einzige Steuerschaltung 22 für beide Lichtübertragungseinheiten 20 vorgesehen sein. Herkömmliche Lichtquellen 29 erzeugen das durch die Einheiten gehende Licht. Die Lichtübertragungseinheiten 20 können auch zwischen den Kondensorlinsen von anderen herkömmlichen Mikroskopen eingebaut werden, ohne wesentliche Änderung des Gehäuses und der Linsensysteme der Mikroskope sowie ihres Herstellungsprozesses.The microscope shown contains both a transmitted light illumination system 26 as well as a reflected light illumination system 28; however, the microscope could only have one of the two lighting systems. Inside each of the two lighting systems 26 and 28, an electrically controlled light transmission unit 20 is arranged. Control circuits 22 are provided for operating the light transmission units 20; however, only a single control circuit 22 could be used for both light transmission units 20 may be provided. Conventional light sources 29 generate this through the units going light. The light transmission units 20 can also be between the condenser lenses from other conventional microscopes can be incorporated without significant change the housing and lens systems of the microscopes and their manufacturing process.
Das Mikroskop hat ein herkömmliches Gehäuse 30, in welchem ein Objektiv 32 und ein Paar von Okularen 34 und 36 untergebracht sind. Ein halbdurchlässiger Reflektor 40 und ein Reflektor 46 lenken die eine Hälfte des Lichts vom Objektiv 32 gegen das Okular 36, während Reflektoren 44 und 42 die andere Hälfte des Lichtes von dem Objektiv 32 gegen das Okular 36 lenken. Zur Auflicht- oder Durchlichtbeleuchtung enthält das Teleskop einen teilweise durchlässigen Reflektor 52, der das einfallende Licht vom Kondensorsystem 28 über das Objektiv 32 zu einem Objekt 24 leitet. Die Reflektoren 40, 42, 44, 46 und 52 können Prismen, Spiegel oder andere geeignete Lichtablenkvorrichtungen sein.The microscope has a conventional housing 30 in which an objective 32 and a pair of eyepieces 34 and 36 are housed. A semi-permeable Reflector 40 and a reflector 46 direct one half of the light from the lens 32 against the eyepiece 36, while reflectors 44 and 42 the other half of the light from the lens 32 against direct the eyepiece 36. For incident light or The telescope contains transmitted light illumination with a partially transparent reflector 52, the incident light from the condenser system 28 via the lens 32 to a Object 24 directs. The reflectors 40, 42, 44, 46 and 52 can be prisms, mirrors or other suitable light deflection devices.
Jede der beiden elektrisch gesteuerten LichtübertragungE-einheiten 20 ist geeignet zur wählbaren Änderung einer oder mehrerer Charakteristiken, wie z.B. Mustern, Farbe und/oder Polarsation des Lichtes, welches von der Lichtquelle 29 kommend das Objekt 24 in Abhängigkeit von der elektrischen Steuerschaltung 22 beleuchtet.Each of the two electrically controlled light transmission units 20 is suitable for a selectable change of one or more characteristics, such as e.g. patterns, color and / or polarization of the light emitted by the light source 29 coming the object 24 as a function of the electrical control circuit 22 illuminated.
In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrisch gesteuerten Tichtübertragungseinheit 20 dargestellt. Die Einheit 20 enthält eine Mehrzahl von Ubereinandergelegten Musterwählzellen 60, 62 und 64, die zwischen Polarisatoren 66 und 68 angeordnet und zusammen mit einer Polarsationssteuerzelle 70 durch Haltemittel 72 zusammengefaßt sind.In Figure 5 is an embodiment of an electrically controlled Tight transmission unit 20 is shown. The unit 20 includes a plurality of Overlaid pattern dial cells 60, 62 and 64 between polarizers 66 and 68 arranged and together with a polarization control cell 70 by holding means 72 are summarized.
Wenn die Lichtquelle 29 polarisiertes Licht abgibt, kann der Polarisator 66 entfallen.When the light source 29 emits polarized light, the polarizer 66 are not applicable.
Jede der Zellen 60, 62, 64 und 70 besteht, wie Figur2 zeigt, aus einer Schicht aus elektro-optischem Flüssigkristallmaterial, z.B. einer herkömmlichen nematischen Flüssigkeit 76, die zwischen transparenten Elektroden 78 und 80 angeordnet ist. Die Elektroden 78 und 80 sind gestaltet in erwünschten Mustern u.liegen an durchsichtigen Substraten 82 und 84.Each of the cells 60, 62, 64 and 70 consists of one, as shown in FIG Layer of electro-optic liquid crystal material such as a conventional one nematic liquid 76 arranged between transparent electrodes 78 and 80 is. The electrodes 78 and 80 are designed in desired patterns and abut clear substrates 82 and 84.
Das Flüssigkristallmaterial 76 ist so gewählt, daß sich die Polarisationsebene des quer durchgehenden Lichtes dreht, wenn an das Flüssigkristallmaterial 76 über die Elektroden 78 und 80 Spannung angelegt wird. Wenn die Elektroden 78 und 80 nicht an Spannung liegen, wird die Polarisationsebene des Lichtes nicht gedreht. Die Polarisatoren sind so orientiert dargestellt, daß sich ihre Polarisationsrichtungen im rechten Winkel kreuzen, sodaß das Leicht durch die Lichtübertragungseinheit 20 nur durchgeht, wenn eine oder mehrere der Elektroden der Zellen 60, 62 und 64 erregt sind.The liquid crystal material 76 is chosen so that the plane of polarization of the transversely passing light turns, when attached to the liquid crystal material 76 through the electrodes 78 and 80 voltage is applied. When the electrodes 78 and 80 are not connected to voltage, the plane of polarization of the light is not rotated. The polarizers are shown oriented so that their polarization directions cross at right angles so that the light through the light transmission unit 20 only passes when one or more of the electrodes of cells 60, 62 and 64 is energized are.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Polarisatoren in gleicher Richtung orientiert sind, sodaß das Licht frei durch die Einheit geht, wenn die Zellen 60, 62 und 64 nicht erregt sind, und das Licht wahlweise abgeblockt oder abgeblendet wird, wenn eine oder mehrere der Elektroden der Zellen 60, 62 und 64 erregt sind.Another possibility is that the polarizers are in the same Oriented so that the light passes freely through the unit when the Cells 60, 62 and 64 are not energized, and the light is optionally blocked or blocked is dimmed when one or more of the electrodes of cells 60, 62 and 64 are excited.
