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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein konfokales Mikroskop umfassend
eine erste Lochblendenebene und eine zweite Lochblendenebene.
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Solche
konfokalen Mikroskope werden zur Untersuchung biologischer Proben
sowie zur Oberflächencharakterisierung
und dreidimensionalen Vermessung von Oberflächen eingesetzt. Mit konfokalen Mikroskopen
wird eine Abbildung mit sehr kleinem Tiefenschärtebereich erreicht, bei der
zudem das Licht aus unscharf abgebildeten Oberflächenbereichen unterdrückt wird.
Das Funktionsprinzip der konfokalen Mikroskopie besteht im Wesentlichen
darin, dass das Licht einer Lichtquelle auf eine kleine Blende (Pinhole)
fokussiert wird und diese kleine Blende mittels einer geeigneten
Abbildungsoptik, im Allgemeinen verkleinert, auf die Oberfläche des
Meßobjekts
abgebildet wird. Der Meßfleck
wird von der Oberfläche
mittels einer zweiten Abbildungsoptik auf eine zweite Blende abgebildet,
hinter der sich der Detektor befindet. Nur wenn sich die Probe bzw.
die Oberfläche
der Probe in der richtigen Höhe
befindet, entsteht auf ihrer Oberfläche ein scharfer Meßfleck mit
minimalem Durchmesser und maximaler Bestrahlungsstärke, welcher
mittels der zweiten Abbildungsoptik schart auf die zweite Blende
abgebildet wird. Sind die Durchmesser beider Blenden wie auch die Abbildungsoptiken
identisch, entspricht bei geometrisch optischer Betrachtung (unter
Vernachlässigung von
Beugung und Abbildungsfehlern) der Durchmesser des Bildes des Meßflecks
in der Ebene der zweiten Blende dessen Durchmesser und kann somit
vollständig
auf den hinter der zweiten der Blende angeordneten Detektor treffen.
In dem beschriebenen Fall wird die Strahlungsleistung auf der Detektoroberfläche maximal.
Jede Abweichung bzw. Änderung
der Probenhöhe
relativ zur Abbildungsoptik führt
dazu, dass zum einen ein unscharfer Meßfleck auf der Oberfläche des
Meßobjekts
entsteht und dass zum anderen dieser Meßfleck nochmals unscharf auf
die zweite Blende abgebildet wird. Hierdurch sinkt die Bestrahlungsstärke in der
zweiten Lochblendenebene und damit die Strahlungsleistung auf der
Detektoroberfläche.
Um daher die Höhe
der Oberfläche
im Meßfleck
zu ermitteln, kann nun z. B. die dem Meßobjekt zu gewandte Linse hinsichtlich
ihrer Höhe
verändert
und diejenige Linsenposition bestimmt werden, bei welcher der Detektor
an Maximum an Strahlungsleistung empfängt. Hierdurch kann die Höhe der Oberfläche bestimmt
werden. Für
die Messung der Topographie eines Oberflächenausschnitts ist es erforderlich,
Probe- bzw. Meßfleck
zu rastern. Bei bekannten konfokalen Mikroskopen wird beispielsweise eine
rotierende Nipkowscheibe mit einer geeigneten spiralförmigen Anordnung
von Blenden verwendet, welche ebenfalls das zeilenweise Rastern
einer Oberfläche
ermöglicht.
Nachteilig hierbei ist der komplexe Aufbau insbesondere in mechanischer
Sicht, welcher ein solches Mikroskop vergleichsweise störungsanfällig und
teuer macht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein konfokales Mikroskop
insbesondere für die
Oberflächenmeßtechnik
oder auch für
die Untersuchung von biologischen Proben, bereitzustellen, welches
einerseits in seinem Aufbau einfach und robust gestaltet ist und
somit eine große
Genauigkeit hinsichtlich seiner optischen Abbildungseigenschaften
garantiert und welches andererseits auch kostengünstig darstellbar ist.
