DE10362244B4 - Locating focal position during sample imaging involves acquiring reflected light intensity values with position sensitive receiver inclined to field aperture, determining center of contrast position - Google Patents

Locating focal position during sample imaging involves acquiring reflected light intensity values with position sensitive receiver inclined to field aperture, determining center of contrast position Download PDF

Info

Publication number
DE10362244B4
DE10362244B4 DE2003162244 DE10362244A DE10362244B4 DE 10362244 B4 DE10362244 B4 DE 10362244B4 DE 2003162244 DE2003162244 DE 2003162244 DE 10362244 A DE10362244 A DE 10362244A DE 10362244 B4 DE10362244 B4 DE 10362244B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sample
contrast
stomata
focus position
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE2003162244
Other languages
German (de)
Inventor
Dr. Bublitz Daniel
Dieter Gräfe
Dr. Westphal Peter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Microscopy GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Microscopy GmbH filed Critical Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority to DE2003162244 priority Critical patent/DE10362244B4/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10362244B4 publication Critical patent/DE10362244B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/24Base structure
    • G02B21/241Devices for focusing
    • G02B21/244Devices for focusing using image analysis techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

The method involves forming an image of a field aperture (11) on the sample (4) and at least partly superimposing the image of an optical grid, acquiring intensity values for the light reflected from the sample with a position sensitive receiver (6) inclined relative to the field aperture and associating with positions on the receiver, deriving position-related contrast values and determining the position of the center of contrast on the receiver as the equivalent of the focal position. An independent claim is also included for the following: (a) an arrangement for determining focal position during imaging of a sample in accordance with the inventive method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Fokusposition und der Verkippung der Fokusebene relativ zur Empfangsfläche einer positionsempfindlichen Empfangseinrichtung bei der Abbildung einer Probe. The invention relates to a method for determining the focus position and the tilting of the focal plane relative to the receiving surface of a position-sensitive receiving device in the imaging of a sample.

Um mittels einer Abbildungsoptik präzise Abbildungen einer Probe bzw. eines Probenabschnitts zu erhalten, ist es erforderlich, die Probe exakt in die Fokusposition der Abbildungsoptik zu stellen. Ist die Abbildung unscharf, ist es wichtig zu erfahren, um welchen Betrag und in welcher Richtung eine Lageveränderung der Probe relativ zur Abbildungsoptik zu veranlassen ist und ggf. entsprechende Stellbefehle abzuleiten, die zu einer Nachfokussierung genutzt werden können. In order to obtain precise images of a sample or a sample section by means of imaging optics, it is necessary to place the sample exactly in the focus position of the imaging optics. If the image is blurred, it is important to know by what amount and in which direction a change in the position of the sample relative to the imaging optics is to be caused and, if necessary, to derive corresponding control commands that can be used for refocusing.

In diesem Zusammenhang sind im wesentlichen Triangulationsverfahren, abbildende Verfahren mit Kontrastauswertung und die Positionsbestimmung mittels schräg gestellter konfokaler Spaltblende bekannt. In this context, triangulation methods, imaging methods with contrast evaluation and position determination by means of an inclined confocal slit are known.

Bei den Triangulationsverfahren wird ein kollimierter Laserstrahl in die Pupillenebene eines Abbildungsobjektivs eingespiegelt und aus dem Verlauf dieses Laserstrahls relativ zum Abbildungsstrahlengang auf die Z-Position des von der Probe reflektierten Laserlichts geschlossen. In the triangulation method, a collimated laser beam is reflected in the pupil plane of an imaging objective and closed from the course of this laser beam relative to the imaging beam path to the Z position of the laser light reflected by the sample.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß durch die Abbildung des Laserlichts in unterschiedlich tief gelegene Ebenen der Probe Bildfehler auftreten und dadurch das detektierte Signal über einen gegebenen Tiefenschärfebereich stark variiert. A major disadvantage of this procedure is that image errors occur due to the imaging of the laser light in different depths of the sample, and as a result the detected signal varies greatly over a given depth of field.

Die Genauigkeit bei der Bestimmung der Fokusposition ist nachteiligerweise davon abhängig, ob das Meßergebnis vom Zentrum oder an der Peripherie des Fangbereiches eines Detektors ermittelt wird. Um diesen Effekt zu kompensieren, muß die Fokusposition in mehreren iterativen Schritten bestimmt werden, was dazu führt, daß diese Verfahrensweise verhältnismäßig viel Zeit erfordert. The accuracy in the determination of the focus position is disadvantageously dependent on whether the measurement result from the center or at the periphery of the capture range of a detector is determined. To compensate for this effect, the focus position must be determined in several iterative steps, with the result that this procedure requires a relatively large amount of time.

Bei abbildenden Verfahren mit Kontrastauswertung wird die Probe mit einer gitterförmigen Intensitätsverteilung beleuchtet, indem in die Feldblendenebene des Beleuchtungsstrahlengangs ein Gitter gestellt wird. Die so beleuchtete Probe wird auf eine Empfangseinrichtung abgebildet. Auf diese Weise wird eine Serie von Bildern mit unterschiedlichen Abständen zwischen der Abbildungsoptik und der Probe aufgenommen und aus dieser Serie das Bild mit dem höchsten Kontrast bestimmt. Der Abstand zwischen Abbildungsoptik und Probe, der diesem Bild zugeordnet ist, gilt als optimaler Fokusabstand. In imaging methods with contrast evaluation, the sample is illuminated with a grid-like intensity distribution by placing a grid in the field stop plane of the illumination beam path. The thus illuminated sample is imaged onto a receiving device. In this way, a series of images with different distances between the imaging optics and the sample is taken and from this series, the image with the highest contrast is determined. The distance between the imaging optics and the sample assigned to this image is considered to be the optimum focus distance.

Der Nachteil besteht darin, daß zur Aufnahme der Bildserie viele verschiedene Z-Positionen mit hoher Genauigkeit angefahren werden müssen, wodurch auch für diese Verfahrensweise verhältnismäßig viel Zeit erforderlich ist. The disadvantage is that many different Z-positions must be approached with high accuracy to record the image series, which relatively much time is required for this procedure.

Bei der Positionsbestimmung mittels schräg gestellter konfokaler Spaltblende wird in die Feldblendenebene des Beleuchtungsstrahlengangs eine Spaltblende gestellt und auf die Probe abgebildet. Das dabei von der Probe reflektierte Licht wird auf eine relativ zur Spaltblende geneigt angeordnete CCD-Zeile gerichtet, und es wird die Position auf der CCD-Zeile bestimmt, an dem das reflektierte Licht ein Maximum hat. Da bei dieser Verfahrensweise die Fokusposition mit einer einzigen Abbildung auf die Zeile berechnet werden kann, liegt das Ergebnis der Fokusbestimmung in verhältnismäßig kurzer Zeit vor. When determining the position by means of a slanted confocal slit diaphragm, a slit diaphragm is placed in the field diaphragm plane of the illumination beam path and imaged onto the specimen. The light reflected from the sample is directed to a CCD line inclined relative to the slit, and the position on the CCD line where the reflected light has a maximum is determined. Since, in this procedure, the focus position can be calculated with a single image on the line, the result of the focus determination is available in a relatively short time.

Nachteile bestehen allerdings insofern, als Verunreinigungen auf der Probe oder störende Strukturen auf der Probenoberfläche Intensitätsschwankungen verursachen, die zu fehlerhaften Meßergebnissen führen können. Das Hauptproblem bei dieser Verfahrensweise ist der sehr hohe Justieraufwand bei der Abbildung des Spaltes auf die CCD-Zeile, denn die Spalte (oder die Zeile) muß sehr schmal sein, um eine hohe Genauigkeit erreichen zu können. Außerdem ist eine sehr gut korrigierte Abbildungsoptik erforderlich. However, there are disadvantages in that contamination on the sample or disruptive structures on the sample surface cause intensity fluctuations which can lead to erroneous measurement results. The main problem with this procedure is the very high adjustment effort in the mapping of the gap on the CCD line, because the column (or line) must be very narrow in order to achieve high accuracy can. In addition, a very well corrected imaging optics is required.

Insbesondere bei der Chipherstellung werden immer feinere Strukturen und dünnere Schichten angestrebt, was dazu führt, daß auch die Anforderungen an die Inspektionsverfahren, mit denen die Herstellungsgenauigkeit überprüft wird, immer höher werden. Dementsprechend wird eine immer schnellere und genauere Fokussierung möglichst ohne Unterbrechung des Fertigungsablaufs gefordert. In particular, in the chip production increasingly finer structures and thinner layers are sought, which means that the requirements for the inspection procedures, with which the manufacturing accuracy is checked, are getting higher. Accordingly, an increasingly faster and more accurate focusing is required as possible without interrupting the production process.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Anordnungen und Verfahrensweisen besteht darin, daß eine Verkippung der Fokusebene in Bezug auf die Empfangsfläche eines Detektors in der Empfangseinrichtung nicht erfaßt und korrigiert wird. A significant disadvantage of the known arrangements and procedures is that a tilt of the focal plane with respect to the receiving surface of a detector in the receiving device is not detected and corrected.

In der DE 101 27 284 A1 wird eine Autofokussierungseinrichtung für ein optisches Gerät, insbesondere ein Mikroskop beschrieben, welches mit einer Blendeneinrichtung, deren Blendenöffnung in einer zur Bewegungsrichtung eines Messortes, auf den autofokussiert werden soll, gleichsinnigen Richtung ausgedehnt ist. In the DE 101 27 284 A1 an autofocusing device is described for an optical device, in particular a microscope, which is extended with a diaphragm device whose diaphragm aperture is in the same direction as the direction of movement of a measurement location to be autofocused.

In der DE 37 28 257 A1 wird ein Verfahren zur lichtelektrischen Entfernungseinstellung insbesondere für Operationsmikroskope beschrieben, bei dem bei Verschiebung der Objektebene die Zeile einer matrixförmigen Empfängeranordnung ermittelt wird, welche den maximalen mittleren Kontrast aufweist. Aus der Lageveränderung dieser Zeile und aus Richtung und Betrag der Auswanderung wird ein Steuersignal für eine motorische Steuerung der Fokussierung ermittelt. In the DE 37 28 257 A1 a method for photoelectric distance adjustment is described in particular for surgical microscopes, in which upon displacement of the object plane, the line of a matrix-shaped receiver arrangement is determined, which has the maximum average contrast. From the change in position of this line and from the direction and amount of emigration, a control signal for a motor control of the focusing is determined.