Die Zellen 60, 62 und 64 können so beschaffen sein, daß die Einheit unterschiedliche Farben überträgt,wenn unterschiedliche Spannungen an die Elektroden angelegt werden.The cells 60, 62 and 64 can be designed so that the unit transmits different colors when different voltages are applied to the electrodes be created.
Beispiele von Elektrodenmustern für die Zellen 60, 62 und 64 sind in den Figuren 3, 4 und 7 dargestellt. Die Zellen 60 und 62 haben bogenförmige Elektroden 85 und 86, welche, wenn sie entsprechend übereinandergelegt sind, sich zu ringförmigen Streifen ergänzen, welche eine kreisförmige Elektrode 87 konzentrisch umgeben. Die Musterzelle 64 hat radial angeordnete keilförmige Elektroden 88, wie Figur 7 zeigt.Examples of electrode patterns for cells 60, 62 and 64 are shown in FIGS. 3, 4 and 7. The cells 60 and 62 have arcuate electrodes 85 and 86, which, if they are superimposed accordingly, become annular Add strips that surround a circular electrode 87 concentrically. the Sample cell 64 has radially arranged wedge-shaped electrodes 88, as FIG. 7 shows.
Ein anderes Beispiel von Musterelektroden, die für den Gebrauch in den Zellen der Einheit 20 geeignet sind, ist in Figur 8 dargestellt. Parallel zueinander angeordnete transparente Streifenelektroden 91 erstrecken sich kreuzweise über parallel nebeneinander angeordnete tranparente Strei- fenelektroden 9), sodaß bei Erregung eines Elektrodenpaares (eine obere Elektrode 91 und eine untere Elektrode 93) das Flüssigkristallmaterial zwischen den überkreuzten Feldern der gewählten Elektroden erregt wird. Eine herkömmliche Serienerregungsschaltung 95 kann eingesetzt werden zum Erzeugen einer Mehrzahl von Punkten oder Feldern im Fliissigkristallmaterial, welches nur zwischen den vorgewählten Elektrodenpaaren und nicht zwischen oberen und unteren Elektroden von nicht gewählten Paaren erregt wird. Diese Serienerregungsschaltung 95 nützt die Zeitverögerung aus, welche für das Plüssigkristallmaterial erforderlich ist, um sich von dem erregten Zustand in den unerregten Zustand zu ändern, und stellt zyklische und aufeinanderfolgende Erregungsspannungen für die entsprechenden korrespondierenden Elektrodenpaare mit einer Frequenz zur Verfügung, die groß genug ist,.um eine Relaxion des Flüssigkristallmaterials zu verhindern. Viele andere Elektrodenanordnungen, z.B. Punktreihen, Kombinationen von polaren und radialen Streifen u.dgl. könnten verwendet werden, um verschiedene Muster und Punkte der Beleuchtung zu erzeugen.Another example of pattern electrodes suitable for use in suitable for the cells of the unit 20 is shown in FIG. Parallel to each other arranged transparent strip electrodes 91 extend crosswise over parallel transparent stripes arranged next to each other window electrodes 9), so that when a pair of electrodes (an upper electrode 91 and a lower Electrode 93) the liquid crystal material between the crossed fields of the selected electrodes is excited. A conventional series excitation circuit 95 can be used to create a plurality of points or fields in the liquid crystal material, which only between the selected electrode pairs and not between the upper ones and lower electrodes of unselected pairs are energized. This series excitation circuit 95 takes advantage of the time lag required for the Plüssigkristallmaterial is to change from the excited state to the unexcited state, and represents cyclic and successive excitation voltages for the corresponding corresponding Electrode pairs with a frequency that is large enough to allow relaxation of the liquid crystal material. Many other electrode arrangements, e.g. rows of dots, combinations of polar and radial stripes, and the like used to create various patterns and points of lighting.
Die Einheit 20 kann also mehr oder weniger Zellen zwischen den Polarisatoren 66 und 68 enthalten, um irgendwelche Muster und Musterkombinationen zu bilden.The unit 20 can therefore have more or fewer cells between the polarizers 66 and 68 to form any patterns and combinations of patterns.
Die Polarisationssteuerzelle 70 hat scheibenförmige Elektroden 89, wie Figur 6 zeigt, welche sich über den vollen Querschnitt des Lichtpfades erstrecken, sodaß der Polarisationswinkel des durch die Einheit 20 gehenden Dichtes durch Erregung der Zelle 70 geändert werden kann.The polarization control cell 70 has disc-shaped electrodes 89, as Figure 6 shows, which extend over the full cross-section of the light path, so that the angle of polarization of the density passing through unit 20 by excitation of cell 70 can be changed.
Ein Beispiel einer elektrischen Steuerschaltung 22, die für die Lichtübertragungseinheit 20 geeignet ist, ist in Figur 5 dargestellt. Sie enthält einen Wähler 90 mit korrespondierenden Ausgängen, welche mit den Elektroden der Musterwählzellen 60 und 62 verbunden sind, einen Wähler 92, der mit seinen korrespondierenden Ausgängen mit den Elektroden der Strahlenwählzelle 64 verbunden ist, und einen Wäfler 94, der mit seinem Ausgang mit einer Elektrode der Polarisationssteuerzelle 70 verbundenist. Eine treibende Spannungsquelle, z.B.ein 120 oder 140 Hz Oszillator 96, geeignet zur Erregung der Flüssigkristallzellen 60, 62, 64 und 70, ist über einstellbare Spannungsteiler 100 und 102 mit den Eingängen der Wähler 90 und 92 verbunden. Die Wähler 90, 92 und 94 sind analoge Schalteinrichtungen, welche wahlweise betätigt werden können, um die Erregerspannungen den Elektroden der Zellen 60, 62, 64 und 70 zuzufUhren. In einfacher Ausführung sind die Wähler 90 und 92 Kontaktbänke von handbetätigten Schaltern und der Wähler 94 ist ein einfacher Handschalter.An example of an electrical control circuit 22 used for the light transmission unit 20 is suitable is shown in FIG. It contains a voter 90 with corresponding Outputs which are connected to the electrodes of the pattern selection cells 60 and 62, a selector 92, which with its corresponding outputs with the electrodes the beam selection cell 64 is connected, and a wafer 94, which with its output is connected to one electrode of the polarization control cell 70. A driving force Voltage source, e.g. a 120 or 140 Hz oscillator 96, suitable for exciting the Liquid crystal cells 60, 62, 64 and 70, is via adjustable voltage dividers 100 and 102 connected to the inputs of the selectors 90 and 92. Voters 90, 92 and 94 are analog switching devices that can be operated optionally to to apply the excitation voltages to the electrodes of cells 60, 62, 64 and 70. In In a simple design, the selectors 90 and 92 are contact banks of manually operated switches and the selector 94 is a simple manual switch.