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Die
Aufgabe wird durch ein konfokales Mikroskop umfassend eine erste
Lochblendenebende und eine zweite Lochblendenebene gelöst, wobei
in der ersten Lochblendenebene ein eine variable erste Lochblende
realisierendes erstes Matrixbauelement vorgesehen ist, wobei am
ersten Matrixbauelement eine Reflektion von einfallendem Licht vorgesehen
ist und wobei der Polarisationszustand von reflektiertem Licht mittels
des ersten Matrixbauelements änderbar ist.
Hierdurch ist es im Zusammenwirken mit externer Polarisationsoptik
möglich,
dass für
das Rastern der Oberfläche
anstatt einer Nipkowscheibe ein Flüssigkristallbauelement eingesetzt
wird. Hiermit können nacheinander
einzelne Pixel angesteuert werden, so dass das in diesen Pixeln
reflektierte Licht mit einem bestimmten vorgebenen Polarisationszustand
vorliegt. Erfindungsgemäß ist es
beispielsweise auch möglich,
ein Flüssigkristalldisplay
in Transmission zu betreiben, wobei nacheinander einzelne Pixel
angesteuert werden und im Zusammenwirken mit z. B. in den Displays
integrierten Polarisatoren und Analysatoren das von hinten auftreffende
Licht in diesen Pixeln transmittiert wird. Alle anderen Pixel des
Flüssigkristalldisplays
sperren in diesem Fall das Licht. Jedes in Transmission betriebene
LCD-Pixel dient dann als Blende bzw. Lochblende (im Folgendem auch
als „Pinhole" bezeichnet) für das konfokale
Mikroskop. Durch die Projektion einer Abfolge von Pixelmustern kann
so eine Ebene der Probenoberfläche
erfaßt werden.
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Erfindungsgemäß ist besonders
bevorzugt, dass das erste Matrixbauelement ein LCOS-Bauelement (Liquid
Crystal on Silicon) ist. Hierdurch wird ein großer Kontrastumfang realisiert
sowie ein großer Füllfaktor
(Verhältnis
der wirksamen Pixelfläche
zur Gesamtfläche
des Displays). Solche LCOS-Displays bzw. LCOS-Bauelemente werden in reflektiver Anordnung
betrieben. Einfallendes Licht wird beispielsweise an der Rückseite
der Flüssigkristallzone
reflektiert und durchläuft
diese zweifach. Entsprechend der elektrischen Ansteuerung der einzelnen
Pixel des Displays kann die Polarisationsrichtung des in jedem Pixel
reflektierten Lichts gedreht werden. Im Zusammenwirken mit externer
Polarisationsoptik ist ein Ein- oder Ausschalten eines Pixels möglich und
es können
auch Zwischenwerte hinsichtlich des Polarisationszustandes (Grauwerte)
erzeugt werden. Besonders vorteilhaft bei einem solchen LCOS-Bauelement ist
sein hoher Füllfaktor
bei kleiner Baugröße und die Möglichkeit
in einer Matrixanordnung für
einzelne Matrixelemente Licht mit sehr hohem Kontrastumfang zu schalten.
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Erfindungsgemäß ist ferner
bevorzugt, dass in der zweiten Lochblendenebene ein eine variable zweite
Lochblende realisierendes zweites Matrixbauelement vorgesehen ist,
wobei das zweite Matrixbauelement insbesondere als lichtsensierendes CMOS-Bauelement
(Complementary Metal Oxide Semiconductor) oder als lichtsensierendes CCD-Bauelement
(Charged Coupled Device) vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, dass
der hinter der zweiten Lochblendenebene befindliche Lichtdetektor
bzw. das Kamerabauelement klein und kostengünstig herstellbar ist, weil
auf bewährte
Technologie zurückgegriffen
werden kann.
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Im
Zusammenhang der vorliegenden Erfindung wird unter einem Matrixelement
auch eine Mehrzahl von einzelnen Pixelelementen des ersten und/oder
des zweiten Matrixbauelements verstanden. Die mehreren Pixelelemente
eines solchen zusammengesetzten Matrixelements sind jedoch in diesem
Fall zusammenhängend
vorgesehen. Hierdurch ist es durch die Zusammenfassung mehrerer
Pixelelemente zu einem Matrixelement beispielsweise möglich, eine
schnellere Auswertung zu ermöglichen – etwa wenn
geringere (Orts-)Auflösungsanforderungen
bestehen.
