DE10101711A1

DE10101711A1 - Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils in einem Strahlengang

Info

Publication number: DE10101711A1
Application number: DE10101711A
Authority: DE
Inventors: Johann Engelhardt
Original assignee: Leica Microsystems Heidelberg GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2001-08-02
Also published as: US20010009480A1; US6466381B2; DE50115765D1; JP2001235666A

Abstract

Eine Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils (1) in einem Strahlengang (2), vorzugsweise im Strahlengang (2) eines Mikroskops, insbesondere eines konfokalen Rastermikroskops, wobei mehrere optische Bauteile (1) in einer Fassung (3) justiert angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (3) als Magazin (3) in einem im Strahlengang (2) positionierten, einen Durchgang (4) für den Strahlengang (2) aufweisenden Führungsblock (5) geführt ist. Weiterhin ist zum einfachen, schnellen und präzisen Austausch der optischen Elemente unter Vermeidung einer stets erforderlichen Justage der optischen Bauteile eine Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils in einem Strahlengang (2), vorzugsweise im Strahlengang eines Mikroskops, insbesondere eines konfokalen Restermikroskops, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil als ein monolithisches Substrat (19) mit Bereichen unterschiedlicher optischer Eigenschaften ausgebildet ist und in einem im Strahlengang (2) positionierten, einen Durchgang (4) für den Strahlengang (2) aufweisenden Führungsblock (5), geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils in einem Strahlengang, vorzugsweise im Strahlengang eines Mikroskops, insbe sondere eines konfokalen Rastermikroskops, wobei mehrere optische Bauteile in einer Fassung justiert angeordnet sind.

Vorrichtungen der gattungsbildenden Art sind hinlänglich aus der Praxis bekannt. Insoweit gibt es zahlreiche Anwendungen, bei denen es erforderlich ist, mehrere optische Elemente, so beispielsweise Spiegel oder Strahlteiler, ohne großen Aufwand gegeneinander auszutauschen. In der Praxis ist jedoch der damit ver bundene Aufwand erheblich, da jedes eingesetzte optische Element erneut ju stiert werden muß.

Gattungsbildende Vorrichtungen sind als Revolver- oder Magazinfassungen be kannt, in denen mehrere optische Elemente, so beispielsweise Spiegel oder Strahlteiler, vorjustiert sind. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist es jedoch erforderlich, jedes optische Element - des Revolvers oder des Magazins - ein zeln, d. h. für sich gesehen, in der jeweiligen Arbeitsposition zu justieren, zumal bereits geringste Winkelfehler bzw. Winkelungenauigkeiten zu Abbildungsfehlern führen. Außerdem ist ein Austausch des gesamten Revolvers oder der Maga zinfassung bei hohen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit der den Strah lengang betreffenden Situation nicht möglich. Aus diesem Grunde sind die gat tungsbildenden Vorrichtungen, so beispielsweise Revolver oder Magazinfassun gen, meist fest eingebaut, so dass lediglich einzelne optische Elemente mit dem Erfordernis einer stets aufwendigen Justage austauschbar sind.

Bei einer Anwendung in der Rastermikroskopie kommt es im Falle der dort ver wendeten Strahlteiler ganz besonders darauf an, absolute Winkelgenauigkeiten von < 0,1 mrad zu erzielen, wobei die im Strahlengang befindlichen Strahlteiler während des Betriebs austauschbar sein sollten. Ein justagefreier Austausch einzelner optischer Elemente ist bislang nicht möglich. Ein Austausch des ge samten Revolvers ist denkbar, wobei danach jeder einzelne Strahlteiler erneut justiert werden muß. Dies ist aufgrund des enormen zeitlichen Aufwandes nicht akzeptabel und erfordert obendrein den Einsatz von Fachpersonal, wodurch sich die Betriebskosten erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils in einem Strahlengang derart auszu gestalten und weiterzubilden, dass der Austausch optischer Elemente einfach, schnell und präzise möglich ist. Eine stets erforderliche Justage der optischen Bauteile soll weitestgehend vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils in einem Strahlengang löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 2. Gemäß Patentanspruch 1 ist die Fassung als Magazin in einem im Strahlengang positionierten, einen Durchgang für den Strahlengang aufweisenden Führungsblock geführt.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass man an der bislang realisierten Tech nik insoweit festhalten kann, als mehrere optische Bauteile - gleicher oder unter schiedlicher Gattung - in einer Fassung justiert angeordnet sind. Diese Fassung dient in erfindungsgemäßer Weise als Magazin und ist in einem im Strahlengang fest positionierten Führungsblock geführt. Dieser Führungsblock weist einen Durchgang für den Strahlengang auf, so dass sich der Strahlengang durch den Führungsblock hindurch erstreckt. Das Magazin läßt sich im Führungsblock bewegen, wodurch die dort angeordneten optischen Bauteile - jeweils für sich - positionsgenau und in der Fassung bzw. im Magazin justiert in den Strahlengang bringbar sind. Das Magazin ist gegenüber dem Führungsblock und somit gegen über dem Strahlengang kalibriert bzw. justiert.

Gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 2 wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass das optische Bauteil als ein monolithisches Sub strat mit Bereichen unterschiedlicher optischer Eigenschaften ausgebildet ist und in einem im Strahlengang positionierten, einen Durchgang für den Strahlengang aufweisenden Führungsblock geführt ist.

Bei dem monolithischen Substrat könnte es sich beispielsweise um einen qua derförmigen Glasblock handeln, der Bereiche aufweist, die mit unterschiedlichen optischen Beschichtungen versehen sind. Diese unterschiedlichen Beschich tungen könnten die gleichen optischen Eigenschaften aufweisen, die auch die in einer Fassung justierten optischen Bauteile aufweisen. Es wäre weiterhin denk bar, dass mehrere monolithische Substrate - beispielsweise würfelförmige Glas bausteine - zu einem einzelnen optischen Bauteil zusammengeklebt bzw. zusammengekittet werden. Dieses monolithische Substrat bzw. das aus mehreren monolithischen Substraten zusammengesetzte optische Bauteil wird wie das Magazin in einem im Strahlengang fest positionierten Führungsblock geführt. Insoweit ist die Handhabung des Magazins mit der des monolithischen Substrats vergleichbar, wenn nicht identisch.

Nun ist es denkbar, das Magazin bzw. das monolithische Substrat als lineares Bauteil auszuführen, so dass letztendlich hierdurch eine einer herkömmlichen Magazinfassung vergleichbare Ausführungsform vorliegt, beispielsweise in der äußeren Form eines herkömmlichen Filterschiebers. Weiterhin ist es denkbar, das Magazin bzw. das monolithische Substrat als ein im wesentlich rotationssymmetrisches Bauteil auszuführen. Diese Ausführungsform wäre mit einer Revolverfassung vergleichbar, wobei zum Einbringen eines anderen, in dem Magazin angeordneten optischen Bauteils bzw. eines anderen Bereichs unterschiedlicher optischer Eigenschaft des Substrats in den Strahlengang das rotationssymmetrische Bauteil gedreht bzw. rotiert wird.

Wie bereits gesagt, kann das Magazin entweder als lineares Bauteil oder als ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Bauteil ausgeführt sein. Demgemäß wird das als lineare Bauteil ausgeführte Magazin im Führungsblock linear verfahren, wohingegen das rotationsymmetrische Magazin vorzugsweise um seine Rotationsachse im Führungsblock gedreht bzw. rotiert wird.

Im Hinblick auf einen justierfreien Austausch der sich in der Fassung bzw. im Magazin befindlichen optischen Bauteile bzw. des monolithischen Substrats ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die optisch aktive Fläche des Bauteils in einer Ebene parallel zu der Führungsebene des Magazins bzw. des monolithi schen Substrats liegt. Bei einmal justierten optischen Bauteilen und einer im Füh rungsblock justierten Fassung bzw. einem justierten Magazin ist eine Dejustage aufgrund der konkreten Anordnung bei Betrieb bzw. beim Verschieben des Ma gazins weitestgehend ausgeschlossen. Ebenso ist es denkbar, dass die optisch aktive Fläche des Bauteils, so beispielsweise eine Spiegelfläche oder die wirk same Fläche eines Prismas, zumindest weitgehend in der Führungsebene des Magazins bzw. des monolithischen Substrats liegt. Winkelungenauigkeiten sind insoweit wirksam vermieden, was letztendlich auf die Anordnung der optischen Bauteile in der Fassung bzw. im Magazin und die justierte bzw. kalibrierte An ordnung des Magazins im Führungsblock zurückzuführen ist.