Die Spannungsteiler 100 und 102 weisen entsprechende variable Bereiche auf, die zur Farbauswahl geeignet sind.The voltage dividers 100 and 102 have respective variable ranges suitable for color selection.
Zum Gebrauch des Mikroskops gemäß Figur 1 mit den Tichtilbertragungseintleiten 20 und den elektrischen Steuerschaltungen 22, wird nur eine der beiden Steuerschaltungen 22 eingeschaltet zum Betreiben der zugeordneten Einheit 20, um das Objekt 24 entweder mit Durchlichtbeleuchtung 26 oder mit Auflichtbeleuchtung 28 zu beleuchten. Durch die Wahl eines der Außenringe der Elektroden 85 und 86 zur Übertragung von Licht zum Beleuchten des Objektes 24, wird Dunkelfeldbeleuchtung erhalten. Durch die Wahl innerer Ringe der Elektroden 85 und 86 und/oder der kreisförmigen Elektrode 87, erhält man Hellfeldbeleuchtung. Schrägfeldbeleuchtung oder Abblendbeleuchtung wird durch Wahl einer oder mehrerer Elektroden 88 der Strahlenwählzelle 64 erzielt. Die Polarisationssteuerzelle 70 kann geschaltet werden, um unterschiedliche Polaritätseigenschaften des Objektes betrachten zu können.To use the microscope according to FIG. 1 with the light transmission introductions 20 and the electrical control circuits 22, only one of the two control circuits becomes 22 switched on to operate the associated unit 20 to the object 24 either to illuminate with transmitted light illumination 26 or with incident light illumination 28. By the choice of one of the outer rings of electrodes 85 and 86 to transmit light to illuminate the object 24, dark field lighting is obtained. By choice inner rings of electrodes 85 and 86 and / or circular electrode 87, receives man bright field lighting. Oblique lighting or low beam lighting is achieved by choosing one or more electrodes 88 of the beam selection cell 64. The polarization control cell 70 can be switched to have different polarity properties to be able to view the object.
Die Potentiometer 100 und 102 werden eingestellt, um unterschiedliche Parben der Beleuchtung zu erzeugen.The potentiometers 100 and 102 are set to be different Create parbs of lighting.
In Figur 19 ist ein abgeändertes Beleuchtungssystem dargestellt, welches entweder mit Durchlichtbeleuchtung 26 oder mit Auflichtbeleuchtung 28 arbeiten kann. Es enthält zwei elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheiten 110 und 112, welche das Licht von zwei zugeordneten Lichtquellen 114 und 116 steuern, und Polarisatoren 111 und 113, um polarisiertes Licht im rechten Winkel zueinander zu erzeugen. Eintritts-Kondensorlinsen 118 und 120 sind den zugeordneten Lichtquellen 114 und 116 vorgeschaltet. Ein teilweise durchlässiger Reflektor 122 ist im Strahlengang der Lichtquelle 114 und der Lichtübertragungseinheit 110 angeordnet, um Licht von der Tichtquelle 116 durch die Lichtübertragungseinheit 112 zur Austrittslinse 124 zu lenken.In Figure 19, a modified lighting system is shown which can work either with transmitted light illumination 26 or with incident light illumination 28. It contains two electrically controlled light transmission units 110 and 112, which control the light from two associated light sources 114 and 116, and polarizers 111 and 113 to generate polarized light at right angles to each other. Entrance condenser lenses 118 and 120 are connected upstream of the assigned light sources 114 and 116. A partial Transparent reflector 122 is in the beam path of light source 114 and the light transmission unit 110 arranged to receive light from the light source 116 through the light transmission unit 112 to direct the exit lens 124.
Eine elektrische Steuerschaltung 22 betreibt die Lichtübertragungseinheiten 110 und 112. Die Lichtübertragungseinheiten 110 und 112 sind ähnlich der Lichtübertragungseinheit 20, nur mit der Ausnahme, daß die Polarisatoren 111 und 113 den zugeordneten Eintritts-Kondesorlinsen 118 und 120 und den ichtqucllen 114 und 116 zwischengeschaltet sind. Die LichtUbertragungseintleiten 110 und 112 weisen Musterwählzellen auf, welche ähnlich oder unterschiedlich von denen der anderen Einheit sein können. Die Lichtübertragungseinheiten 110 und 112 können gleichzeitig betrie- ben werden, um kombinierte Austrittslichtmuster zu erhalten, oder können einzeln betrieben werden, um eine größere Variation der Austrittslichtmuster zu erhalten. Die Tichtübertragungseinheiten 110 und 112 benötigen keine Polarsationssteuerzelle, um unterschiedliches polarisiertes Austrittslicht zu erhalten, sondern durch entsprechende Wahl der Lichtübertragungseinheiten 110 und 112 wird die Austrittspolarisation bestimmt. Eine Differential- Polarisationsbeleuchtung kann dadurch erzielt werden, die Lichtübertragungseinheiten 110 und 112 gleichzeitig betrieben werden, um unterschiedliche Muster und WinkeJmit den jeweiligen Polaritäten des Lichtes zu beleuchten.An electrical control circuit 22 operates the light transmission units 110 and 112. The light transmission units 110 and 112 are similar to the light transmission unit 20, with the exception that polarizers 111 and 113 correspond to the associated entrance condenser lenses 118 and 120 and the non-sources 114 and 116 are interposed. Initiate the light transmission 110 and 112 have pattern dial cells which are similar or different from those of the other unit can be. The light transmission units 110 and 112 can be operated simultaneously ben to combined exit light patterns to maintain, or can be operated individually to allow for a greater variation in the Obtain exit light pattern. The key transmission units 110 and 112 require no polarization control cell to avoid different polarized exit light but by choosing the light transmission units 110 accordingly and 112 the exit polarization is determined. Differential polarization lighting can be achieved by having the light transmission units 110 and 112 at the same time operated to different patterns and angles with the respective polarities to illuminate the light.
Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in Figur 9 dargestellt, wo ein Paar von Polarisatoren 130 und 132 im Lichtpfad der Okulare 34 und 36 eingeschaltet ist. Die Polarisationswinkel der Polarisatoren 130 und 132 sind im rechten Winkel zueinander gezeigt; sie könnten aber auch gleich oder einstellbar sein. Die Polarisatoren 130 und 132 können an der Eintrittsseite der Okulare 34 und 36 angeordnet sein, wie dargestellt, oder auch an der Austrittsseite oder innerhalb des Okularlinsensystems. Alternativ kann auch irgend ein anderes geeignetes Polarsationssystem benutzt werden, um das durch die Okulare tretende oder von den Okularen austretende Licht auf die jeweiligen Polaritäten zu beschränken. Ein pseudo-stereoskopischer Effekt kann erzeugt werden, wenn die Polarisatoren 130 und 132 mit Differentia-Polarisationsbeleuchtung betrieben werden.Another embodiment is shown in Figure 9, where a Pair of polarizers 130 and 132 in the light path of eyepieces 34 and 36 switched on is. The polarization angles of polarizers 130 and 132 are at right angles shown to each other; but they could also be the same or adjustable. The polarizers 130 and 132 can be arranged on the entry side of the eyepieces 34 and 36, as shown, or also on the exit side or within the ocular lens system. Alternatively, any other suitable polarization system can be used, around the light passing through or exiting the eyepieces onto the to restrict respective polarities. A pseudo-stereoscopic effect can be created when polarizers 130 and 132 have differential polarization illumination operate.
Eine Abwandlung der Steuerschaltung ist in Figur 11 gezeigt; sie hat Gatter 140 und 142, z.B.UND-Gatter, NAND-Gatter etc., welche die Elektroden 88 der Lichtübertra- gungseinheit 20 steuern. Die ersten Eingänge der Gatter 140 und 142 sind mit dem Oszillator 96 verbunden. Ein Rechteckoszillator 144 versorgt die Polarisationssteuerzelle 70 und ist über Polarisationswähleinrichtung 146 mit den zweiten Eingängen der Gatter 140 und 142 verbunden.A modification of the control circuit is shown in FIG. 11; she has Gates 140 and 142, e.g. AND gates, NAND gates, etc., which the electrodes 88 of the Light transmission control unit 20. The first entrances to the Gates 140 and 142 are connected to oscillator 96. A square wave oscillator 144 powers the polarization control cell 70 and is via polarization selector 146 connected to the second inputs of gates 140 and 142.
Die Polaritätswähleinrichtung 146 enthält Schalter 150 und 152 zur Zuführung entweder nichtinvertierter oder invertierter Signale (durch Inverter 154) vom Recheckoszillator 144 zu denzweiten Eingängen der Gatter 140 und 142. Die dritten Eingänge der Gatter 140 und 142 sind mit Kontakten von Drehschaltern 156 und 158 verbunden, welche zur Auswahl der Gatter in der Steuerschaltung 22 dienen, um ein Eletrodenpaar 88 zur Wirkung zu bringen. Die Gatter 140 und 142 sind üblicherweise integriert in einer CMOS-integrierten Schaltkreiseinheit 159, deren Eingang mit dem Schieber eines Potentiometers 160 verbunden ist. Mit dem Potentiometer 160 wird eine variable Ausgangsspannung zur Farbvorwahl für die Lichtübertragungseinheit 20 vorgegeben.The polarity selector 146 includes switches 150 and 152 for Supply of either non-inverted or inverted signals (by inverter 154) from square oscillator 144 to the second inputs of gates 140 and 142. The third Inputs of gates 140 and 142 are to contacts of rotary switches 156 and 158 connected, which serve to select the gates in the control circuit 22 to a To bring electrode pair 88 to effect. Gates 140 and 142 are common integrated in a CMOS integrated circuit unit 159, the input of which with the slide of a potentiometer 160 is connected. With the potentiometer 160 a variable output voltage for color preselection for the light transmission unit 20 specified.
Zum Betrieb des in Figur 9 und 11 dargestellten Mikroskops, werden die Elektroden 88 wechselweise angesteuert, um Licht durch die Lichtübertragungseinheit 20 synchron mit der Polarisationssteuerzelle 70 durchzulassen, d.h. die linke Elektrode wird erregt, um Licht während der negativen Halbwelle der Ausgangsspannung des Oszillators 144 durchzulassen; dieses Licht geht durch die Polarisationssteuerzelle 70 ohne Drehung seiner Polarisation. Die rechte Elektrode gemäß Figur 11 wird erregt, um Licht während der positiven Halbwelle der Ausgangsspannung des Oszillators 144 durchzulassen, während welcher die Polarsationssteuerzelle 70 erregt wird, um die Polarität des Lichtes um 90 zu drehen. Auf diese Weise wird dem zu prüfenden Ob- jekt 24 wechselweise licht von unterschiedlichen Richtungen zugeführt. Die Polarisatoren 130 und 132 und die Okulare 34 und 36 lassen nur das ihnen zugeordnete polarisierte Licht durch und erzeugen so eine Art pseudo-stereoskopischen Effekt für den Betrachter. Vorzugsweise arbeitet der Oszillator 144 mit einer Frequenz im Bereich von etwa 30 bis 60 Hertz, um zu vermeiden, daß der Betrachter ein Plimmern beobachtet.To operate the microscope shown in FIGS. 9 and 11, the electrodes 88 are alternately driven to allow light to pass through the light transmission unit 20 in synchronism with the polarization control cell 70, i.e. the left electrode is excited to light during the negative half cycle of the output voltage of the oscillator 144 let through; this light passes through the polarization control cell 70 without Rotation of its polarization. The right electrode according to Figure 11 is excited to To let light through during the positive half cycle of the output voltage of the oscillator 144, during which the polarization control cell 70 is energized to determine the polarity of the Turn the light by 90. In this way, the ob- ject 24 alternately light supplied from different directions. The polarizers 130 and 132 and the eyepieces 34 and 36 leave only the polarized one assigned to them Light passes through, creating a kind of pseudo-stereoscopic effect for the viewer. Preferably, the oscillator 144 operates at a frequency in the range of about 30 to 60 Hertz to avoid the observer observing a flicker.