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Ferner
ist bevorzugt, dass zwischen der ersten und der zweiten Lochblendenebene
ein Strahlteiler vorgesehen ist, wobei der Strahlteiler in Abhängigkeit
des Polarisationszustandes von einfallendem Licht dieses entweder
transmittiert oder reflektiert. Es ist hiermit mit einfachen Mitteln
eine sehr effiziente optische Anordnung für das erfindungsgemäße konfokale
Mikroskop möglich,
bei der eine besonders hohe Effizienz hinsichtlich des benutzten
Lichts erzielbar ist, so dass – entgegen
beispielsweise der Benutzung eines halbdurchlässigen Spiegels als Strahlteiler
oder dergleichen – immer
im Wesentlichen der komplette Nutzanteil des Lichts (abhängig von
der jeweiligen Polarisationsrichtung bzw. im jeweiligen Polarisationszustand)
entweder transmittiert oder reflektiert wird.
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Ferner
ist erfindungsgemäß bevorzugt,
dass das Mikroskop eine Objektivlinse aufweist, wobei zwischen dem
Strahlteiler und der Objektivlinse ein den Polarisationszustands änderndes
Polarisationselement, insbesondere eine Lambda-Viertel-Platte, vorgesehen ist. Hierdurch
ist es weiterhin vorteilhaft möglich,
den Polarisationszustand im Bereich beispielsweise zwischen dem
Strahlteiler und der Lambda-Viertel-Platte für in Richtung zum Meßobjekt
laufendes Licht bzw. für
vom Meßobjekt
zurücklaufendes
Licht zu ändern.
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Erfindungsgemäß ist ferner
bevorzugt, dass das Mikroskop eine Beleuchtungsoptik derart aufweist,
dass an den verschiedenen Positionen zwischen der ersten und der
zweiten Lochblendenebene jeweils im Wesentlichen lediglich einen
eindeutigen Polarisationszustand aufweisendes Licht vorliegt. Es liegt
daher in diesem Bereich das Licht im Wesentlichen immer in einem
definierten Polarisationszustand vor, der sich jedoch von Position
zu Position (beispielsweise vor oder hinter einer Lamda-Viertel-Platte) unterscheiden
kann. Hierdurch ist es mit einfachen Mitteln möglich, Streustrahlung und dergleichen
auszufiltern bzw. das Mikroskop mit hoher Effizienz zu betreiben.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Vermessung einer Oberfläche
mittels eines erfindungsgemäßen konfokalen
Mikroskops, wobei eine Mehrzahl von Matrixelementen des ersten Matrixbauelements
zur gleichzeitigen Vermessung mehrerer Oberflächenpunkte der Oberfläche gleichzeitig
geöffnet
werden. Hierdurch ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft möglich, dass
die Durchführung
einer Messung für
einen bestimmten Oberflächenbereich
bzw. die Durchführung
für alle
Matrixelemente des ersten Matrixbauelements besonders schnell und
zeiteffizient möglich
ist. Hierdurch wird auch die Genauigkeit der Messung erhöht, weil
beispielsweise Schwingungen oder allgemein Relativbewegungen einen
geringeren Einfluß auf
die Messung ausüben,
weil diese in einer kürzeren
Zeitspanne durchgeführt
werden kann.
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Ferner
ist bevorzugt, dass die Matrixelemente des ersten Matrixbauelements
in eine Mehrzahl von Gruppen eingeteilt werden und dass in jeder Gruppe
ein Matrixelement gleichzeitig geöffnet wird, wobei bevorzugt
jede Gruppe gleich viele Matrixelemente aufweist. Hierdurch ist
eine besonders effiziente und gegenseitige Störungen weitgehend ausschließende gleichzeitige
Vermessung mehrerer Oberflächenpunkte
möglich.