In weiter vorteilhafter Weise ist das Magazin bzw. das monolithische Substrat in dem Führungsblock kippfehlerfrei verschiebbar. Dazu lassen sich beliebige Maßnahmen realisieren, wobei ein einfacher Austausch des Magazins gewähr leistet sein muß. Insoweit ist es auf jeden Fall erforderlich, das Magazin von oben aus dem Führungsblock entnehmen zu können.

Zur sicheren Führung des Magazins bzw. des monolithischen Substrats in dem Führungsblock ist es von Vorteil, wenn der Führungsschlitten quasi frei - bei spielsweise linear - laufen kann, jedoch in seiner Laufrichtung - auf diese - fest gelegt ist. Dazu wirkt auf das Magazin bzw. auf das monolithische Substrat ein vorzugsweise konstanter Anpressdruck, der sich auch beim Verschieben des Magazins bzw. des monolithischen Substrats nicht oder nur unwesentlich verän dert. Insoweit ist es von ganz besonderer Bedeutung, dass das Magazin zumin dest weitgehend mit konstantem, auf die Führungsfläche wirkendem Anpress druck bewegbar ist, um nämlich eine gleichmäßige Bewegung gewährleisten zu können.

Die Bewegung des Magazins bzw. des monolithischen Substrats, wodurch die jeweiligen optischen Bauteile in ihre dem Strahlengang zugeordnete Position verbringbar sind, kann im einfachsten Fall von Hand erfolgen. Ebenso ist es möglich, das Magazin bzw. das monolithische Substrat durch einen präzise ar beitenden Motor anzutreiben bzw. durch einen Motor zu bewegen. Zur Feinstel lung geeignete Elektromotoren lassen sich in beliebiger Ausführung verwenden.

Wie bereits zuvor erwähnt, dient das Magazin einerseits zur Aufnahme der opti schen Bauteile und andererseits zum Bewegen im Führungsblock. Dazu könnte das Magazin rahmenähnlich ausgebildet sein. Ebenso ist es jedoch auch denk bar, das Magazin als Durchlässe aufweisende Platte auszuführen, wobei diese Platte zwei parallele Flächen - Oberseite und Unterseite - aufweisen kann. Die dem Führungsblock zugewandte Fläche dient dann der Führung. Mit anderen Worten liegt die Platte mit ihrer unteren Fläche auf einer entsprechenden Fläche des Führungsblocks auf.

Im Rahmen einer etwas aufwendigeren Ausgestaltung könnte die Platte des Ma gazins auf der dem Führungsblock zugewandten Seite einen in eine entspre chende Ausnehmung des Führungsblocks greifenden Führungsbereich zur Füh rung aufweisen. Aus dieser Konstruktion ergibt sich, dass gleich mehrere Flä chen zur kippfehlerfreien Führung dienen, nämlich zum einen die unmittelbar auf dem Führungsblock zur Auflage kommende Unterseite und zum anderen seitli che Flächen, die in die Ausnehmung des Führungsblocks eingreifen. Beispiels weise lässt sich dadurch eine lineare Zwangsführung gewährleisten.

Die im Magazinschlitten ausgebildeten Strahldurchlässe sind vorzugsweise rund ausgeführt und erstrecken sich mit hinreichendem Durchmesser - entsprechend der Dimension des optischen Bauteils bzw. des optischen Strahlengangs - durch das Magazin insgesamt hindurch. Zumindest auf der dem optischen Bauteil ab gewandten Seite könnten sich die so gebildeten Strahldurchlässe konisch er weitern, wodurch ein ungehindertes Einfallen des Strahls begünstigt ist. Eine entsprechend konische Ausgestaltung auf der anderen Seite des Magazins ist denkbar, wobei dort besondere Vorkehrungen zur Positionierung des optischen Bauteils erforderlich sind.