In der DE 101 12 639 A1 wird ein Mikroskop mit einer Autofokussierungseinrichtung beschrieben. Dabei sind in einer Abbildungseinrichtung zwei oder mehr in Richtung des Strahlengangs axial voneinander beabstandete Blenden vorhanden, welche so angeordnet sind, dass eine zwischen diesen liegende Ebene zugleich mit dem Beobachtungsobjekt in dem Bildfeld auf eine Empfangseinrichtung fokussiert ist. Eine Bewertungseinrichtung generiert in Abhängigkeit der Intensitäten ein Stellsignal zur Betätigung einer Stelleinrichtung. In the DE 101 12 639 A1 a microscope with an autofocusing device will be described. In this case, two or more diaphragms axially spaced apart in the direction of the beam path are present in one imaging device, which diaphragms are arranged in such a way that a plane lying between them is focused on a receiving device at the same time as the observation object in the image field. An evaluation device generates a control signal for actuating an actuating device as a function of the intensities.

In der US 6 677 565 B1 wird ein Verfahren zur Hochgeschwindigkeits-Autofokussierung und Verkippung einer Inspektionsoberfläche in einem Mikroskop beschrieben. Dabei wird ein Array von geometrischen Figuren auf die zu untersuchende Oberfläche projiziert. Die Überlagerung der Oberfläche mit dem Array wird auf eine CCD-Kamera abgebildet und für nachfolgende Analysen gespeichert. Bei diesen Analysen werden der Winkel und der Abstand berechnet, welche eingestellt werden müssen um die zu vermessende Oberfläche in die Fokusebene des optischen Systems zu bringen. In the US Pat. No. 6,677,565 B1 A method for high-speed autofocusing and tilting of an inspection surface in a microscope is described. An array of geometric figures is projected onto the surface to be examined. The superposition of the surface with the array is imaged onto a CCD camera and stored for subsequent analysis. In these analyzes, the angle and the distance are calculated, which must be adjusted to bring the surface to be measured in the focal plane of the optical system.

In der US 5 539 494 A wird eine Vorrichtung zur Bestimmung von Fokusbedingungen beschrieben, die in photographischen Kameras etc. benutzt werden kann, wobei sich das in der US 5 539 494 A beschriebene Verfahren dadurch auszeichnet, dass insbesonders wenig Speicher bei der Auswertung benötigt wird. In the US 5 539 494 A There is described a device for determining focus conditions that can be used in photographic cameras, etc., and that is described in U.S. Pat US 5 539 494 A described method characterized in that, in particular, little memory is needed in the evaluation.

In der US 4 748 321 A und in der DE 31 22 027 A1 werden weitere Autofokussierungseinrichtungen für Objektive beschrieben. In der JP H07-87 378 A wird eine Vorrichtung zur Bestimmung des Fokus beschrieben, die auf einer Kontrastmessung beruht. Schließlich werden in der DE 101 53 113 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung beschrieben, bei der im Bereich der Schärfenebene einer Bildaufnahmeeinrichtung eine Sensoranordnung schräg angeordnet ist. In the US 4,748,321 and in the DE 31 22 027 A1 Further autofocusing devices for lenses will be described. In the JP H07-87 378 A A device for determining the focus is described, which is based on a contrast measurement. Finally, in the DE 101 53 113 A1 a method and a device for determining the distance, in which a sensor arrangement is arranged obliquely in the region of the focus plane of an image recording device.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren so weiter zu entwickeln, daß sowohl eine weitestgehend genaue Bestimmung der Fokusposition als auch eine Verkippung der Fokusebene registrierbar ist. On this basis, the invention has the object to further develop the known methods so that both a largely accurate determination of the focus position and a tilt of the focal plane can be registered.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß des Anspruchs 1 oder gemäß des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in Unteransprüchen aufgeführt. This object is achieved by a method according to claim 1 or according to claim 2. Advantageous embodiments of the method are listed in subclaims.

Im Unterschied zu den einschlägigen Verfahren nach dem Stand der Technik wird die Fokusposition nicht als Äquivalent des Intensitätsmaximums auf der Empfangseinrichtung gewonnen, sondern die Überlagerung der Blendenabbildung auf der Probe mit der Abbildung eines optischen Gitters macht es möglich, positionsbezogene Kontrastwerten zu ermitteln und diese der Bestimmung der aktuellen Fokusposition zugrunde zu legen. In contrast to the relevant prior art methods, the focus position is not obtained as the equivalent of the intensity maximum on the receiving device, but the overlay of the aperture image on the sample with the image of an optical grating makes it possible to determine position-related contrast values and those of the determination based on the current focus position.

Dies hat gegenüber dem bisher bekannten Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß der Justieraufwand bedeutend reduziert ist. Außerdem sind die Ergebnisse bei der Bestimmung der Fokusposition nicht mehr so sehr durch Untergrundlicht, Verunreinigungen auf der Probe oder störende Probenstrukturen verfälscht. This has the significant advantage over the previously known method that the adjustment effort is significantly reduced. In addition, the results in the determination of the focus position are no longer so distorted by background light, impurities on the sample or interfering sample structures.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, daß positionsbezogene Kontrastwerte I(yi) nach der Funktion ∀i I(yi) := |I(xi) – I(xi+n)| ermittelt werden. Hierin bedeuten I(xi) Intensitätswerte, die einer Position xi auf der Empfangseinrichtung zugeordnet sind, während I(xi+n) Intensitätswerte sind, die einer benachbarten Position xi+n zugeordnet sind. Dabei wird n bevorzugt im Bereich von 1...20 gewählt. In a preferred embodiment variant of the method, it is provided that position-related contrast values I (y i ) according to the function ∀i I (y i ): = | I (x i ) - I (x i + n ) | be determined. Herein, I (x i ) means intensity values assigned to a position x i on the receiving means, while I (x i + n ) are intensity values associated with an adjacent position x i + n . In this case, n is preferably selected in the range from 1 to 20.

Anschließend an die Ermittlung der positionsbezogenen Kontrastwerte wird als ein Äquivalent für die aktuelle Fokusposition Pf ein Ort ermittelt nach der Funktion

Figure DE000010362244B4_0002
Subsequent to the determination of the position-related contrast values, a location is determined according to the function as an equivalent for the current focus position P f
Figure DE000010362244B4_0002

Hier werden alle die Kontrastwerte I(yi) einbezogen, die größer sind als ein vorbestimmter Mindestwert Imin. Here, all the contrast values I (y i ) are included, which are greater than a predetermined minimum value I min .

Damit wird in vielen Anwendungsfällen bereits eine im Vergleich zum Stand der Technik hohe Genauigkeit bei verringertem Justageaufwand erzielt. This is already achieved in many applications, a high accuracy compared to the prior art with reduced adjustment effort.

Für noch höhere Anforderungen an die Genauigkeit wird zunächst in einem ersten Schritt ein Ort Pf´ ermittelt nach der Funktion

Figure DE000010362244B4_0003
für alle Kontrastwerte I(yi), die größer sind als ein vorbestimmter Mindestwert Imin, und hieran anschließend in einem zweiten Schritt als das Äquivalent für die aktuelle Fokusposition Pf ein Ort ermittelt nach der Funktion
Figure DE000010362244B4_0004
für alle Kontrastwerte I(yi), die größer sind als ein Mindestwert I´min und die nicht weiter von dem Ort Pf´ entfernt sind als um einen vorgegebenen Abstand a. For even higher demands on the accuracy, first in a first step, a location P f 'is determined according to the function
Figure DE000010362244B4_0003
for all contrast values I (y i ) that are greater than a predetermined minimum value I min , and then, in a second step, as the equivalent for the current focus position P f, a location determined by the function
Figure DE000010362244B4_0004
for all contrast values I (y i) which are greater than a minimum value I 'min and not further' remote from the location P f as a predetermined distance a.

Dabei können die für den ersten Schritt und für den zweiten Schritt jeweils festgelegten Mindestwerte Imin bzw. I´min gleich groß oder auch verschieden groß sein. The respective specified for the first step and the second step minima I min and I 'may be equal min or different sizes.

Als optische Gitter werden Absorptionsgitter in Form von streifenförmigen Masken und als Empfangseinrichtung eine CCD-Matrix benutzt. Die Positionen xi sind in diesem Falle charakterisiert durch die fortlaufende Numerierung der Sensorelemente auf einer CCD-Zeile der CCD-Matrix, im Folgenden als Pixel bezeichnet. Hat die CCD-Zeile beispielsweise 2400 Pixel, sind deren Positionen mit x1 bis x2400 definiert. Der Abstand a zwischen zwei Pixeln auf der CCD-Zeile wird dann mit einer Anzahl Pixel angegeben, wobei a bevorzugt im Bereich von 10 bis 1000 vorgegeben wird. As optical grating absorption grating in the form of stripe-shaped masks and as a receiving device using a CCD matrix. The positions x i are characterized in this case by the continuous numbering of the sensor elements on a CCD line of the CCD matrix, hereinafter referred to as pixels. For example, if the CCD line is 2400 pixels, its positions are defined as x 1 through x 2400 . The distance a between two pixels on the CCD line is then indicated with a number of pixels, with a being preferably set in the range of 10 to 1000.

In einer weiterführenden Ausgestaltung, die insbesondere bei der automatischen Fertigungskontrolle Anwendung finden kann, wird aus dem auf der Empfangseinrichtung gemessenen Abstand b zwischen einem Ort auf der Empfangseinrichtung, welcher der idealen Fokusposition Pf´´ auf der Empfangseinrichtung entspricht, und dem Ort, welcher der aktuellen Fokusposition Pf entspricht, ein Stellsignal zur automatischen Fokussierung generiert. In a further embodiment, which can be used in particular in automatic production control, is measured from the distance b measured on the receiving device between a location on the receiving device, which corresponds to the ideal focus position P f "on the receiving device, and the location of the current focus position P f , generates a control signal for automatic focusing.