Die Einteilung der Matrixelemente in Gruppen kann beispielsweise
zeilenweise oder spaltenweise erfolgen. Alternativ dazu ist es auch
möglich,
dass einer Gruppe von Matrixelementen (zusammenhängende) Teile mehrerer Zeilen und/oder
Spalten zugeordnet werden.
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Ferner
ist bevorzugt, dass das zweite Matrixbauelement lediglich bereichsweise
ausgelesen wird, wobei bevorzugt solche Kameramatrixelemente des zweiten
Matrixbauelements ausgelesen werden, auf die die gleichzeitig geöffneten
Matrixelemente des ersten Matrixbauelementes abgebildet werden.
Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß möglich, eine Mehrzahl von Teilbereichen
des für
die Messung erfassbaren Volumenbereichs (Rasterbare Oberfläche multipliziert
mit der Rasterung der Höhe,
auf der die Probe bzw. das Mikroskop verschoben wird) mit großer Genauigkeit
auszumessen.
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Ferner
ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Vermessung
einer Oberfläche
mittels eines erfindungsgemäßen konfokalen
Mikroskops, wobei eine Mehrzahl von Abständen zwischen der Oberfläche und
dem Mikroskop einstellbar ist, wobei aus den für ein Matrixelement und für verschiedene
Abstände
ermittelten Meßwerten,
insbesondere die Strahlungsleistung, die Höhe der Oberfläche an dem
dem Matrixelement entsprechenden Oberflächenpunkt und in Richtung auf
das Mikroskop zu vermessen wird. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft
möglich,
die Topographie einer Oberfläche
mit hoher Genauigkeit auszumessen.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
schematische Gesamtansicht der optischen Anordnung einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen konfokalen
Mikroskops,
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2 eine
schematische Schnittdarstellung durch eine Probentopographie mit
einer unterschiedlichen Höhe
der Oberfläche
an unterschiedlichen Oberflächenpunkten
und
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3 eine
schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform
der Rasterung der ersten Lochblendenebene, der zweiten Lochblendenebene
und der zu vermessenden Oberfläche.
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In 1 ist
der schematische Aufbau eines konfokalen Mikroskops 10 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt. Die gesamte
Anordnung des konfokalen Mikroskops wird mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Eine Beleuchtungsoptik 20 umfasst erfindungsgemäß insbesondere
eine Lichtquelle 21, eine Beleuchtungslinse 22,
einen Farbfilter 23 und eine ersten Polarisator 24.
Es ist klar, dass als Beleuchtungslinse 22 auch eine Linsenanordnung
in Frage kommt, insbesondere eine Linsenanordnung, die auch einstellbare
Aperturen umfassen – kann.
Es ist klar, dass zur Beleuchtungsoptik auch in 1 nicht
eigens dargestellte Blenden zur Einstellung der Beleuchtung gehören können. Das
von der Beleuchtungsoptik 20 ausgehende Licht (in der 1 in
Richtung nach rechts) fällt
auf einen Strahlteiler 30 der erfindungsgemäß insbesondere
als ein in Abhängigkeit
des Polarisationszustandes von einfallendem Licht transmittierender
oder reflektierender Strahlteiler ausgebildet ist. Durch den optional
und in 1 beispielhaft angeordneten Polarisator 24 der
Beleuchtungsoptik 20 ist es möglich, dass lediglich in einem
bestimmten vorgegebenen Polarisationszustand befindliches Licht
von der Beleuchtungsoptik emittiert wird und auch auf den Strahlteiler 30 fällt. Hierdurch
ist in dem mit dem Bezugszeichen 29 bezeichneten Bereich
im Wesentlichen ausschließlich
Licht in einem definierten Polarisationszustand vorhanden. Mit dem
weiterhin optional vorhanden Filter 23 (Farbfilter) ist
es möglich,
dass der für
die Messung benutzte Wellenlängenbereich
des Lichts begrenzt wird, so dass chromatische Abberationen weitgehend
vermieden werden. Die Lichtquelle 21 ist beispielsweise
als Halogenlampe oder als Entladungslampe oder als Laser oder als
LED oder dergleichen ausgebildet.