Im Rahmen einer linearen Verschiebbarkeit des Magazins ist es von weiterem Vorteil, wenn die Strahldurchlässe entlang der Platte - in deren Längsachse - linear angeordnet sind, so dass die dort vorgesehenen optischen Bauteile durch einfache lineare Verschiebung des Magazinschlittens im Strahlengang positio nierbar sind, und zwar ohne zusätzliche Justage. Bei einer rotationssymmetri schen Ausführung des Magazins könnten die Strahldurchlässe umfangsmäßig angeordnet sein, so dass durch einfache Drehung bzw. Rotation des Magazins die dort vorgesehen optischen Bauteile im Strahlengang positionierbar sind. Da bei könnte es von weiterem Vorteil sein, dass die Strahldurchlässe äquidistant zueinander angeordnet sind, so dass ein automatisches Verschieben und Posi tionieren des Magazins begünstigt ist.

Eingangs wurde bereits die Positionierung der optischen Bauteile angesprochen. Insoweit ist es von Vorteil, wenn diese mit ihrer aktiven Fläche in der Führungse bene oder parallel zu der Führungsebene des Magazins vorzugsweise konzen trisch zu den Strahldurchlässen angeordnet sind. Auch diese Anordnung begün stigt ein sicheres Positionieren der optischen Bauteile, nämlich ebenfalls ohne besonderen Justageaufwand.

Im Konkreten könnten die optischen Bauteile an der Führungsfläche des Maga zins anliegen oder in die Strahldurchlässe des Magazins eingesetzt sein. Beson dere Halter bzw. Aufnahmen sind denkbar, und zwar unter Berücksichtigung der Geometrie der jeweiligen optischen Bauteile.

Zum Festlegen der optischen Bauteile, insbesondere bei einfachem Anliegen an der Führungsfläche des Magazins, könnten diese durch dem Magazin zugeord nete Klammern in ihrer Position festgelegt sein. Bei entsprechend kalibrierten Anlageflächen erübrigt sich eine Justage, wobei es durchaus erforderlich sein kann, die optischen Bauteile bei erstmaliger Anordnung im Magazin zu justieren. Der erforderliche Aufwand hängt von den jeweiligen Erfordernissen ab.

Bei dem Führungsblock handelt es sich um ein im Strahlengang fest angeord netes Bauteil, welches als kubischer Metallblock mit entsprechenden Ausneh mungen und Führungseigenschaften ausgeführt sein kann. Im Konkreten könnte der Führungsblock ein vorzugsweise rechtwinklig ausgebildetes Führungsbett für den Führungsschlitten aufweisen, so dass ein positionsgenaues Führen des Ma gazins möglich ist.

Des Weiteren könnte der Führungsblock eine sich in Längsrichtung vorzugs weise über die gesamte Länge, insbesondere mittig, erstreckende Ausnehmung zum ungehinderten linearen Bewegen der am Magazin festgelegten optischen Bauteile aufweisen. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung könnten die opti schen Bauteile unterhalb des Magazins - im Bereich der sich in Längsrichtung erstreckenden Ausnehmung - angeordnet sein, so dass eine ungewollte Deju stage aufgrund des dort vorgesehenen Freiraums wirksam vermieden ist.

Falls das Magazin bzw. das monolithische Substrat im Wesentlichen rotations symmetrisch ausgeführt ist, weist der Führungsblock eine kreisringförmige Aus nehmung zum ungehinderten Bewegen der am Magazin festgelegten optischen Bauteile bzw. des monolithischen Substrats auf.

Bereits einleitend wurde ausgeführt, dass das Magazin bzw. das monolithische Substrat in dem Führungsblock - nunmehr auch in dessen Führungsbett - ge führt sein kann. Durch eine geeignete Kraftbeaufschlagung wird das Magazin bzw. das monolithische Substrat in der Führungsebene bzw. in der Führungs bahn gehalten, wobei die Kraftbeaufschlagung durch eine Feder erfolgen kann. Diese Feder wirkt vorzugsweise orthogonal zur Verschieberichtung des Maga zins bzw. des monolithischen Substrats, wobei zwischen der Feder und dem Ma gazin bzw. dem monolithischen Substrat eine die Bewegung des Magazins bzw. des monolithischen Substrats gestattende Kugel zum Abrollen auf der Oberfläche des Magazins bzw. des monolithischen Substrats vorgesehen ist. Eine entsprechende Nut im Magazin bzw. im monolithischen Substrat könnte die Rollbewegung gestatten. Sonstige Methoden zur Druckbeaufschlagung und so mit zur sicheren Positionierung des Magazins bzw. des monolithischen Substrats in bzw. auf dem Führungsblock sind denkbar.