Dabei wird das Stellsignal bevorzugt zur Änderung des Abstandes ∆z zwischen der Probe und der Abbildungsoptik genutzt, bis sich die auf die CCD-Zeile abgebildeten Orte Pf mit dem anhand einer Gerätekalibrierung vorgegebenen Ort Pf´´ decken. Here, the control signal is preferably used to change the distance Az between the sample and the imaging optics, to the places shown on the CCD line P f with the predetermined reference to a device calibration location P f coincide''.

Derartige Stelleinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb hier nicht näher erläutert werden. Als Antriebe für solche Stelleinrichtungen haben sich insbesondere Schrittmotoren bewährt, die an einen Probentisch gekoppelt sind. Such adjusting devices are known from the prior art and therefore need not be explained in detail here. In particular, stepper motors which are coupled to a sample table have proved to be suitable as drives for such adjusting devices.

Bezüglich der Ermittlung einer Verkippung der Fokusebene in Bezug auf die Empfangsfläche eines Detektors in der Empfangseinrichtung ist bevorzugt vorgesehen, daß eine Rechteckblende und als Empfangseinrichtung eine CCD-Matrix verwendet werden und das optische Gitter aus zwei in der Gitterebene gegeneinander geneigten Gittermasken besteht, von denen jede mehrere parallel zueinander verlaufende streifenförmige Masken aufweist. Dabei ist vorgesehen, daß von jeder der streifenförmigen Masken eine Abbildung auf der Probe erzeugt wird und mittels der CCD-Matrix für jede abgebildete Maske die Position des Kontrastschwerpunktes nach der Verfahrensweise bestimmt wird, wie sie weiter oben beschrieben ist. With regard to the determination of a tilt of the focal plane with respect to the receiving surface of a detector in the receiving device is preferably provided that a rectangular aperture and as a receiving device using a CCD matrix and the optical grating consists of two in the lattice plane mutually inclined lattice masks, each of which has a plurality of mutually parallel strip-shaped masks. It is provided that an image is generated on the sample of each of the strip-shaped masks and the position of the contrast centroid is determined by the method of the method described above, by means of the CCD matrix for each mapped mask.

In diesem Falle sind die Positionen des Kontrastschwerpunktes auf jeder abgebildeten Maske das Äquivalent einer aktuellen Fokusposition. Erfindungsgemäß werden der Verlauf und die Neigung der beiden Verbindungsgeraden durch die Kontrastschwerpunkte und daraus der Verkippungswinkel der Fokusebene in Bezug auf die Empfangsfläche der CCD-Matrix bestimmt, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird. In this case, the positions of the contrast centroid on each mapped mask are the equivalent of a current focus position. According to the invention, the course and the inclination of the two connecting straight lines are determined by the contrast centers and from this the tilt angle of the focal plane with respect to the receiving surface of the CCD matrix, as will be explained in more detail below.

Auch hier ist es denkbar, daß aus dem so ermittelten Verkippungswinkel der Fokusebene in Bezug auf die Ebene der Empfangsfläche der CCD-Matrix ein Stellsignal gewonnen und dieses über eine Stelleinrichtung, welche die Neigung der Probe relativ zur optischen Achse des Abbildungsstrahlengangs beeinflußt, zur Kompensation des Verkippungswinkels genutzt wird. Here too, it is conceivable that an actuating signal is obtained from the tilt angle of the focal plane with respect to the plane of the receiving surface of the CCD matrix, and this is compensated via an adjusting device which influences the inclination of the specimen relative to the optical axis of the imaging beam path Tilt angle is used.

Bei jeder der vorgenannten Ausführungsvarianten der Erfindung wird die Spaltbreite der optischen Gitter in Abhängigkeit vom Reflektionsvermögen eines ausgewählten Probenabschnitts und/oder von der Intensität von gestreutem oder reflektiertem und deshalb störendem Licht vorgegeben. Zur Erhöhung der Genauigkeit bei der Bestimmung des Kontrastschwerpunktes sollte die Spaltbreite um so kleiner vorgegeben werden, je geringer das Reflektionsvermögen des Probenabschnitts oder je intensiver störendes gestreutes oder reflektiertes Licht ist. In each of the aforementioned embodiments of the invention, the gap width of the optical gratings is predetermined as a function of the reflectivity of a selected sample section and / or of the intensity of scattered or reflected and therefore interfering light. To increase the accuracy in the determination of the contrast center of gravity, the gap width should be set the smaller, the lower the reflectivity of the sample section or the more intense interfering scattered or reflected light.

Weiterhin erweist es sich unter Umständen als vorteilhaft, zur Weiterverarbeitung der Intensitätswerte zu positionsbezogenen Kontrastwerten zunächst die Intensitätswerte benachbarter Pixel über eine Periode des abgebildeten Gitters zu mitteln, dann die Abweichungen des dabei gewonnenen Intensitätssignals Iist von einem vorgegebenen Intensitätssignal Isoll zu bestimmen und schließlich in Abhängigkeit von der sich dabei ergebenden Differenz eine Korrektur der Kontrastwerte vorzunehmen. Furthermore, it may be advantageous to firstly average the intensity values of adjacent pixels over a period of the imaged grid for further processing of the intensity values for position-related contrast values, then to determine the deviations of the intensity signal I ist from a given intensity signal I soll and finally to Depending on the resulting difference to make a correction of the contrast values.

Hierdurch muß vorteilhaft zunächst nur ein Intensitätswert, nämlich das gemittelte Intensitätssignal Iist bestimmt werden. Unter Zugrundelegung der Abweichung dieses Intensitätssignals Iist von einem zu erwartenden Intensitätssignal Isoll werden dann die Kontrastwerte so korrigiert, daß Störungen, die durch Schmutzpartikel im optischen Strahlengang oder durch eine nicht gleichmäßig reflektierende Probe verursacht werden, kompensiert sind. As a result, advantageously only one intensity value, namely the averaged intensity signal I ist , must first be determined. Based on the deviation of this intensity signal I is from an expected intensity signal I is to be then the contrast values corrected so that interference that are caused by dirt particles in the optical beam path or by a non-uniformly reflecting sample are compensated.

Dabei kann die Mittelung der Intensitätswerte benachbarter Pixel vorgenommen werden nach der Funktion

Figure DE000010362244B4_0005
The averaging of the intensity values of adjacent pixels can be carried out according to the function
Figure DE000010362244B4_0005

für alle xi mit n = 2...100, wobei bevorzugt n der Anzahl der Pixel je Gitterperiode entspricht. for all x i with n = 2 ... 100, where n preferably corresponds to the number of pixels per grating period.

Zur Durchführung der bisher beschriebenen Verfahrensschritte ist beispielsweise eine optische Anordnung vorgesehen, die insbesondere als Mikroskopanordnung ausgebildet sein kann, umfassend: eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahlengangs, eine Abbildungsoptik, durch die der Beleuchtungsstrahlengang auf die Probe gerichtet ist und eine im Abbildungsstrahlengang angeordnete Kamera, wobei

  • – in den Beleuchtungsstrahlengang eine durch eine Gittermaske überlagerte Spaltöffnung gestellt ist,
  • – ein aus dem Abbildungsstrahlengang abgezweigter Detektionsstrahlengang auf eine CCD-Zeile gerichtet ist,
  • – die CCD-Zeile mit der optischen Achse des Detektionsstrahlengangs einen Winkel α ≠ 90° einschließt,
  • – die CCD-Zeile mit einer Auswerteeinrichtung zur Ermittlung von positionsbezogenen Intensitätswerten I(xi) und von positionsbezogenen Kontrastwerten I(yi) in Verbindung steht, und
  • – die Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Position des Kontrastschwerpunktes auf der CCD-Zeile als ein Äquivalent für die aktuelle Fokusposition ausgebildet ist.
To carry out the method steps described so far, for example, an optical arrangement is provided, which may be formed in particular as a microscope assembly, comprising: a light source for generating an illumination beam path, an imaging optics through which the illumination beam path is directed to the sample and a camera arranged in the imaging beam path, wherein
  • In the illumination beam path a gap opening superposed by a grating mask is provided,
  • A detection beam path branched off from the imaging beam path is directed onto a CCD line,
  • The CCD line encloses an angle α ≠ 90 ° with the optical axis of the detection beam path,
  • The CCD line is connected to an evaluation device for determining position-related intensity values I (x i ) and position-related contrast values I (y i ), and
  • - The evaluation is designed to determine the position of the contrast center on the CCD line as an equivalent to the current focus position.

Vorteilhaft ist die Spaltöffnung gemeinsam mit einer Blendenöffnung, die den Umfang und die Größe eines Bildausschnitts auf der Probe definiert, in der Feldblendenebene der Anordnung positioniert, wobei die Blendenöffnung zentrisch zur optischen Achse des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet ist und sich die Spaltöffnung an der Peripherie des Beleuchtungsstrahlengangs befindet. The gap opening is advantageously positioned together with an aperture opening which defines the circumference and the size of an image section on the sample in the field stop plane of the arrangement, wherein the aperture is aligned centrally with the optical axis of the illumination beam path and the gap opening is located at the periphery of the illumination beam path ,

Bei einer Ausgestaltungsvariante dieser Anordnung, die insbesondere zur Beobachtung und Untersuchung von Proben mit stark streuenden Oberflächen geeignet ist, sollte die Blendenöffnung senkrecht zur optischen Achse des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet sein, während die Spaltöffnung mit der optischen Achse einen Winkel einschließt, der dem Winkel entspricht, um den die CCD-Zeile gegen die optische Achse des Detektionsstrahlengangs geneigt ist, wobei die optische Weglänge zwischen der Probe und der Spaltöffnung ebenso groß ist wie die optische Weglänge zwischen der Probe und der CCD-Zeile. In one embodiment variant of this arrangement, which is particularly suitable for the observation and examination of samples with strongly scattering surfaces, the aperture should be aligned perpendicular to the optical axis of the illumination beam path, while the gap opening with the optical axis encloses an angle corresponding to the angle the CCD line is inclined to the optical axis of the detection beam path, wherein the optical path length between the sample and the gap opening is as large as the optical path length between the sample and the CCD line.