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Der
Strahlteiler 30 reflektiert in einem ersten Polarisationszustand
befindliches Licht beispielsweise in Richtung auf eine erste Lochblendenebene 40 (in 1 nach
oben), während
sich in einem zweiten Polarisationszustand befindliches Licht von
dem Strahlteiler 30 in Richtung auf eine zweite Lochblendenebene 60 transmittiert
werden würde.
Erfindungsgemäß ist es
jedoch vorgesehen, dass solche, sich im zweiten Polarisationszustand
befindlichen Lichtanteile von der Beleuchtungsoptik 20 nicht
emittiert werden, so dass das von der Beleuchtungsoptik 20 emittierte
Licht im Wesentlichen vollständig
von dem Strahlteiler 30 in Richtung auf die erste Lochblendenebene 40 reflektiert
wird. Erfindungsgemäß ist es insbesondere
vorgesehen, dass sich zwischen dem Strahlteiler 30 und
der ersten Lochblendenebene 40 eine Displaylinse 42 befindet.
Das vom Strahlteiler 30 reflektierte Licht leuchtet mittels
der Displaylinse 42 die Lochblendenebene 40 im
wesentlichen vollständig
aus. Im Bereich der ersten Lochblendenebene ist erfindungsgemäß ein erstes
Matrixbauelement 45 angeordnet, welches eine Mehrzahl von
Matrixelementen 46 umfasst, wobei in 1 lediglich
zwei schematisch mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnet sind.
Das erste Matrixbauelement 45 ist erfindungsgemäß insbesondere
als elektrooptisches Bauelement vorgesehen, wobei durch eine entsprechende elektrische
Ansteuerung dieses ersten Matrixbauelements 45 jedes der
Matrixelemente 46 im Zusammenwirken mit externer Polarisationsoptik,
insbesondere im Zusammenspiel mit dem Strahlteiler, als optischer
Schalter verwendet werden kann. Beispielhaft ist ein als erste Lochblende 41 bezeichnetes
Matrixelement „geöffnet" dargestellt, welches
als erste Lochblende für
die Funktionalität
des erfindungsgemäßen konfokalen
Mikroskops 10 verwendet wird.
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Lediglich
an der Stelle der Lochblende 41 wird durch geeignete elektrische
Ansteuerung des zugehörigen
Matrixelements die Polarisationsrichtung des vom Strahlteiler 30 ausgehenden
und zum ersten Matrixbauelement 45 hin reflektierten Lichts nennenswert
geändert,
so dass zumindest ein nennenswerter Teil des von der Lochblende 41 zum Strahlteiler 30 reflektierten
Lichts im zweiten Polarisationszustand vorliegt. Dieses Licht wird
vom Strahlteiler 30 im Wesentlichen zu 100% transmittiert.
Durch Einstellung der elektrischen Ansteuerung des der Lochblende 41 zugehörigen Matrixbauelements
kann erreicht werden, dass die Polarisationsrichtung des vom Strahlteiler 30 zum
ersten Matrixbauelement 45 reflektierten Lichts um Werte
zwischen 0° und
90° geändert werden
kann. Damit kann die Strahlungsleistung des vom Strahlteiler 30 transmittierten
Lichts eingestellt werden und auch lokal an eine unterschiedliche
Reflektivität
der Messoberfläche 500 angepasst
werden.
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Das
von der ersten Lochblende 41 somit ausgehende reflektierte
Licht trifft damit auf eine Meßoberfläche 500,
welche in 1 im unteren Teil der Figur
dargestellt ist.
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Insbesondere
ist es bei dem erfindungsgemäßen konfokalen
Mikroskop vorgesehen, eine Objektivlinse 50 zwischen dem
Strahlteiler 30 und der Oberfläche 500 vorzusehen.
Mittels der Objektivlinse 50 und der Displaylinse 42 entsteht
in einem bestimmten Abstand vor der Objektivlinse 50 in
Richtung zur Oberfläche 500 ein
scharfes, im allgemeinen verkleinertes Bild der Lochblende 41.