Schließlich sei noch einmal angemerkt, dass es sich bei den optischen Bauteilen um beliebige optische Bauteile handeln kann, die in einem optischen Strahlen gang Verwendung finden. So kann es sich dabei beispielsweise um einen Spie gel oder um einen Strahlteiler handeln, die im Rahmen der konfokalen Rastermi kroskopie stets Verwendung finden. Das monolithische Substrat könnte be reichsweise derart beschichtet oder ausgestaltet sein, dass der jeweilige Bereich die Charakteristik eines Strahlteilers oder eines Spiegels aufweist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den nebengeordneten Patentansprüchen 1 und 2 nachgeordneten Patentan sprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfin dung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausge staltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein erstes Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 in einer Unteransicht den Gegenstand aus Fig. 1,

Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 in einer Unteransicht den Gegenstand aus Fig. 3,

Fig. 5 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein drittes Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 7 in einer Unteransicht den Gegenstand aus Fig. 6.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils 1, wobei es sich hier im Konkreten um einen Strahlteiler handelt. Das optische Bauteil 1 wird in dem symbolisch dargestellten Strahlengang 2 positioniert, wobei in einer Fassung 3 gleich meh rere optische Bauteile 1 justiert angeordnet sind. Diese Anordnung mehrerer op tischer Bauteile 1 in der Fassung 3 läßt sich insbesondere Fig. 2 entnehmen.

Erfindungsgemäß ist die Fassung 3 aus den Fig. 1 und 2 als Magazin ausge führt, wobei das Magazin 3 in einem im Strahlengang 2 positionierten, einen Durchgang 4 für den Strahlengang 2 aufweisenden Führungsblock 5 geführt ist.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich tung zum Positionieren eines optischen Bauteils im Strahlengang 2 eines nicht eingezeichneten Mikroskops.

Erfindungsgemäß ist das optische Bauteil als ein monolithisches Substrat 19 mit Bereichen unterschiedlicher optischer Eigenschaften ausgebildet. Das monolithische Substrat 19 wird in einem im Strahlengang 2 positionierten, einen Durchgang 4 für den Strahlengang 2 aufweisenden Führungsblock 5 geführt.

Das Magazin 3 aus den Fig. 1, 2 und 5 ist als lineares Bauteil ausgeführt. Das monolithische Substrat 19 aus den Fig. 3 und 4 ist als nahezu quaderförmiger Glasblock ebenfalls linear ausgeführt.

Das Magazin 3 aus den Fig. 6 und 7 ist in Form eines rotationssymmetrischen Bauteils, nämlich als Revolverfassung ausgeführt.

Bei den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die optisch aktive Fläche 6 des optischen Bauteils 1 exakt in der Führungsebene 7 des Magazins 3 angeordnet. Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich gegenüber den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen lediglich dadurch, dass die optisch aktive Fläche 6 des optischen Bauteils 1 gemäß Fig. 5 nicht in der Führungsebene 7 des Magazins 3 sondern in einer Ebene 8 angeordnet ist, die parallel zu der Führungsebene 7 des Magazins 3, jedoch dazu beabstandet liegt.

Die Fig. 1, 3, 5 und 6 lassen andeutungsweise erkennen, dass das Magazin 3 bzw. das monolithische Substrat 19 in dem Führungsblock 5 kippfehlerfrei be wegbar ist. Die Bewegungsrichtung des Magazins 3 ist in den Fig. 2, 4 und 7 mit Doppelpfeilen 9 gekennzeichnet.

Das Magazin 3 bzw. das monolithische Substrat 19 ist mit gleichbleibendem, auf die Führungsfläche bzw. Führungsebene 7 wirkendem Anpressdruck bewegbar, wobei dieser Anpressdruck durch eine ein abrollendes Kugelelement 10 umfas sende Feder 11 bewerkstelligt ist. Das Kugelelement 10 rollt dabei auf einer ge eigneten, schräg gestellten Abrollfläche 12 am Magazin 3 bzw. am monolithi schen Substrat 19 ab.

Bei den in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Magazin 3 bzw. das monolithische Substrat 19 von Hand verschiebbar. Zur Durchführung einer motorangetriebenen Bewegung des Magazins 3 ist bei dem Ausführungs beispiel aus den Fig. 6 und 7 ein Motorantrieb 20 vorgesehen.