Dabei kann die Auswerteeinrichtung beispielsweise einen Differenzbildner umfassen, der positionsbezogene Kontrastwerte I(yi) nach der Funktion ∀iI(yi) := |I(xi) – I(xi+n)| ermittelt, mit jeweils den Intensitätswerten I(xi) und I(xi+n), die den Positionen xi und xi+n zugeordnet sind, und wobei die Auswerteeinrichtung weiterhin ausgestattet ist mit einer Rechenschaltung, die den Kontrastschwerpunkt als Äquivalent für die aktuelle Fokusposition ermittelt nach der Funktion

Figure DE000010362244B4_0006
für alle Kontrastwerte I(yi), die größer sind als ein vorbestimmter Mindestwert Imin. In this case, the evaluation device may comprise, for example, a difference former, the position-related contrast values I (y i ) according to the function ∀iI (y i ): = | I (x i ) - I (x i + n ) | determined, each with the intensity values I (x i ) and I (x i + n ), which are the positions x i and x i + n associated, and wherein the evaluation device is further equipped with an arithmetic circuit, the contrast center of gravity as the equivalent of the current focus position is determined by the function
Figure DE000010362244B4_0006
for all contrast values I (y i ) greater than a predetermined minimum value I min .

Dabei bestimmt der Wert n den Abstand benachbarter Positionen auf der CCD-Zeile zueinander. Insofern ist n variabel und wird je nach Anwendung vorgegeben mit n = 1...20. In this case, the value n determines the distance between adjacent positions on the CCD line to each other. In this respect, n is variable and is given according to the application with n = 1 ... 20.

Insbesondere für die Anwendung im Zusammenhang mit Einrichtungen zur automatischen Biochip-Fertigung, bei denen auch die Kontrolle der Fertigungsgenauigkeit selbständig abläuft, ist in der Auswerteeinrichtung eine Rechenschaltung vorgesehen, die zur Ermittlung des Abstandes b ausgebildet ist zwischen dem Ort, welcher der aktuellen Fokusposition Pf auf der CCD-Zeile entspricht, und einem Ort, welcher der idealen Fokusposition Pf´´ auf der CCD-Zeile entspricht. Damit erhält man ein Maß für die Abweichung von der idealen Fokusposition. In particular, for the application in connection with devices for automatic biochip production, in which the control of the manufacturing accuracy runs independently, an arithmetic circuit is provided in the evaluation, which is designed to determine the distance b between the location, which the current focus position P f on the CCD line, and a location corresponding to the ideal focus position P f "on the CCD line. This gives a measure of the deviation from the ideal focus position.

Demzufolge ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Auswerteeinrichtung so konfiguriert ist, daß sie aus der Abweichung von der idealen Fokusposition ein Stellsignal ermittelt und mit einer Stelleinrichtung zur Korrektur der Fokusposition in Verbindung steht, die beispielsweise eine Änderung des Abstandes ∆z zwischen der Probe und der Abbildungsoptik bewirkt. Damit kann der Abstand zwischen der aktuellen Fokusposition und der idealen Fokusposition beeinflußt werden, wobei die Verstellung so lange und so oft vorgenommen wird, bis der Abstand b gegen 0 geht und damit die ideale Fokusposition eingestellt ist. Accordingly, it is furthermore advantageous if the evaluation device is configured such that it ascertains an actuating signal from the deviation from the ideal focus position and is connected to a setting device for correcting the focus position, for example a change in the distance Δz between the sample and the imaging optics causes. Thus, the distance between the current focus position and the ideal focus position can be influenced, the adjustment is made so long and so often until the distance b goes to 0 and thus the ideal focus position is set.

Um optimale Ergebnisse bei der Bestimmung der aktuellen Fokusposition sowie bei der Ermittlung der Ablage zur idealen Fokusposition erzielen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Frequenz des jeweils zur Abbildung auf die Probe genutzten Gitters der optischen Auflösungsgrenze der Abbildungsoptik angepaßt ist. Bevorzugt sollten dabei jeweils fünf Pixel der CCD-Zeile einer Gitter-Periode entsprechen. To achieve optimal results in determining the current focus position as well as in determining the shelf to the ideal focus position can, it is advantageous if the frequency of each used for imaging on the sample grid of the optical resolution limit of the imaging optics is adjusted. Preferably, in each case five pixels of the CCD line should correspond to a grating period.

Bei der Abbildung ebener Probenoberflächen kann das Verfahren bzw. die bisher beschriebene Anordnung auch zu Nivellierzwecken genutzt werden, indem die Neigung der Probenoberfläche relativ zur optischen Achse des Objektivstrahlengangs ermittelt und auf einen vorgegebenen Wert, bevorzugt auf einen Winkel von 90° zur optischen Achse, korrigiert wird. When imaging planar sample surfaces, the method or the arrangement described so far can also be used for leveling purposes by determining the inclination of the sample surface relative to the optical axis of the objective beam path and corrected to a predetermined value, preferably to an angle of 90 ° to the optical axis becomes.

Zu diesem Zweck ist die Anordnung mit einem Probentisch auszustatten, der in den Koordinatenrichtungen X und Y senkrecht zur optischen Achse verschiebbar ist. Damit ist es möglich, auf drei verschiedene Punkte der Probenoberfläche zu fokussieren, die nicht auf einer Geraden liegen. Für jeden dieser drei Punkte wird die aktuelle Fokusposition auf der CCD-Zeile ermittelt und jeweils die Ablage von der idealen Fokusposition und/oder der Fokusabstand bestimmt. For this purpose, the arrangement is to be equipped with a sample table which is displaceable in the coordinate directions X and Y perpendicular to the optical axis. This makes it possible to focus on three different points of the sample surface that are not on a straight line. For each of these three points, the current focus position is determined on the CCD line and determines the storage of the ideal focus position and / or the focus distance.

Aus der geometrischen Verknüpfung der Ablagen bzw. der Fokusabstände wird die Neigung der Probenoberfläche gegenüber der optischen Achse des Objektivstrahlengangs errechnet und/oder durch Verkippung der Probe mittels einer Stelleinrichtung die Neigung der Probenoberfläche so verändert, daß die Ablagen zwischen aktueller und idealer Fokusposition bzw. die Fokusabstände für alle drei Punkte gleich groß sind und damit die Probenoberfläche senkrecht zur optischen Achse des Objektivstrahlengangs ausgerichtet ist. The inclination of the sample surface relative to the optical axis of the objective beam path is calculated from the geometrical combination of the shelves or the focal distances and / or the inclination of the sample surface is changed by tilting the sample by means of an adjusting device so that the shelves between current and ideal focus position or Focusing distances are the same for all three points and thus the sample surface is aligned perpendicular to the optical axis of the lens path.

Die Stelleinrichtung, die beispielsweise als Drei-Punkt-Linearverstellung oder Zwei-Achsen-Drehverstellung ausgeführt sein kann, wird in Abhängigkeit von der aktuellen Neigung und einem daraus zu generierenden Stellbefehl angesteuert, bis die unerwünschte Neigung korrigiert ist. The adjusting device, which can be embodied, for example, as a three-point linear adjustment or two-axis rotary adjustment, is controlled as a function of the current inclination and a positioning command to be generated therefrom until the undesired inclination has been corrected.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die auch weitere erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: The invention will be explained below with reference to embodiments which disclose further features essential to the invention. In the accompanying drawings show:

1 eine optische Anordnung, bei der die mit der Struktur eines Strichgitters überlagerte Spaltöffnung einer Blende auf die Oberfläche einer Probe abgebildet wird, 1 an optical arrangement in which the slit opening of a diaphragm overlaid with the structure of a bar grating is imaged onto the surface of a sample,

2 eine Einzelheit aus 1, die Blendenanordnung in der Feldblendenebene betreffend, 2 a detail 1 concerning the diaphragm arrangement in the field diaphragm plane,

3 die symbolische Darstellung einer als Empfangseinrichtung genutzten CCD-Zeile, 3 the symbolic representation of a CCD line used as receiving device,

4 einen beispielhaft sich über die CCD-Zeile hinweg ergebenden Intensitätsverlauf, 4 an example of an intensity distribution over the CCD line,

5 den sich in Abhängigkeit vom Intensitätsverlauf aus 4 ergebenden Verlauf von Kontrastwerten, 5 depending on the intensity profile 4 resulting course of contrast values,

6 die Ausstattung der optischen Anordnung mit einer Auswerteeinrichtung und einer Zustelleinrichtung für eine automatische Fokussierung, 6 the equipment of the optical arrangement with an evaluation device and a delivery device for automatic focusing,

7 den typischen Intensitätsverlauf bei der Abbildung einer Glas-/Wasser-Grenzfläche auf die CCD-Zeile, 7 the typical intensity curve when imaging a glass / water interface onto the CCD line,

8 den sich in Abhängigkeit vom Intensitätsverlauf aus 7 ergebenden Verlauf von Kontrastwerten, 8th depending on the intensity profile 7 resulting course of contrast values,

9 die Ausführung der optischen Anordnung mit geneigter Empfangseinrichtung und geneigter Spaltöffnung, 9 the design of the optical arrangement with inclined receiving device and inclined gap opening,

10 die erfindungsgemäße optische Anordnung, bei der neben der genauen Bestimmung der Fokusposition auch eine Aussage zur Verkippung der Probenebene relativ zur Empfangsfläche in der Empfangseinrichtung getroffen wird, 10 the optical arrangement according to the invention, in which, in addition to the precise determination of the focus position, a statement about the tilting of the sample plane relative to the receiving surface in the receiving device is made,

11 eine vergrößerte Darstellung einer Blendenanordnung aus 10, 11 an enlarged view of a diaphragm assembly 10 .

12 die Andeutung der Kontrastschwerpunkte in den Pixelzeilen einer CCD-Matrix der Anordnung nach 10, 12 the indication of the contrast centers in the pixel rows of a CCD array of the arrangement 10 .