Die im wesentlichen zur Hauptebene des Objektivs 50 parallel
verlaufende Fläche,
auf der die Lochblende schart abgebildet wird, wird im folgenden
als Bildebene bezeichnet.
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Bevorzugt
wird das Matrixbauelement 45 in der Brennebene der Displaylinse 42 angeordnet. Dann
entspricht die Bildebene der der Oberfläche 500 zugewandten
Brennebene der Objektivlinse 50.
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Die
abzutastende Fläche 500 weist
eine bestimmte Topographie auf, welche in 1 mit einem Profil
der Höhe 510 der
Oberfläche 500 angedeutet ist.
Die erste Lochblende 41 des ersten Matrixbauelements 45 korrespondiert
mit einem bestimmten Oberflächenpunkt 506 der
Oberfläche 500.
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Je
nachdem, ob die Höhe 510 der
Oberfläche 500 an
dem mit der ersten Lochblende 41 korrespondierenden Oberflächenpunkt 506 in
der Bildebene liegt oder nicht, wird die Lochblende 41 schart
in einen Messfleck mit minimalem Durchmesser und maximaler Bestrahlungsstärke abgebildet.
Mit zunehmendem Abstand des Oberflächenpunktes 506 zur
Bildebene steigt der Durchmesser des Messflecks und sinkt die Bestrahlungsstärke innerhalb
des Messflecks.
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Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass das von der Oberfläche 500 reflektierte
Licht beim Auftreffen auf den Strahlteiler 30 wiederum
im ersten Polarisationszustand vorliegt, bei dem der Strahlteiler 30 reflektiert.
Dies wird erfindungsgemäß insbesondere
dadurch realisiert, dass sich zwischen dem Strahlteiler 30 und
der Objektivlinse 50 eine Lambda-Viertel-Platte 51 befindet.
Diese wandelt das beispielsweise sich im zweiten Polarisationszustand
befindliche und in Richtung auf die Oberfläche 500 eintreffende
Licht in einen weiteren Polarisationszustand um, der nach Reflektion
an der Oberfläche 500 durch
den erneuten Durchgang durch die Lambda-Viertel-Platte 51 in
den ersten Polarisationszustand gewandelt wird. Dieser erste Polarisationszustand
ist notwendig, damit das von der Oberfläche 500 zurückreflektierte
Licht von dem Strahlteiler 30 in Richtung auf eine zweite
Lochblendenebene 60 hin reflektiert wird. Im Bereich der
zweiten Lochblendenebene 60 ist ein zweites Matrixbauelement 65 angeordnet,
welches beispielsweise als lichtsensierendes CMOS-Bauelement (Complementary
Metal Oxide Semiconductor) oder als lichtsensierendes CCD-Bauelement
(Charged Couples Device) vorgesehen ist. Auch das zweite Matrixbauelement 65 weist
Matrixbauelemente 66 auf, die in 1 lediglich
angedeutet sind. Auch das zweite Matrixbauelement 65 ist
als ein elektrooptisches Bauelement vorgesehen, insbesondere als
lichtsensierendes Kamerabauelement, wobei die einzelnen Matrixelemente 66 durch
entsprechende elektrische Ansteuerung des Bauelements entweder lichtsensierend
geschaltet werden können
oder nicht bzw. wobei die Matrixelemente 66, sofern sie
in jedem Fall lichtsensierend ausgebildet sind, selektiv auslesbar
sind. Es ist vorgesehen, dass je nach Ausführung des zweiten Matrixbauelements 66 entweder
mit jeder Einzelmessung alle Matrixelemente 65 ausgelesen
werden oder dass einzelne Matrixelemente ausgewählt werden können.