Die Fig. 1, 2, 5 bis 7 zeigen gemeinsam, dass das Magazin 3 als Strahldurch lässe 13 aufweisende Platte ausgebildet ist. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausfüh rungsbeispiel umfaßt die Platte zwei parallele Flächen, wobei die dem Führungs block 5 zugewandte Fläche - Führungsfläche 14 - der eigentlichen Führung des Magazins 3 dient.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Magazin 3 bzw. die das Magazin 3 bildende Platte auf der dem Führungsblock 5 zugewandten Seite mit einem Führungsbereich 15 ausgestattet, der wiederum in eine entsprechende Ausnehmung 16 des Führungsblocks 5 greift. Eine korrekte lineare Führung ist dadurch gewährleistet, wobei die Ausnehmung 16 derart dimensioniert ausge führt ist, dass eine Kollision mit den am Magazin 3 angeordneten optischen Bauteilen 1 ausgeschlossen ist. Demgemäß ist das Magazin 3 durch die dem Führungsblock 5 zugewandten Führungsflächen 7 bzw. 14 geführt.

Die Fig. 1, 2, 5 bis 7 lassen des Weiteren erkennen, dass sich die Strahldurch lässe 13 im Magazin 3 auf der dem optischen Bauteil 3 abgewandten Seite, d. h. in den Darstellungen oben, konisch erweitern. Der ungehinderte Strahleintritt ist damit begünstigt.

Fig. 2 zeigt besonders deutlich, dass die Strahldurchlässe 13 entlang dem Maga zin 3 bzw. der dem Magazin 3 bildenden Platte entlang deren Längsachse linear angeordnet sind, und zwar äquidistant. Andere Anordnungen sind denkbar. Der Fig. 7 kann entnommen werden, dass die Strahldurchlässe 13 hier umfangsmä ßig angeordnet sind, wobei hier sechs Strahldurchlässe 13 vorgesehen sind, die in einem äquidistanten Winkelabstand von 60° angeordnet sind.

Die optischen Bauteile 1 sind mit ihrer aktiven Fläche 6 in der Führungsebene 7 konzentrisch zu den Strahldurchlässen 13 angeordnet. Dabei liegen die opti schen Bauteile 1 an der Führungsfläche 14 des Magazins 3 an, und zwar von unten an der dortigen Fläche. Ein Einsetzen der optischen Bauteile 1 in die Strahldurchlässe 13 ist möglich.

In den Fig. 2 und 7 ist des Weiteren angedeutet, dass die optischen Bauteile 1 durch dem Magazin 3 zugeordnete Klammern 17 in ihrer Position festgelegt sind. Je Bauteil 1 sind zwei Klammern 17 vorgesehen.

Des Weiteren sei hier noch einmal angemerkt, dass der Führungsblock 5 ein rechtwinklig ausgebildetes Führungsbett 18 aufweisen kann, nämlich gemäß Ausführungsbeispiel aus Fig. 5. Damit ist das Magazin 3 geführt.

Im Konkreten umfaßt der Führungsblock 5 eine in Längsrichtung über die ge samte Länge des Führungsblocks 5 sich mittig erstreckende Ausnehmung 16, die zum ungehinderten linearen Bewegen des Magazins 3 unter Berücksichti gung der dort angeordneten optischen Bauteile 1 dient. Das Magazin 3 ist in dem Führungsblock 5 - in dessen Führungsbett 18 - linear geführt und wird dort kraftbeaufschlagt in der Führungsebene 7 gehalten. Auf die Kraftbeaufschlagung durch die Feder 11 und das Kugelelement 10 ist bereits voranstehend hingewie sen worden.

Der Fig. 6 ist entnehmbar, dass hier eine Ausnehmung 16 vorgesehen ist, die kreisringförmig ausgestaltet ist. In diese kreisringförmig ausgeführte Ausneh mung 16 greift der komplementär ausgestaltete Führungsbereich 15 des rotati onssymmetrisch ausgestalteten Magazins 3 ein. Hierdurch ist das Magazin 3 in dem Führungsblock 5 geführt, so dass durch die kreisringförmige Ausnehmung 16 aus Fig. 6 eine exakte Drehbewegung des Magazins 3 um die Drehachse 21 möglich ist. Über das Zahnrad 22 wird die von dem Motor 20 erzeugte Drehbewegung unmittelbar auf das rotationssymmetrisch ausgestaltete Magazin 3 zu dessen Drehung übertragen.