Ein stereoskopisches Bild kann durch eine Ausführung erzeugt werden, wie sie in Figur 10 dargestellt ist. Dort ist eine Doppelbrechungsplatte 162, z.B. eine Quarz- oder Kalzitplatte, zwischen dem Objektiv 32 und dem Objekt 24 eingesetzt. Wie Figur 12 zeigt, wird das Bild 164 einer Polarität seitlich verschoben in Bezug auf das Bild, das durch die normale Polarität gebildet wird. Da mit den Polarisatoren 130 und 132 gemäß Figur 9 nur die Polaritäten der zugeordneten Bilder 164 und 166 erfaßt werden, kann ein echtes stereoskopisches Bild des Objektes 24 nur durch das einzige Objektiv 32 erhalten werden. Wenn eine Durchlichtbeleuchtung 26 benutzt wird, ist eine zweite Doppelbrechungsplatte 168 erforderlich, die in Bezug auf Doppelbrechungsplatte 162 entgegengesetzt orientiert ist; diese ist zwischen der Durchlichtbeleuchtung 26 und dem Objekt 24 angeordnet, um das Licht einer das Objekt 24 beleuchtenden Polarität abzulenken, damit man eine geeignete Beleuchtung erhält.A stereoscopic image can be generated by performing as shown in FIG. There is a birefringent plate 162, e.g. a quartz or calcite plate, inserted between the objective 32 and the object 24. As FIG. 12 shows, the image 164 is shifted laterally with respect to one polarity on the image formed by the normal polarity. There with the polarizers 130 and 132 according to FIG. 9 only the polarities of the associated images 164 and 166 can be detected, a real stereoscopic image of the object 24 can only be through the only lens 32 can be obtained. If a transmitted light illumination 26 is used a second birefringence plate 168 is required, which is related to birefringence plate 162 is oppositely oriented; this is between the transmitted light illumination 26 and the object 24 are arranged in order to illuminate the object 24 with the light of a light Divert polarity in order to obtain suitable lighting.
In der in Figur 13 dargestellten Ausführungsform ist eine Doppelbrechungsplatte 170, z.B. ein Ronchon- oder Wollastonprisma, an der Tichtaustrittsseite der Lichtübertragungseinheit 20 angeordnet. Die Doppelbrechungsplatte 170 trennt die beiden orthogonal polarisierten Lichtstrahlen entsprechend dem erregten oder unerregten Zustand der Polarisationssteuerzelle 70 gemäß Figur 5 in der T;ichtübertragungseinheit 20. Tichtstrahlen der einen Polarität haben einen unterschiedlichen Winkel als Lichtstrahlen der anderen Polarität, sodaß ein anderer Beleuchtungswinkel dadurch erzielbar ist, daß der Erregungszustand der Polarisationssteuerzelle 70 geändert wird.In the embodiment shown in Figure 13, there is a birefringence plate 170, e.g. a Ronchon or Wollaston prism, on the light exit side of the light transmission unit 20th arranged. The birefringence plate 170 separates the two orthogonally polarized ones Light rays corresponding to the excited or de-energized state of the polarization control cell 70 according to FIG. 5 in the light transmission unit 20. Light rays of one polarity have a different angle than light rays of the other polarity, so that a different angle of illumination can be achieved in that the state of excitation of the Polarization control cell 70 is changed.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14 ist ein modifiziertes Mikroskop dargestellt, welches eine abgeänderte elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheit enthält. Sie weist eine elektrisch steuerbare Phaseneinheit auf, welche allgemein mit 200 bezeichnet ist und welche durch eine Phasensteuerschaltung 202 betrieben wird. Die in Figur 15 dargestellte Phaseneinheit 200 enthält ein Paar von Musterwählzellen 204 und 206, wobei jede von diesen eine Kombination von Zellen sein kann, z.B. von Musterwählzellen 60 und 62 gemäß Figur 3,4 und 5, einer Punktwählsteuerzelle gemäß Figur 8 oder irgend einer anderen erwünschten Musterwählzelle oder Zellen. Zum Gebrauch des Mikroskos gemäß Figur 14 für Phasenkontrast-Mikroskopie, entha.lten die Musterwählzellen 204 und 206 ein Elektrodenmuster, welches entweder komplmentär oder dasselbe ist, wie ein Elektrodenmuster in der Lichtübertragungseinheit 20 für Durchlichtbeleuchtung 26 oder Auflichtbeleuchtung 28. Eine Phasenein-:telleinheit, allgemein bezeichnet nit 210, ist zwischen den Musterwählzellen 204 und 206 angeordnet und enthält ein Paar von gegensätzlich orientierten piezoelektrischen Doppelbrechungsplatten 212 und 214, welche unmittelbar aufeinanderliegen und an den Außenflächen mit transparenten Elektroden 216 und 218 versehen sind. Die Doppelbrechungsplatten 212 und 214 können beispielsweise aus Quarz oder Kalzit bestehen. EinPotentiometer 220 ist parallel zu einer Spannungsquelle geschaltet; eine der Elektroden 216 ist mit dem Schieber und die andere Elektrode 218 mit dem Ende des Potentiometers 220 so verbunden,daß an den Elektroden 216 und 218 eine einstellbare Spannung anliegt zur wählbaren Dicke der Doppelbrechungsplatten 212 und 214.In the exemplary embodiment according to FIG. 14, there is a modified microscope shown, which is a modified electrically controlled light transmission unit contains. It has an electrically controllable phase unit, which generally denoted at 200 and which is operated by a phase control circuit 202 will. The phase unit 200 shown in Figure 15 includes a pair of pattern selection cells 204 and 206, each of which can be a combination of cells, e.g. Pattern selection cells 60 and 62 according to FIGS. 3, 4 and 5, a point selection control cell according to FIG Figure 8 or any other desired pattern dial cell or cells. For use of the microscope according to FIG. 14 for phase contrast microscopy, contain the pattern selection cells 204 and 206 an electrode pattern which is either complementary or the same, such as an electrode pattern in the light transmission unit 20 for transmitted light illumination 26 or incident light illumination 28. A phase adjustment unit, generally referred to nit 210, is located between pattern select cells 204 and 206 and contains a Pair of oppositely oriented piezoelectric birefringence plates 212 and 214, which lie directly on top of one another and have transparent on the outer surfaces Electrodes 216 and 218 are provided. The birefringence plates 212 and 214 can, for example consist of quartz or calcite. A potentiometer 220 is in parallel with a voltage source switched; one of the electrodes 216 is with the slide and the other electrode 218 connected to the end of the potentiometer 220 so that the electrodes 216 and 218 an adjustable voltage is applied to the selectable thickness of the birefringent plates 212 and 214.