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Erfindungsgemäß ist es
nun so, dass die erste Lochblende 41 mit einem bestimmten
Oberflächenpunkt 506 der
Oberfläche 500 korrespondiert. Weiterhin
korrespondiert der Oberflächenpunkt 506 aufgrund
der Abbildungscharakteristik des Strahlengangs zwischen der Oberfläche 500,
der Objektivlinse 50, der optional vorhandenen Lambda-Viertel-Platte 51,
dem Strahlteiler 30 und der Kameralinse 62 mit
der zweiten Lochblende 61 bzw. die zweite Lochblende 61 ist
so gewählt,
dass eine solche Korrespondenz vorliegt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Oberfläche 500 in
einer Richtung 511 relativ zu dem Mikroskop 10 verschieblich
bzw. veränderbar
vorgesehen ist. Dies kann erfindungsgemäß selbstverständlich auch
dadurch realisiert sein, dass das Mikroskop oder ein Teil davon,
beispielsweise die Objektivlinse 50, in der Richtung 511 verschieblich
bzw. veränderbar
vorgesehen ist. Dies bewirkt, dass die Brennebene der Objektivlinse 50 relativ
zu der Oberfläche 500 veränderbar
eingestellt werden kann. Dies ist beispielhaft in 2 dargestellt.
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2 zeigt
eine schematische Querschnittdarstellung durch eine Meßprobe mit
der Oberfläche 500.
Die Oberfläche 500 weist
unterschiedliche Höhen 510 an
unterschiedlichen Oberflächenpunkten 506 auf.
Die Oberfläche 500 ist
ferner in Richtung 511 in unterschiedliche Abstände 520 relativ
zur Objektivlinse 50 bzw. relativ zum konfokalen Mikroskop 10 hin einstellbar.
Hierdurch wird die Brennebene in unterschiedlichen Höhen relativ
zum zu vermessenden Gegenstand oder zur vermessenden Probe eingestellt.
Falls für
einen bestimmten Oberflächenpunkt 506 die
Brennebene bzw. der Abstand 520 derart genau eingestellt
ist, dass die Oberfläche 500 mit
ihrer Höhe 510 an
diesem Oberflächenpunkt 506 die
Bildebene schneidet, ist das in der zweiten Lochblende 61 empfangene
bzw. detektierte Lichtsignal, insbesondere hinsichtlich seiner Strahlungsleistung,
maximal. Falls die Oberfläche 500 in
einem anderen Abstand 520 eingestellt ist, wird ein größerer Bereich der
Oberfläche 500 in
der Nähe
eines solchen Oberflächenpunktes 506 bestrahlt,
so dass die Werte der Bestrahlungsstärke bzw. die Strahlungsleistungswerte
an einem solchen Oberflächenpunkt 506 und
damit auch die des in der Lochblende 61 empfangenen Lichts
kleiner ausfallen. Aus der gerasterten Messung für unterschiedliche Abstände 520 der
Oberfläche 500 von
dem Mikroskop 10 am gleichen Oberflächenpunkt 506 ist
es möglich,
eine Meßwertreihe zu ermitteln,
wobei sich die wahrscheinlichste Höhe 510 der Oberfläche 500 an
einem gegebenenfalls berechenbaren Maximum einer aufgrund dieser
Meßwertreihe
ermittelten Kurve ergibt.
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In 3 ist
schematisch die Matrixanordnung für das erste Matrixbauelement 45,
das zweite Matrixbauelement 65 und entsprechend auch für die Oberfläche 500 dargestellt.
Erfindungsgemäß weisen
die beiden Matrixbauelemente 45, 65 eine Rasterung
auf, welche auf eine virtuelle Rasterung der Oberfläche 500 übertragen
wird, so dass lediglich die diskreten Oberflächenpunkte 506 meßbar sind
bzw. in diesen diskreten Oberflächenpunkten 506 eine Messung
der Intensitätswerte
für verschiedene
Abstände 520 möglich ist.
Erfindungsgemäß werden nun
die Matrixelemente 46 bzw. 66 des ersten und zweiten
Matrixbauelements in Gruppen 47 bzw. 67 eingeteilt
und für
jede Gruppe ein Matrixelement gleichzeitig verarbeitet, so dass
die gerasterte Aufnahme der gesamten Matrixfläche für einen bestimmten Abstand 520 schneller
erfolgen kann, als wenn jedes einzelne der Matrixbauelemente separat geschaltet
wird.