Des Weiteren sei angemerkt, dass es sich bei den optischen Bauteilen 1 - im hier gewählten Fall - um Strahlteiler handelt. Sonstige optische Bauteile 1 für einen Strahlengang sind denkbar. Zusammenfassend sei im Lichte der voranste henden Ausführungen folgendes angemerkt:
Die optischen Bauteilen 1 können mit ihren optisch aktiven Flächen 6 unmittelbar auf dem Magazin 3 befestigt sein, wobei das Magazin 3 gleichzeitig mehrere op tische Bauteile 1 umfassen kann. Dabei ist es unwesentlich, ob sämtliche Strahl durchlässe 13 aufweisenden "Plätze" auf dem Magazin 3 durch optische Bauteile 1 belegt sind. Der eine oder andere Strahldurchlass 13 kann durchaus auch unbelegt sein.

Die Fläche, auf der die optischen Bauteile 1 aufliegen, kann gleichzeitig die Füh rungsebene 7 bzw. Führungsfläche 14 für die Magazinbewegung sein. Das Ma gazin 3 wird dabei in dem Führungsblock 5 linear bewegt, wobei andersartige Bewegungen, insbesondere Drehbewegungen gemäß den Fig. 6 und 7 ebenfalls realisierbar sind.

Im Hinblick auf eine Justage ist lediglich die Referenzführungsebene relativ zum optischen Strahlengang 2 von Bedeutung und muß justiert werden. Die optischen Bauteile 1 sind - für sich gesehen - nicht zu justieren; sie müssen vielmehr le diglich am Magazin 3 befestigt werden, wobei eine einmalige Kalibrierung der für die Befestigung verantwortlichen Flächen und Teile denkbar ist.

Zwischen den optischen Bauteilen 1 und dem Magazin 3 befindet sich kein stö rendes Klebemittel oder dergleichen. Vielmehr werden die optischen Bauteile 1 unmittelbar auf das Magazin 3 aufgesetzt, so dass ein Kippfehler insoweit ver mieden ist. Das Magazin 3 sitzt ebenfalls unmittelbar auf dem Führungsblock 5, so dass auch dort Kippfehler kaum auftreten können. Die Bewegung des Maga zins 3 im Führungsblock 5 erfolgt schmiermittelfrei.

Durch eine geeignete Kraftbeaufschlagung des Magazins 3 wird ein Kippen des Magazins 3 im Führungsblock 5 wirksam vermieden. Der Anpressdruck des Ma gazins 3 auf die Führungsfläche 14 ist konstant, so dass auch insoweit ein Kipp fehler vermieden ist.

Von ganz besonderer Bedeutung ist der erfindungsgemäße Vorteil, dass die opti schen Bauteile 1 ohne Justieraufwand gegeneinander austauschbar sind, wobei ein kompletter Austausch des Magazins 3 gegen ein gleiches Magazin 3, mögli cherweise mit anderen optischen Bauteilen 1 bestückt, möglich ist. Das Magazin 3 kann ohne Nachjustieren gegen ein Magazin 3 gleichen Typs ausgetauscht werden, wobei die dortige Vorkehrung unterschiedlicher optischer Bauteile 1 von untergeordneter Bedeutung ist. Gleiches gilt für die monolithischen Substrate 19.

Schließlich sei angemerkt, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbei spiele zum Verständnis der beanspruchten Lehre beitragen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Bezugszeichenliste

1

optisches Bauteil

2

Strahlengang

3

Fassung/Magazin

4

Durchgang (durch den Führungsblock)

5

Führungsblock

6

optisch aktive Fläche (des optischen Bauteils)

7

Führungsebene (des Magazins)

8

Ebene des optischen Bauteils,

Fig.

3

9

Doppelpfeil, Verschieberichtung

10

Kugelelement

11

Feder

12

Abrollfläche (am Magazin)

13

Strahldurchlaß (im Magazin)

14

Führungsfläche

15

Führungsbereich (des Magazins)

16

Ausnehmung (im Führungsblock)

17

Klammern (an dem Magazin)

18

Führungsbett (im Führungsblock)

19

monolithisches Substrat

20

Motor

21

Drehachse von (

3

)

22

Zahnrad

Claims

1. Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils (1) in einem Strahlengang (2), vorzugsweise im Strahlengang eines Mikroskops, insbeson dere eines konfokalen Rastermikroskops, wobei mehrere optische Bauteile (1) in einer Fassung (3) justiert angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (3) als Magazin (3) in einem im Strahlengang (2) positionierten, einen Durchgang (4) für den Strahlen gang (2) aufweisenden Führungsblock (5) geführt ist.