13 ein Beispiel für die Verbindungsgeraden durch die Kontrastschwerpunkte 13 an example of the connecting line through the contrast centers

In 1 ist ein abbildendes optisches System dargestellt, beispielsweise eine Mikroskopanordnung, die zur Aufnahme von Biochips genutzt werden soll. Bei der Biochip-Detektion mit Hilfe von Mikroskopen, insbesondere bei der Fluoreszenzmikroskopie, ist das Auffinden der genauen Fokusposition besonders problembehaftet. In 1 an imaging optical system is shown, for example, a microscope assembly, which is to be used for recording biochips. In biochip detection with the aid of microscopes, in particular in fluorescence microscopy, the finding of the exact focus position is particularly problematic.

Die nicht zur Erfindung gehörende Mikroskopanordnung nach 1 umfaßt im wesentlichen eine Beleuchtungsquelle 1, die einen Beleuchtungsstrahlengang mit der optischen Achse 2 erzeugt, und ein Objektiv 3, durch das die Beleuchtungsquelle 1 auf die Oberfläche einer Probe 4, in diesem Fall die Oberfläche eines Biochips, abgebildet wird. Das von der Probenoberfläche reflektierte oder auch gestreute Licht gelangt als Abbildungsstrahlengang, der eine optische Achse 5 hat, zu einer Empfangseinrichtung 6, beispielsweise einer CCD-Kamera. The not belonging to the invention according to the microscope arrangement 1 essentially comprises a source of illumination 1 , which has an illumination beam path with the optical axis 2 generated, and a lens 3 through which the illumination source 1 on the surface of a sample 4 , in this case the surface of a biochip, is imaged. The light reflected or also scattered by the sample surface passes as an imaging beam path that has an optical axis 5 has, to a receiving device 6 , For example, a CCD camera.

Dabei wird die Probenoberfläche mittels einer Abbildungsoptik, die aus dem Objektiv 3 und einer Tubuslinse 7 besteht, auf die Empfangsfläche der Empfangseinrichtung 6 abgebildet und kann so beobachtet bzw. bewertet werden. In this case, the sample surface by means of imaging optics, which from the lens 3 and a tube lens 7 exists on the receiving surface of the receiving device 6 and can be observed or evaluated.

Beleuchtungsstrahlengang und Abbildungsstrahlengang werden an der Teilerfläche 8 eines Strahlteilers 9 abgelenkt bzw. aufgespaltet. Illumination beam path and imaging beam path are at the splitter surface 8th a beam splitter 9 distracted or split.

In die Blendenebene 10 des Beleuchtungsstrahlengangs ist eine Blendenanordnung 11 gestellt, die in 2 vergrößert dargestellt ist. In the aperture plane 10 the illumination beam path is a diaphragm arrangement 11 put in the 2 is shown enlarged.

Aus 2 ist ersichtlich, daß die Blendenanordnung 11 eine beispielsweise quadratische Blendenöffnung 12 aufweist, die das Bildfeld festgelegt. Außerhalb der Blendenöffnung 12, jedoch innerhalb des durch die kreisförmige Begrenzung 13 gekennzeichneten Beleuchtungsstrahlengangs, ist die Spaltöffnung 14 einer Spaltblende positioniert, die mit einem Strichgitter 15 überlagert ist. Out 2 it can be seen that the diaphragm arrangement 11 an example square aperture 12 that defines the image field. Outside the aperture 12 but inside of the circular boundary 13 marked illumination beam path, is the gap opening 14 a slit diaphragm positioned with a grating 15 is superimposed.

Bei der Beleuchtung der Probe 4 wird die mit der Struktur des Strichgitters 15 überlagerte Spaltöffnung 14 auf die Oberfläche der Probe 4 abgebildet. Dabei gelangt das von der Probe 4 reflektierte bzw. gestreute Licht im Abbildungsstrahlengang zurück zum Strahlteiler 9 und wird dort an der Teilerfläche 8 wieder in die Richtung des ankommenden Beleuchtungsstrahlengangs abgelenkt, passiert dabei eine Tubuslinse 16, wird an der Teilerfläche 17 eines weiteren Strahlteilers 18 aus dem Beleuchtungsstrahlengang ausgekoppelt und auf eine CCD-Zeile 19 gelenkt. When lighting the sample 4 becomes the one with the structure of the grating 15 superimposed slit opening 14 on the surface of the sample 4 displayed. This gets from the sample 4 Reflected or scattered light in the imaging beam path back to the beam splitter 9 and will be there at the splitter surface 8th again deflected in the direction of the incoming illumination beam path, thereby passing a tube lens 16 , is at the splitter surface 17 another beam splitter 18 decoupled from the illumination beam path and onto a CCD line 19 directed.

Objektiv 3 und Tubuslinse 16 wirken dabei als Abbildungsoptik und bilden die mit der Gitterstruktur überlagerte Spaltöffnung 14 auf die CCD-Zeile 19 ab. Die CCD-Zeile 19 ist relativ zur Blendenanordnung 11 geneigt. Während die Blendenanordnung 11 einschließlich der Spaltöffnung 14 senkrecht zur optischen Achse 2 des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet ist, schließt die CCD-Zeile 19 mit der optischen Achse 33 des Detektionsstrahlengangs einen Winkel ungleich 90°, bevorzugt von 45° ein. lens 3 and tube lens 16 act as imaging optics and form the superimposed with the grid structure gap opening 14 on the CCD line 19 from. The CCD line 19 is relative to the aperture arrangement 11 inclined. While the aperture arrangement 11 including the gap opening 14 perpendicular to the optical axis 2 the illumination beam path is aligned, closes the CCD line 19 with the optical axis 33 of the detection beam path at an angle not equal to 90 °, preferably from 45 °.

In 3 ist die CCD-Zeile 19 symbolisch dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die CCD-Zeile 19 eine Vielzahl von in Linie angeordneten Empfangselementen aufweist, im folgenden als Pixel 20 bezeichnet. Jedem Pixel 20 ist auf der CCD-Zeile 19 eine feste Position xi zugeordnet. Weist die CCD-Zeile 19 beispielsweise eine Anzahl von 2400 Pixeln 20 auf, so sei angenommen, daß an einem Ende der CCD-Zeile 19 die Position xi = 1, am gegenüberliegenden Ende der CCD-Zeile 19 dagegen die Position xi = 2400 von einem Pixel 20 besetzt ist. In 3 is the CCD line 19 symbolically represented. It can be seen that the CCD line 19 has a plurality of receiving elements arranged in line, hereinafter referred to as pixels 20 designated. Every pixel 20 is on the CCD line 19 assigned a fixed position x i . Indicates the CCD line 19 for example, a number of 2400 pixels 20 on, it is assumed that at one end of the CCD line 19 the position x i = 1, at the opposite end of the CCD line 19 on the other hand, the position x i = 2400 of one pixel 20 is busy.

Am Ausgang jedes Pixels 20 ist ein Intensitätssignal I(xi) verfügbar, d.h. jedes Pixel 20 gibt Auskunft über die Intensität der Abbildungsstrahlung an der ihm zugeordneten Position xi. Da die Spaltöffnung 14 einschließlich des Strichgitters 15 auf die schräg gestellte CCD-Zeile 19 abgebildet wird, gibt es auf der CCD-Zeile genau eine Position, bei der das Strichgitter 15 scharf abgebildete wird. Diese Position, die der aktuellen Fokusposition Pf entspricht, läßt sich anhand eines oder mehrerer zugeordneter Pixel 20 ermitteln. At the output of each pixel 20 An intensity signal I (x i ) is available, ie each pixel 20 provides information about the intensity of the imaging radiation at its assigned position x i . Because the gap opening 14 including the grating 15 on the slanted CCD line 19 is shown, there is exactly one position on the CCD line where the grating 15 sharply depicted. This position, which corresponds to the current focus position P f , can be based on one or more associated pixels 20 determine.

Zunächst wird für jede Position xi eines Pixels 20 ein Intensitätswert I(xi) der aufgenommenen Strahlung bestimmt. Dabei ergibt sich über die CCD-Zeile 19 hinweg ein Intensitätsverlauf wie in 4 dargestellt. Aus 4 ist ersichtlich, daß die Intensität der Abbildungsstrahlung im Bereich der Pixel x700 bis x1200 wesentlich stärker ist als in den übrigen Bereichen. First, for each position, x i of a pixel 20 an intensity value I (x i ) of the recorded radiation is determined. This results from the CCD line 19 an intensity course as in 4 shown. Out 4 It can be seen that the intensity of the imaging radiation in the range of pixels x 700 to x 1200 is much stronger than in the other areas.

Es wird jedoch nicht die Position mit der maximalen Intensität gesucht und als aktuelle Fokusposition definiert, sondern die Intensitätswerte I(xi) werden zunächst zu positionsbezogenen Kontrastwerten weiterverarbeitet. Die positionsbezogenen Kontrastwerte I(yi) werden beispielsweise nach der Funktion ermittelt ∀iI(yi) := |I(xi) – I(xi+n)|. However, the position with the maximum intensity is not searched for and defined as the current focus position, but the intensity values I (x i ) are first processed further to position-related contrast values. The position-related contrast values I (y i ) are determined, for example, according to the function ∀iI (y i ): = | I (x i ) - I (x i + n ) |.

Das heißt, es wird jeweils die Differenz des Intensitätswertes I(xi) einer Position xi und eines Intensitätswertes I(xi + n) einer dazu benachbarten Position xi+n gebildet. Dabei ist n variabel und sollte vorteilhaft zwischen 1 und 20 gewählt werden. That is, the difference of the intensity value I (x i ) of a position x i and an intensity value I (x i + n) of a position x i + n adjacent thereto is formed in each case. N is variable and should be chosen between 1 and 20.

Jede so gewonnene Differenz wird als Kontrastwert I(yi) einer Position xi zugeordnet. Dabei ergibt sich ein Verlauf der Kontrastwerte I(yi) wie in 5 dargestellt. Each difference thus obtained is assigned as a contrast value I (y i ) to a position x i . This results in a course of the contrast values I (y i ) as in 5 shown.