Die Musterwählzellen 204 und 206 werden durch eine Steuerschaltung 222 betrieben, welche Teil der Phasensteuerschaltung 202 ist. Sie ist ähnlich ausgebildet wie die Steuerschaltung 22 , die - wie zuvor beschrieben - zum Betreiben der Musterwählzellen dient. Die Doppelbrechungsplatten 212 und 214 sind so orientiert, daß sie das Licht verzögern, welches seine Polarität durch die Musterwählzelle 206 gedreht hat, und daß sie das Licht ungehindert durchlassen, welches beim Durchgang durch die Musterwählzelle 206 seine Polarität nicht gedreht hat. Andrerseits können die Doppelbrechungsplatten 212 und 214 so orientiert sein, daß sie das Sicht verzögern, welches durch die Musterwählzelle 206 ohne Drehung der Polartät durchgeht, und das Licht ungehindert durchlassen, welches durch die Musterwählzelle 206 seine Polarität gedreht hat. Die Phaeneinheit 200 kann wahlweise eine Polarisationssteuerzel-224 le/enthalten, welche im wesentlichen dieselbe ist, wie die Polarisationssteuerzelle 70 der Lichtübertragungseinheit; sie kann in Verbindung mit den Polarisatoren 130 und 132 gebraucht werden, die den Okularen zur Erzielung eines stereoskopischen Effektes vorgeschaltet sind.The pattern selection cells 204 and 206 are controlled by a control circuit 222 operated, which is part of the phase control circuit 202. It is trained similarly such as the control circuit 22, which - as previously described - for operating the pattern selection cells serves. The birefringence plates 212 and 214 are oriented to capture the light delay which has rotated its polarity through pattern select cell 206, and that they let through the light unhindered, which when passing through the pattern selection cell 206 has not reversed its polarity. On the other hand, the birefringence plates 212 and 214 should be oriented so as to delay the view passed through the pattern dial cell 206 goes through without turning the polarity, and lets the light through unhindered, which has reversed its polarity by pattern selection cell 206. The phase unit 200 may optionally include a polarization control cell 224 which essentially is the same as the polarization control cell 70 of the light transmission unit; it can be used in conjunction with the polarizers 130 and 132, the Eyepieces are connected upstream to achieve a stereoscopic effect.
Das Mikroskop gemäß Figur 14 enthält ein Photometer 226, das so angeordnet ist, daß es einen Teil des durch die Phaseneinheit 200 gehenden Lichtes empfängt. In herkömmlicher Weise sind die beiden Reflektoren 40 und 44 teilweise durchlässig und das Photometer ist so angeordnet, daß es das durch die Reflektoren 40 und 44 gehende Leicht erhält.The microscope according to FIG. 14 contains a photometer 226, the is arranged so that there is a portion of the light passing through the phase unit 200 receives. Conventionally, the two reflectors 40 and 44 are partial transparent and the photometer is arranged so that it passes through the reflectors 40 and 44 easy going gets.
Um mit dem in Figur 14 und 15 dargestellten Mikroskop eine Phssenkontrast-Mikroskopie durchzuführen, wird die Nicht übertragungseinheit 20 so betrieben, daß sie ein kreisförmiges oder ein ringförmiges Tichtmuster durchläßt , und die Musterwählzellen 204 und 206 werden so betrieben, daß entweder die Polarisationsebene des unabgelenkten Strahlenbündels entsprechend dem Lichtmuster der Lichtübertragungseinheit 20 gedreht wird oder es wird die Polarisationsebene des abgelenkten Dichtes entsprechend dem ungebrochenen Lichtbündel gedreht und zu Mustern vereinigt, die durch die IJichtübertragungseinheit 20 vorgewählt sind. Mit dem Potentiometer 220 wird über die Phaseneinstelleinheit 210 die Phase einer Polarität des Lichtes eingestellt. Die an den Doppelbrechungsplatten 212 und 214 angelegte Spannung paßt die Dicke der Platten der gewählten Verzögerung der Lichtstrahlen an, welche entsprechend der Polarsation durch die Musterwählzelle 206 gedreht worden sind. Danach dreht die Musterwählzelle 204 den Strahl, welcher durch die Musterwählzelle 206 gedreht worden ist, zurück in seine ursprüngliche Richtung, wobei das Licht dann durch die Okulare 34 und 36 geht und normal betrachtet werden kann.To use the microscope shown in FIGS. 14 and 15, a phase contrast microscopy to perform, the non-transmission unit 20 is operated to have a circular shape or transmits an annular groove pattern, and the pattern selection cells 204 and 206 are operated so that either the plane of polarization of the undeflected beam is rotated according to the light pattern of the light transmission unit 20 or it becomes the plane of polarization of the deflected density corresponding to the unbroken Light bundles rotated and combined into patterns, which are transmitted by the light transmission unit 20 are preselected. The potentiometer 220 is used to adjust the phase setting unit 210 set the phase of a polarity of the light. The ones on the birefringence plates Voltage applied to 212 and 214 matches the thickness of the plates of the selected delay of the light rays, which according to the polarization through the pattern selection cell 206 have been shot. Thereafter, the pattern selection cell 204 rotates the beam, which rotated by pattern select cell 206 back to its original Direction, the light then going through the eyepieces 34 and 36 and viewed normally can be.