2. Vorrichtung zum Positionieren eines optischen Bauteils in einem Strah lengang (2), vorzugsweise im Strahlengang eines Mikroskops, insbesondere eines konfokalen Rastermikroskops, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Bauteil als ein mono lithisches Substrat (19) mit Bereichen unterschiedlicher optischer Eigenschaften ausgebildet ist und in einem im Strahlengang (2) positionierten, einen Durchgang (4) für den Strahlengang (2) aufweisenden Führungsblock (5) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) als lineares Bauteil ausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) als ein im wesentlichen rotations symmetrisches Bauteil ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch aktive Fläche (6) des Bauteils (1) in einer Ebene (8) parallel zu der Führungsebene (7) des Magazins (3)/des monolithischen Substrats (19) liegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch aktive Fläche (6) des Bauteils (1) zumindest weitgehend in der Führungsebene (7) des Magazins (3)/des monolithischen Substrats (19) liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) in dem Führungsblock (5) kippfehlerfrei bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) zumindest weitgehend mit dem gleichen auf die Führungsfläche (7, 14) wirkenden Anpreßdruck beweg bar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) von Hand bewegbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) durch einen Motor ange trieben bewegbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, das Magazin (3) als Strahldurchlässe (13) aufweisende Platte ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Maga zin (3) als Platte mit zwei parallelen Flächen ausgeführt ist, wobei die dem Füh rungsblock (5) zugewandte Fläche (14) zur Führung dient.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte auf der dem Führungsblock (5) zugewandten Seite einen in eine entsprechende Ausnehmung (16) des Führungsblocks (5) eingreifenden Führungsbereich (15) zur Führung aufweist, wobei mehrere Flächen zur kippfehlerfreien Führung die nen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeich net, dass die Strahldurchlässe (13) zumindest auf der dem optischen Bauteil (1) abgewandten Seite sich vorzugsweise konisch erweitern.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich net, dass die Strahldurchlässe (13) entlang der Platte - in deren Längsachse - linear angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich net, dass die Strahldurchlässe (13) umfamgsmäßig angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeich net, dass die Strahldurchlässe (13) äquidistant zueinander angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeich net, dass die optischen Bauteile (1) mit ihrer aktiven Fläche (6) in der Füh rungsebene (7) oder parallel zur Führungsebene (7) vorzugsweise konzentrisch zu den Strahldurchlässen (13) angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeich net, dass die optischen Bauteile (1) an der Führungsfläche (7, 14) des Magazins (3) anliegen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeich net, dass die optischen Bauteile (1) in die Strahldurchlässe (13) eingesetzt sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeich net, dass die optischen Bauteile (1) durch dem Magazin (3) zugeordnete Klam mern (17) in ihrer Position festgelegt sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsblock (5) ein vorzugsweise rechtwinklig ausgebildetes Füh rungsbett (18) für das Magazin (3) aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Füh rungsblock (5) eine sich in Längsrichtung vorzugsweise über die gesamte Länge insbesondere mittig erstreckende Ausnehmung (16) zum ungehinderten Bewe gen der am Magazin (3) festgelegten optischen Bauteile (1) aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Füh rungsblock (5) eine kreisringförmige Ausnehmung (16) zum ungehinderten Be wegen der am Magazin (3) festgelegten optischen Bauteile (1) aufweist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeich net, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) in dem Führungs block (5) - in dessen Führungsbett (18) - geführt und vorzugsweise kraftbeauf schlagt in der Führungsebene (7) gehalten ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeich net, dass das Magazin (3)/das monolithische Substrat (19) in etwa orthogonal zu dessen Bewegungsrichtung vorzugsweise über eine Feder (11) kraftbeauf schlagt ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den optischen Bauteilen (1)/bei dem monolithischen Substrat (19) um Strahlteiler handelt.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den optischen Bauteilen (1)/bei dem monolithischen Substrat (19) um einen Spiegel handelt.