Aus 5 ist ersichtlich, daß die Kontrastwerte I(yi) im Bereich y600 bis y1100 wesentlich größer sind als in den übrigen Bereichen der CCD-Zeile 19. Out 5 It can be seen that the contrast values I (y i ) in the range y 600 to y 1100 are substantially greater than in the remaining areas of the CCD line 19 ,

In einem nächsten Schritt wird nun aus den Kontrastwerten I(yi) der Kontrastschwerpunkt bestimmt nach der Funktion

Figure DE000010362244B4_0007
für alle Kontrastwerte I(yi), die größer sind als ein vorbestimmter Mindestwert Imin. Im vorliegenden Fall wurde Imin beispielsweise mit einem Betrag vorgegeben wie in 5 eingezeichnet. In a next step, the contrast center is now determined from the contrast values I (y i ) according to the function
Figure DE000010362244B4_0007
for all contrast values I (y i ) greater than a predetermined minimum value I min . In the present case, for example, I min was given an amount as in 5 located.

Dieser Kontrastschwerpunkt läßt sich einem Ort auf der CCD-Zeile 19 zuordnen, der im ausgewählten Beispiel etwa bei der Position y850 liegt. Damit ist die aktuelle Fokusposition Pf bestimmt. This contrast center of gravity can be a location on the CCD line 19 assign, which in the selected example is approximately at the position y 850 . Thus, the current focus position P f is determined.

In einer vorteilhaften, ebenfalls nicht von der Erfindung umfassten Ausgestaltung wird in einem nächsten Schritt die aktuelle Fokusposition Pf auf der CCD-Zeile 19 verglichen mit einer idealen Fokusposition Pf´´, die anhand einer Kalibrierung der Mikroskopanordnung, beispielsweise mittels einer glatten Probenoberfläche, bestimmt worden ist und von der hier angenommen werden soll, daß sie sich an der Position y1200 befindet. In an advantageous embodiment, which is likewise not included in the invention, in a next step the current focus position P f on the CCD line 19 compared to an ideal focus position P f '' determined from a calibration of the microscope assembly, for example by means of a smooth sample surface, and assumed to be at position y 1200 .

Im dargestellten Beispiel nach 5 ergibt sich zwischen den Positionen Pf und Pf´´ ein Abstand von 350 Pixeln. Die CCD-Zeile 19 weist einen bestimmten Abstand d zwischen jeweils zwei Pixeln 20 auf; daraus läßt sich ableiten, daß in diesem Falle die aktuelle Fokusposition Pf um etwa das 350-fache des Abstandes d von der idealen Fokusposition Pf´´ entfernt ist und, um eine scharfe Abbildung der Probenoberfläche auf die Empfangseinrichtung 6 zu erhalten, die Fokusposition korrigiert werden muß. In the example shown 5 a distance of 350 pixels results between the positions P f and P f ". The CCD line 19 has a certain distance d between every two pixels 20 on; From this, it can be deduced that in this case the current focus position P f is approximately 350 times the distance d from the ideal focus position P f '' and a sharp image of the sample surface on the receiving device 6 to obtain, the focus position must be corrected.

Diese Korrektur erfolgt in der Regel durch die Veränderung des Abstandes ∆z zwischen der Probe 4 und dem Objektiv 3. This correction is usually done by changing the distance Δz between the sample 4 and the lens 3 ,

In der Praxis werden aus Gründen der Genauigkeit die Abstände d zwischen den einzelnen Pixeln auf der verwendeten CCD-Zeile durch Messungen ermittelt, und die Anordnung wird in Abhängigkeit von dem Meßergebnis kalibriert und im Kalibrierten Zustand für die Probenbewertung genutzt. In practice, for reasons of accuracy, the distances d between the individual pixels on the CCD line used are determined by measurements, and the arrangement is calibrated as a function of the measurement result and used in the calibrated state for the sample evaluation.

Zum Zweck der Verarbeitung der Intensitätswerte I(xi) in der vorbeschriebenen Weise und auch zur automatischen Fokussierung ist die nicht erfindungsgemäße Mikroskopanordnung wie in 6 dargestellt noch mit einer Auswerteeinrichtung 21 und einer Zustelleinrichtung 22 ausgestattet, wobei die CCD-Zeile 19 mit der Auswerteeinrichtung 21 und die Auswerteeinrichtung 21 mit der Zustelleinrichtung 22 über Signalwege verbunden sind. For the purpose of processing the intensity values I (x i ) in the manner described above and also for automatic focusing, the microscope arrangement not according to the invention is as in FIG 6 still shown with an evaluation 21 and a delivery device 22 equipped, with the CCD line 19 with the evaluation device 21 and the evaluation device 21 with the delivery device 22 connected via signal paths.

Die Auswerteeinrichtung 21 umfaßt einen Differenzbildner zur Ermittlung der positionsbezogenen Kontrastwerte I(yi) sowie eine Rechenschaltung zur Ermittlung des Kontrastschwerpunktes als Äquivalent für die aktuelle Fokusposition Pf. Weiterhin verfügt die Auswerteeinrichtung 21 über Mittel zur Vorgabe eines Wertes n = 1...20 und eines Mindestwertes Imin. The evaluation device 21 comprises a difference former for determining the position-related contrast values I (y i ) and an arithmetic circuit for determining the contrast center of gravity as an equivalent for the current focus position P f . Furthermore, the evaluation device has 21 via means for specifying a value n = 1 ... 20 and a minimum value I min .

Außerdem ist in der Auswerteeinrichtung 21, dem Ausführungsbeispiel nach 6 entsprechend, eine Rechenschaltung vorgesehen zur Ermittlung des Abstandes b zwischen der aktuellen Fokusposition Pf und dem Ort auf der CCD-Zeile 19, welcher der idealen Fokusposition Pf´´ entspricht. Dabei ist diese Rechenschaltung zugleich auch in der Lage, einen Stellbefehl zu generieren, der über die Stelleinrichtung 22 eine Veränderung des Abstandes ∆z zwischen der Probe 4 und dem Objektiv 3 um einen zu dem Abstand b äquivalenten Betrag in einer vorgegebenen Richtung R veranlaßt. In addition, in the evaluation device 21 , According to the embodiment 6 Accordingly, an arithmetic circuit provided for determining the distance b between the current focus position P f and the location on the CCD line 19 which corresponds to the ideal focus position P f ''. At the same time, this arithmetic circuit is also able to generate a positioning command via the setting device 22 a change in the distance Δz between the sample 4 and the lens 3 by an amount equivalent to the distance b in a predetermined direction R causes.

Soll die aktuelle Fokusposition Pf auf der CCD-Zeile 19 in Richtung R verschoben werden, muß ein Stellbefehl generiert werden, der dafür sorgt, daß der Abstand zwischen Objektiv 3 und Probe 4 erhöht wird. Umgekehrt müssen Stellbefehle diesen Abstand verringern, wenn die aktuelle Fokusposition Pf entgegengesetzt zur Richtung R zu verschieben ist. Überdeckt sich nach Ausführung der Stellbefehle die aktuelle Fokusposition Pf mit der idealen Fokusposition Pf´´, ist die automatische Fokussierung abgeschlossen. Should the current focus position P f on the CCD line 19 in the direction of R, a control command must be generated, which ensures that the distance between lens 3 and sample 4 is increased. Conversely, setting commands must reduce this distance if the current focus position P f is to be shifted in the opposite direction to the direction R. If the current focus position P f with the ideal focus position P f '' overlaps after execution of the setting commands, the automatic focusing is completed.

In einer besonderen, ebenfalls nicht von der Erfindung umfassten Verfahrensvariante, die einer höheren Anforderung an die Genauigkeit der automatischen Fokussierung gerecht wird, ist vorgesehen, daß die Auswerteeinrichtung 21 zunächst unter Berücksichtigung aller Kontrastwerte I(yi), die größer sind als ein vorbestimmter Mindestwert Imin, einen Ort Pf´ auf der CCD-Zeile 19 ermittelt, und erst dann in einem nachfolgenden Schritt die aktuelle Fokusposition Pf ermittelt wird unter Berücksichtigung aller Kontrastwerte I(yi), die größer sind als der vorgegebene Mindestwert Imin, und die außerdem nicht weiter als um einen vorgegebenen Abstand a von dem Ort Pf´ entfernt sind. In a special method variant, which is likewise not covered by the invention and which meets a higher requirement for the accuracy of automatic focusing, it is provided that the evaluation device 21 first taking into account all the contrast values I (y i ) that are greater than a predetermined minimum value I min , a location P f 'on the CCD line 19 determined, and only in a subsequent step, the current focus position P f is determined taking into account all contrast values I (y i ) that are greater than the predetermined minimum value I min , and also no more than by a predetermined distance a from the location P f 'are removed.

Mit diesem zweistufigen Verfahren wird der Einfluß von Störungen bei der Fokussierung vermieden, indem ein korrigierter Kontrastschwerpunkt ermittelt und dieser der Bestimmung der aktuellen Fokusposition Pf zugrunde gelegt wird. With this two-step method, the influence of disturbances in the focusing is avoided by determining a corrected contrast centroid and based on the determination of the current focus position P f .

Soll die Fokusposition in Bezug auf eine Grenzfläche auf oder in der Probe bestimmt werden, die zu einem Schichtsystem mit mehreren Grenzflächen gehört, so können Maßnahmen ergriffen werden, um den Kontrast für die in 4 dargestellten Maxima und Minima zu erhöhen. Dies wird beispielsweise durch Anpassung der Gitterspaltbreite erreicht. If the focus position is to be determined with respect to an interface on or in the sample belonging to a multi-interface layer system, measures may be taken to reduce the contrast for the in-plane 4 increase maxima and minima. This is achieved, for example, by adjusting the grid gap width.