Die Einstellung der Phase des abgelenkten Tichtbündels relativ zu dem unabgelenkten Lichtbündel, ergibt eine Interferenz, wenn das abgienkte und das unabgelenkte nicht Sünde] wieder vereinigt sind. Dadurch wird ein ,größerer Kontrast der Abbildung des Objektes 24 erzielt.Adjusting the phase of the deflected tube bundle relative to the undeflected light beam, results in interference when that dissipated and that undistracted not sin] are reunited. This becomes a, bigger one contrast the imaging of the object 24 is achieved.
Das Mikroskop gemäß Figur 14 und 15 kann auch verwendet werden zur Messung der Höhe oder der relativen Phasenverschiebung zwischen aufgespalteten Punkten des Objektes 24, wenn die Lichtübertragungseinheit 20 so betrieben wird, daß die aufgespalteten Punkte des Objektes 24 beleuchtet und die Musterwählzellen 204 und 206 so betrieben werden, daß die Polarisationsebenendes Lichtes entsprechend dieser Punkte gedreht wird. Das Licht von den zwei Punkten kann kombiniert und dem Photometer 226 zugeführt werden, sodaß durch Einstellung des Potentiometers 220 ein Nullabgleich oder ein Spitzenabgleich des Photometers 220 vorgenommen werden kann, je nach dem, ob eine aufbauende oder zerstörende Interferenz des Lichtes vorliegt. Wenn die Auflichtbeleuchtung 28 als Beleuchtung gewählt wird, kann ein solcher Nullabgleich der Phase zur Messung der relativen Höhe zwischen den beleuchteten Punkten des Objektes 24 benutzt werden, und wenn die Durchlichtbeleuchtung 26 als Beleuchtung gewählt wird, kann die relative Verzögerung oder Phasenverschiebung der aufgespalteten Lichtstrahlen bestimmt werden, die durch die beleuchteten abgespalteten Teile des Objektes 24 vorgegeben sind.The microscope according to FIGS. 14 and 15 can also be used for Measure the height or relative phase shift between split points of the object 24 when the light transmission unit 20 is operated so that the split points of the object 24 illuminated and the pattern selection cells 204 and 206 are operated so that the polarization planes of the light correspond to this Points is rotated. The light from the two points can be combined and sent to the photometer 226 are fed, so that by setting the potentiometer 220 a zero balance or a peak trim of the photometer 220 can be made, depending on whether there is a constructive or destructive interference of the light. When the incident light 28 is selected as lighting, such a zero adjustment of the phase for the measurement the relative height between the illuminated points of the object 24 are used, and if the transmitted light illumination 26 is selected as the illumination, the relative Delay or phase shift of the split light beams can be determined, which are predetermined by the illuminated parts of the object 24 that have been split off.
Eine elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheit und eine elektrische Steuerschaltung, ähnlich der zuvor beschriebenen Lichtübertragungseinheit 20 und der Steuerschaltung 22, kann anstelle der Phaseneinheit 200 und der Phasensteuerschaltung 202 der Figur 14 verwendet werden; oder eine abgewandelte elektrisch gesteuerte Lichtübertragungseinheit mit Phasensteuerung, wie in Figur 20 gezeigt, kann an die Stelle der Phaseneinheit 200 gemäß Figur 14 gesetzt werden, um eine räumliche Filterung des Lichtes vom Objekt nach dem Durchgang durch das Objektiv zu ermöglichen. Für nanche räumliche Filterungsfunktionen ist die Lichtübertragungseinheit 20 in dem Beleuchtungssystem nicht erforderlich. Die modifizierte Lichtübertragungseinheit gemäß Figur 20 enthält Polarisatoren 227 und 228, die an den Außenseiten der in Serie angeordneten Musterwählzelle 206, der Phaseneinstelleinheit 210 und der Musterwhlzelle 204 angeordnet sind. Wenn eine Tichtquelle 29 gewählt wird, die Polarisiertes Licht aussendet, oder wenn die Tichtübertragungseinheit 20 in dem Beleuchtungssystem enthalten ist, ist der Polarisator 227 nicht erforderlich und kann entfernt sein. Eine räumliche Filterung, Fourier-Tranformations-Filterung o.dgl., des Lichtes von dem Objektiv kann zum Vergrößern des Bildes oder zum Auffinden gewahlter Filder benutzt werden.An electrically controlled light transmission unit and an electrical one Control circuit, similar to the previously described light transmission unit 20 and of the control circuit 22 may be used instead of the phase unit 200 and the phase control circuit 202 of Figure 14 may be used; or a modified electrically controlled one Light transmission unit with phase control, as shown in Figure 20, can be connected to the Place of the phase unit 200 according to FIG. 14 is set be to a spatial filtering of the light from the object after it has passed through the lens to enable. The light transmission unit is responsible for some spatial filtering functions 20 not required in the lighting system. The modified light transmission unit according to Figure 20 contains polarizers 227 and 228, which are attached to the outer sides of the in Series arranged pattern selection cell 206, the phase adjusting unit 210 and the pattern selection cell 204 are arranged. If a light source 29 is chosen, the polarized light emits, or if the light transmission unit 20 included in the lighting system polarizer 227 is not required and can be removed. A spatial one Filtering, Fourier transform filtering, or the like, of the light from the lens can be used to enlarge the image or to find selected images.
Zum Betrieb der in Figur 20 gezeigten Ausführung werden die Musterwählzellen 204 und 206 so angesteuert, daß nur die vorgewählten Tichtmuster durchgehen. Die Phaseneinstelleinheit 210 wird so betrieben, daß die Phase des durch die Musterwählzelle 206 vorgewählten Musters relativ zur Phase des durch die Musterwählzelle 204 vorgewählten Musters geändert werden kann, um eine Bildvergrößerung oder eine Interferenz zwischen den vorgewählten Bildteilen zu erzeugen, die zum Auffinden eines gewählten Objektes oder von Objekten geeignet ist.To operate the embodiment shown in Figure 20, the pattern select cells 204 and 206 controlled in such a way that only the preselected stitch patterns go through. the Phase adjusting unit 210 is operated so that the phase of the by the pattern selection cell 206 preselected pattern relative to the phase of that preselected by pattern selection cell 204 Pattern can be changed to increase image size or interference between to generate the preselected image parts, which are used to find a selected object or from objects.
In Figur 16 ist ein abgeänderter Steuerschaltungsteil dargestellt, welcher eine integrierte Schaltung 230 enthält.A modified part of the control circuit is shown in FIG. which includes an integrated circuit 230.
Diese hat analoge Schalter 232, von diesen ist nur einer dargestellt, zur Verbindung des Schiebers des Potentiometers 100 mit den zugeordneten Elektroden der Musterwählzelle oder der Polarisationssteuerzelle. Jeder analoge Schalter wird durch ein Gatter 234 betätigt, dessen einer Eingang mit einer Elementewählleitung 236, z.B. von einem der Wähler 90, 92 oder 94 gemäß Figur 5, und dessen anderer Eingang mit einer Phasensteuerleitung 238, z.B. vom Phasenwähler 146 gemäß Figur 11, verbunden ist. Der Schalter 232 wird während der positiven Halbwelle des Phasensteuersignals an Leitung 238 betätigt, wenn die Elementewählleitung 236 erregt ist.This has analog switches 232, of which only one is shown, for connecting the slide of the potentiometer 100 to the associated electrodes the pattern selection cell or the polarization control cell. Any analog switch will operated by a gate 234, one input of which is connected to an element select line 236, e.g. from one of the voters 90, 92 or 94 according to FIG. 5, and the others Input with a phase control line 238, e.g. from phase selector 146 according to FIG 11, is connected. The switch 232 is activated during the positive half cycle of the phase control signal on line 238 actuated when element select line 236 is energized.
Figur 17 zeigt eine Ausführung, bei der die Steuerung der Elektroden der Musterwählzellen und die Steuerung der Polarisationssteuerzelle von einem Computer erfolgen. Der Computer enthält ein Schaltwerk (latch) 242, welches die Wählleitung 244 zu einem Eingang eines Gatters 246 steuert, welches die Elektrode betreibt. Ein zweites Schaltwerk (latch) 248 des Computers 240 steuert einen Schalter 250, welcher die Phase des Oszillators 144 wählt und dem Eingang des Gatters 246 zuführt. Der Antriebsoszillator 94 ist mit dem dritten Eingang des Gatters 246 verbunden.FIG. 17 shows an embodiment in which the control of the electrodes the pattern selection cells and the control of the polarization control cell from a computer take place. The computer contains a switching mechanism (latch) 242 which controls the selection line 244 to an input of a gate 246 which operates the electrode. A second switching mechanism (latch) 248 of the computer 240 controls a switch 250, which selects the phase of the oscillator 144 and feeds it to the input of the gate 246. The drive oscillator 94 is connected to the third input of the gate 246.
Schaltwerke (latches) 252 können wahlweise mit einem Digital-Analog-Wandler 254 verbunden werden, welcher die Kraft-Eingangsspannung für die das Gatter 246 enthaltende CMOS-Einheit 256 steuert zur Farbauswahl, wenn die Zelle betätigt ist. Der Computer 240 kann so betrieben werden, daß er das Schaltwerk 248 mit der Frequenz von einem oder beiden der Oszillatoren 94 und 144 betreibt und den Ausgang des Schaltwerkes 248 unmittelbar mit dem Eingang des Gatters 246 verbindet, sodaß der Oszillator 94 und/oder der Oszillator 144 und der Schalter 250 unnötig werden.Switching mechanisms (latches) 252 can optionally be equipped with a digital-to-analog converter 254, which is the power input voltage for the gate 246 CMOS unit 256 containing controls for color selection when the cell is actuated. The computer 240 can be operated to switch the switching mechanism 248 at the frequency operated by one or both of the oscillators 94 and 144 and the output of the switching mechanism 248 connects directly to the input of gate 246, so that the oscillator 94 and / or the oscillator 144 and switch 250 become unnecessary.
Eine Messung sowohl der Größe als auch der Phasenverschiebung erlaubt eine Ausführung des Mikroskops, wie sie in Figur 14 dargestellt ist. Die dort vorgesehene Phasenzelle 200 kann automatisch durch den Computer 240 gemäß Figur 18 angesteuert werden, wobei der Computer 240 über einen Digital-Analog-Wandler 262 die Spannung an den Elektroden 216 und 218 der Phaseneinstelleinheit 200 steuert.A measurement of both the size and the phase shift is allowed an embodiment of the microscope as shown in FIG. The one provided there Phase cell 200 can be controlled automatically by computer 240 according to FIG. 18 the computer 240 via a digital-to-analog converter 262 the voltage at the electrodes 216 and 218 of the phase adjustment unit 200 controls.
Eine einen Photo-Detektor 264 und einen Dunkelstromsensor 266 enthaltende Einheit ersetzt das Photometer gemäß Figur 14. Das Ausgangssignal des Photo-Detektors 264 wird in einer Vergleicherschaltung 268 mit dem Ausgangssignal des Dunkelstromsensors 266 verglichen. Der Computer 240 prüft eine Nullbedingung des dem Photo-Detektor 264 zugeführten Lichtes während der Änderung des Digital-Analog-Ausganges 262, um die Höhe oder die Phasenverschiebung zu bestimmen. Der Computer 240 kann ferner gebraucht werden, um das Objekt abzutasten, wenngeeignete Mustersteuersellen vorgesehen sind mit gespalteten Abtast-Punktelektroden oder anderen für die Abtastung geeigneten Elektroden.One including a photo detector 264 and a dark current sensor 266 Unit replaces the photometer according to Figure 14. The output signal of the photo detector 264 is in a comparator circuit 268 with the output signal of the dark current sensor 266 compared. The computer 240 checks for a zero condition of the photo detector 264 supplied light during the change of the digital-analog output 262 to determine the height or phase shift. The computer 240 can also can be used to scan the object if appropriate pattern controls are provided are with split scanning point electrodes or others suitable for scanning Electrodes.
Da viele Abwandlungen und Abänderungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele insbesondere im Detail noch möglich sind, dürfen die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen nicht im beschränkenden Sinne ausgelegt werden.There are many modifications and variations of the exemplary embodiments described in particular are still possible in detail, the above description and the drawings are not to be construed in a limiting sense.
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