So kann die Breite des Maximums durch die Breite des Gitterspaltes verändert werden. Wird ein sehr schmaler Gitterspalt gewählt, wird auch die Intensitätsverteilung schmaler. Dadurch werden „konfokale“ Bedingungen erzielt und das Licht, das von anderen Grenzflächen reflektiert wird, gelangt nicht auf die CCD-Zeile 19. Auf diese Weise kann der Kontrast der auf die CCD-Zeile 19 abgebildeten Gitterstreifen so weit erhöht werden, daß auch viel schwächer reflektierende Glas-/Wasser-Grenzflächen in der Nähe von Glas-/Luft-Grenzflächen genau fokussiert und dadurch auch bezüglich ihres Abstandes zueinander genau vermessen werden können. Thus, the width of the maximum can be changed by the width of the grid gap. If a very narrow grid gap is selected, the intensity distribution also becomes narrower. This results in "confocal" conditions and the light reflected from other interfaces does not get onto the CCD line 19 , In this way, the contrast of the CCD line 19 imaged lattice stripes are increased so much that much less reflective glass / water interfaces in the vicinity of glass / air interfaces can be precisely focused and thus accurately measured with respect to their distance from each other.

Diesbezüglich zeigt 7 den Intensitätsverlauf bei der Abbildung einer Glas-/Wasser-Grenzfläche auf die CCD-Zeile 19. Dabei sind die im Bereich x500 bis x1100 zu erkennenden Störungen durch benachbarte streuende Grenzflächen verursacht, die einen Abstand von ca. 150 µm zueinander haben. In this regard shows 7 the intensity curve when imaging a glass / water interface on the CCD line 19 , In this case, the disturbances to be detected in the range x 500 to x 1100 are caused by adjacent scattering boundary surfaces which have a distance of approximately 150 μm from each other.

Die weitere Verarbeitung der in 7 dargestellten Intensitätswerte I(xi) in der beschriebenen Weise führt zu positionsbezogenen Kontrastwerten I(yi), wie in 8 dargestellt. Further processing of in 7 shown intensity values I (x i ) in the manner described leads to position-related contrast values I (y i ), as in 8th shown.

Bei den bisher erläuterten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungen der Anordnung sind sowohl die Blendenöffnung 12 als auch die Spaltöffnung 14 als Bestandteile der Blendenanordnung 11 senkrecht zu der optischen Achse 2 des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet. Damit lassen sich bei der Bewertung von Proben 4, die eine nur in geringem Maße streuende Oberfläche haben, sehr gute Meßergebnisse erzielen. In the previously explained, non-inventive embodiments of the arrangement, both the aperture 12 as well as the gap opening 14 as components of the aperture arrangement 11 perpendicular to the optical axis 2 aligned the illumination beam path. This can be used in the evaluation of samples 4 , which have a slightly scattering surface, achieve very good results.

In 9 dagegen ist die Anordnung in einer ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung dargestellt, die insbesondere zur Untersuchung von Proben 4 mit verhältnismäßig stark streuenden Oberflächen geeignet ist. In 9 In contrast, the arrangement is shown in a likewise not inventive embodiment, in particular for the investigation of samples 4 is suitable with relatively strong scattering surfaces.

Wie in den bereits vorher erläuterten Ausgestaltungsbeispielen weist auch in der Ausführung nach 9 die in der Feldblendenebene 10 positionierte Blendenanordnung 11 eine Spaltöffnung 14 und eine Blendenöffnung 12 auf, wobei auch hier die Spaltöffnung 14 der Bestimmung der Fokusposition dient und die Blendenöffnung 12 den Umfang und die Größe eines Bildausschnittes auf der Probe 4 definiert. As in the previously explained exemplary embodiments, the embodiment also shows 9 in the field diaphragm level 10 positioned aperture arrangement 11 a gap opening 14 and a shutter 12 on, here too the gap opening 14 the determination of the focus position is used and the aperture 12 the size and size of an image on the sample 4 Are defined.

Dabei ist die Blendenöffnung 12 etwa zentrisch zur optischen Achse 2 des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet, und die Spaltöffnung 14 befindet sich an der Peripherie des Beleuchtungsstrahlengangs. Here is the aperture 12 approximately centric to the optical axis 2 aligned the illumination beam path, and the gap opening 14 is located at the periphery of the illumination beam path.

Als Besonderheit schließt hier die Spaltöffnung 14 mit der optischen Achse 2 einen Winkel ein, der denselben Betrag hat, um den die CCD-Zeile 19 gegen die optische Achse 33 des Detektionsstrahlengangs geneigt ist, während die Blendenöffnung 12 nach wie vor senkrecht zur optischen Achse 2 des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet ist. As a special feature here closes the gap opening 14 with the optical axis 2 an angle that has the same amount as the CCD line 19 against the optical axis 33 of the detection beam is inclined while the aperture 12 still perpendicular to the optical axis 2 the illumination beam path is aligned.

Außerdem ist der optische Weg zwischen der Probe 4 und der Spaltöffnung 14 ebenso lang wie der optische Weg zwischen der Probe 4 und der CCD-Zeile 19. In addition, the optical path between the sample 4 and the gap opening 14 as long as the optical path between the sample 4 and the CCD line 19 ,

Eine derartige Blendenanordnung 11 läßt beispielsweise sich technisch realisieren, indem ein Blendenteil 11.1 mit der Spaltöffnung 14 und ein Blendenteil 11.2 mit der Blendenöffnung 12 getrennt hergestellt und dann miteinander verbunden werden. Such a diaphragm arrangement 11 For example, can be technically realized by a panel 11.1 with the gap opening 14 and a panel part 11.2 with the aperture 12 be made separately and then joined together.

Die Voraussetzung gleicher optischer Weglängen zwischen der Spaltöffnung 14 und der Probe 4 einerseits und der Probe 4 und der CCD-Zeile 19 andererseits ist im dargestellten Falle erfüllt, wenn der Schnittpunkt, in dem sich optische Achse 2, optische Achse 33 und Teilerfläche 17 des Strahlteilers 18 treffen, vom Schnittpunkt der optischen Achse 2 mit der Spaltöffnung 14 ebenso weit entfernt ist wie der Schnittpunkt der optischen Achse 33 mit der CCD-Zeile 19. The requirement of the same optical path lengths between the gap opening 14 and the sample 4 on the one hand and the sample 4 and the CCD line 19 on the other hand, in the illustrated case, it is satisfied if the point of intersection in which the optical axis is located 2 , optical axis 33 and splitter surface 17 of the beam splitter 18 meet, from the intersection of the optical axis 2 with the gap opening 14 as far away as the intersection of the optical axis 33 with the CCD line 19 ,

Die in 10 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung ist für Anwendungen geeignet, bei denen neben der genauen Bestimmung der Fokusposition auch eine Aussage zur Verkippung der Probenebene relativ zur Empfangsfläche der Empfangseinrichtung 6 zu treffen ist. In the 10 illustrated inventive arrangement is suitable for applications in which in addition to the precise determination of the focus position and a statement for tilting the sample plane relative to the receiving surface of the receiving device 6 to meet.

Der Übersichtlichkeit halber werden in 10 soweit möglich wieder dieselben Bezugszeichen für dieselben Baugruppen verwendet wie in 1. For the sake of clarity, in 10 as far as possible again the same reference numerals for the same assemblies used as in 1 ,

Der Unterschied der Anordnung nach 10 zu der Anordnung nach 1 besteht darin, daß eine zweite Beleuchtungsquelle 23 vorgesehen ist, von der ein zweiter Beleuchtungsstrahlengang 24 ausgeht und auf die Probe 4 gerichtet ist. Der Beleuchtungsstrahlengang 24 wird an der Teilerschicht 25 eines zusätzlichen Strahlteilers 26 in Richtung zur Probe 4 umgelenkt und im Strahlteiler 9 mit der optische Achse 2 des Beleuchtungsstrahlengangs zusammengeführt, der von der Beleuchtungsquelle 1 ausgeht. The difference in arrangement 10 to the arrangement 1 is that a second illumination source 23 is provided, from which a second illumination beam path 24 goes out and to the test 4 is directed. The illumination beam path 24 becomes at the splitter layer 25 an additional beam splitter 26 towards the sample 4 deflected and in the beam splitter 9 with the optical axis 2 of the illumination beam path merged by the illumination source 1 emanates.

In der Feldblendenebene 27 befindet sich eine Blendenanordnung 28, die in 11 vergrößert dargestellt ist. Die Blendenanordnung 28 ist aus zwei Teilblenden 28.1 und 28.2 zusammengesetzt, die beide im Beleuchtungsstrahlengang 24 nebeneinander angeordnet sind das Bildfeld, das zur Abbildung auf die Probe 4 vorgesehen ist, komplett ausfüllen. In the field diaphragm level 27 there is an aperture arrangement 28 , in the 11 is shown enlarged. The aperture arrangement 28 is from two partial apertures 28.1 and 28.2 composed, both in the illumination beam path 24 juxtaposed are the image field that is used to image on the sample 4 is provided, complete completely.

Die Beleuchtungsquellen 1 und 23 werden alternativ betrieben, d.h. die Beleuchtungsquelle 1 wird genutzt, um die Probenoberfläche zwecks Beobachtung und Bewertung auf die CCD-Kamera der Empfangseinrichtung 6 abzubilden, während die Beleuchtungsquelle 23 lediglich zur Bestimmung der aktuellen Fokusposition und zur Bestimmung des Verkippungswinkels der Probe 4 gegen die Empfangsfläche der Empfangseinrichtung 6 genutzt wird. The lighting sources 1 and 23 are operated alternatively, ie the illumination source 1 is used to sample surface for observation and evaluation on the CCD camera of the receiving device 6 image while the illumination source 23 merely to determine the current focus position and to determine the tilt angle of the sample 4 against the receiving surface of the receiving device 6 is being used.

Jede der beiden Teilblenden 28.1 und 28.2 besteht aus einer Anzahl parallel verlaufender Spaltöffnungen 29 und 30, von denen jede ebenso wie die Spaltöffnung 14 in der Anordnung nach 1 mit einer Gitterstruktur überlagert ist. Dabei sind die Spaltöffnungen 29 der Teilblende 28.1 senkrecht zu den Spaltöffnungen 30 der Teilblende 28.2 ausgerichtet. Each of the two partial apertures 28.1 and 28.2 consists of a number of parallel stomata 29 and 30 each of which as well as the gap opening 14 in the arrangement 1 is superimposed with a grid structure. Here are the stomata 29 the partial aperture 28.1 perpendicular to the stomata 30 the partial aperture 28.2 aligned.

Die Gitterstrukturen sind jeweils senkrecht zu den Spaltöffnungen 29 bzw. 30 ausgerichtet, d.h. die Gittervektoren verlaufen parallel zur jeweiligen Spaltöffnung 29 bzw. 30. The grid structures are each perpendicular to the stomata 29 respectively. 30 aligned, ie the grating vectors are parallel to the respective gap opening 29 respectively. 30 ,

Eine schräg gestellte CCD-Zeile 19, wie in der Anordnung nach 1, ist hier nicht erforderlich. Die Blendenanordnung 28 wird auf eine CCD-Matrix in der Empfangseinrichtung 6 abgebildet, nachdem das von der Probe 4 kommende Abbildungslicht das Objektiv 3, den Strahlteiler 9, die Tubuslinse 7 und den Strahlteiler 26 passiert hat. An inclined CCD line 19 , as in the arrangement 1 , is not required here. The aperture arrangement 28 is applied to a CCD matrix in the receiving device 6 pictured after that by the sample 4 upcoming picture light the lens 3 , the beam splitter 9 , the tube lens 7 and the beam splitter 26 happened.

In 12 ist symbolisch die CCD-Matrix dargestellt mit den durch die Abbildung der Spaltöffnungen 29 bzw. 30 in Anspruch genommenen Pixelzeilen 31 bzw. 32. In 12 Symbolically, the CCD matrix is represented by the image of the stomata 29 respectively. 30 claimed pixel lines 31 respectively. 32 ,

Es wird jede der Spaltöffnungen 29 einschließlich der Gitterstruktur auf eine Pixelzeile 31 auf der CCD-Matrix abgebildet und verursacht Intensitätssignale I(xi), die am Signalausgang eines jeden Pixels abgreifbar sind. Das trifft in derselben Weise zu für die Spaltöffnungen 30, die einschließlich der Gitterstruktur auf je eine Pixelzeile 32 auf der CCD-Matrix abgebildet werden. It will be any of the stomata 29 including the grid structure on a pixel line 31 imaged on the CCD matrix and causes intensity signals I (x i ), which can be tapped at the signal output of each pixel. This is true in the same way for the stomata 30 , including the grid structure on each pixel line 32 be imaged on the CCD matrix.

Wie bereits weiter oben für eine einzelne CCD-Zeile 19 anhand 1 beschrieben, werden auch bei dieser Verfahrensvariante die ermittelten Intensitätswerte I(xi) zu positionsbezogenen Kontrastwerten I(yi) verknüpft, wobei sich in genau derselben Weise wie bereits beschrieben auf jeder der Pixelzeilen 31 bzw. 32 ein Kontrastschwerpunkt bestimmen läßt, der jeweils die aktuelle Fokusposition Pf angibt. As above for a single CCD line 19 based 1 In this variant of the method, the determined intensity values I (x i ) are also linked to position-related contrast values I (y i ), in exactly the same way as already described on each of the pixel rows 31 respectively. 32 can determine a contrast center of gravity, each indicating the current focus position P f .

Die Kontrastschwerpunkte lassen sich für jede abgebildete Teilblende 28.1 bzw. 28.2 durch Geraden verbinden, wie in 13 gesondert dargestellt. Die beiden Geraden sind durch die entsprechenden Geradengleichungen y1 = m1·x1 + n1 bzw. y2 = m2·x2 + n2 definiert. The contrast centers can be used for each partial screen 28.1 respectively. 28.2 connect through straight lines, as in 13 shown separately. The two straight lines are defined by the corresponding straight line equations y 1 = m 1 * x 1 + n 1 or y 2 = m 2 * x 2 + n 2 .

Dabei ergeben die Größen n1 und n2 im kalibrierten Zustand ein Maß für die aktuelle Fokusposition. Entsprechen n1 bzw. n2 einem vorgegebenen Abstandswert, ist die Abbildungsoptik fokussiert. The quantities n 1 and n 2 in the calibrated state give a measure of the current focus position. If n 1 or n 2 correspond to a predetermined distance value, the imaging optics are focused.

Des weiteren wird unter Zugrundelegung der mathematischen Beziehungen aus der Größe m1, welche die Steigung der Geraden y1 = m1·x1 + n1 und damit die Abweichung von der Parallelausrichtung zur Richtung der Pixelzeilen 31 bzw. 32 beschreibt, der erste Kippwinkel und aus m2 der zweite Kippwinkel der Fokusebene in Bezug auf die Ebene der Probe 4 bestimmt. Furthermore, on the basis of the mathematical relationships, the quantity m 1 , which is the slope of the straight line y 1 = m 1 × x 1 + n 1 and thus the deviation from the parallel alignment to the direction of the pixel rows 31 respectively. 32 describes the first tilt angle and from m 2 the second tilt angle of the focal plane with respect to the plane of the sample 4 certainly.

Dabei wird davon ausgegangen, daß im kalibrierten Zustand der Anordnung die Größen m1 bzw. m2 proportional sind zu einem Kippwinkel der Fokusebene in Bezug auf die Ebene der Probe 4. It is assumed that in the calibrated state of the arrangement, the quantities m 1 and m 2 are proportional to a tilt angle of the focal plane with respect to the plane of the sample 4 ,

Wird die Ebene der Probe 4 gezielt so lange verkippt, bis die beiden Größen m1 bzw. m2 einem Sollwert entsprechen, bevorzugt dem Wert „Null“, ist die Verkippung korrigiert. Will the level of the sample 4 deliberately tilted until the two variables m 1 and m 2 correspond to a desired value, preferably the value "zero", the tilt is corrected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Beleuchtungsquelle lighting source
2 2
optische Achse des Beleuchtungsstrahlengangs optical axis of the illumination beam path
3 3
Objektiv lens
4 4
Probe sample
5 5
optische Achse des Abbildungsstrahlengangs optical axis of the imaging beam path
6 6
Empfangseinrichtung receiver
7 7
Tubuslinse tube lens
8 8th
Teilerfläche splitter surface
9 9
Strahlteiler beamsplitter
10 10
Feldblendenebene Field stop plane
11 11
Blendenanordnung diaphragm arrangement
12 12
Blendenöffnung aperture
13 13
Begrenzung limit
14 14
Spaltöffnung gap opening
15 15
Strichgitter gratings
16 16
Tubuslinse tube lens
17 17
Teilerfläche splitter surface
18 18
Strahlteiler beamsplitter
19 19
CCD-Zeile CCD line
20 20
Pixel pixel
21 21
Auswerteeinrichtung evaluation
22 22
Zustelleinrichtung advancing
23 23
Beleuchtungsquelle lighting source
24 24
Beleuchtungsstrahlengang Illumination beam path
25 25
Teilerfläche splitter surface
26 26
Strahlteiler beamsplitter
27 27
Blendenebene stop plane
28 28
Blendenanordnung diaphragm arrangement
28.1, 28.2 28.1, 28.2
Teilblenden partial stops
29, 30 29, 30
Spaltöffnungen stomata
31, 32 31, 32
Pixelzeilen pixel lines
33 33
optische Achse eines Detektionsstrahlengangs optical axis of a detection beam path

Claims (4)

Verfahren zur Bestimmung der Fokusposition und der Verkippung der Fokusebene relativ zur Empfangsfläche einer Empfangseinrichtung bei der Abbildung einer Probe (4), wobei als Empfangseinrichtung eine CCD-Matrix als zweidimensionaler, ortsauflösender Flächendetektor verwendet wird, welcher senkrecht zu einer optischen Achse angeordnet ist, bei dem – zwei in einer Feldblendenebene nebeneinander in derselben Ebene angeordnete Teilblenden (28.1, 28.2), von denen jede mehrere parallel verlaufende Spaltöffnungen (29, 30) aufweist, auf die Probe (4) abgebildet werden, wobei die Spaltöffnungen (29) der einen Teilblende (28.1) senkrecht zu den Spaltöffnungen (30) der anderen Teilblende (28.2) ausgerichtet sind und – jede der Spaltöffnungen (29, 30) der beiden Teilblenden (28.1 und 28.2) mit der Struktur eines Strichgitters überlagert wird, deren Gittervektoren parallel zu den jeweiligen Spaltöffnungen (29, 30) verlaufen, – für jede der Spaltöffnungen (29, 30) mit dem überlagerten Strichgitter vermittels von Pixelzeilen (31, 32) der CCD-Matrix entlang der durch die Ausbildung der jeweiligen Spaltöffnung (29, 30) definierten Richtungen separat Intensitätswerte I(xi) für das von der Probe (4) reflektierte Licht erhalten werden, – aus den Intensitätswerten I(xi) positionsbezogene Kontrastwerte I(yi), wobei die Position yi der Position xi entspricht, nach der Funktion ∀iI(yi) := |I(xi) – I(xi+n)| aus jeweils der Differenz eines Intensitätswertes I(xi), der einer Position i auf der Empfangseinrichtung zugeordnet ist, und einem Intensitätswert I(xi+n), der einer benachbarten Position i + n zugeordnet ist, mit n = 1...20, ermittelt werden, anschließend – aus diesen positionsbezogenen Kontrastwerten I(yi) für jede Abbildung einer Spaltöffnung (29, 30) auf jeder der Pixelzeilen (31, 32) der CCD-Matrix separat deren jeweiliger Kontrastschwerpunkt ermittelt wird, der die aktuelle Fokusposition Pf angibt, nach der Funktion
Figure DE000010362244B4_0008
für alle Kontrastwerte I(yi), die größer sind als ein vorbestimmter Mindestwert Imin, und weiterhin – die Kontrastschwerpunkte der Abbildungen der jeweiligen Spaltöffnungen (29, 30) auf den jeweiligen Pixelzeilen (31, 32) für jede der abgebildeten Teilblenden (28.1, 28.2) gesondert verbunden werden, um für jede Teilblende (28.1, 28.2) gesondert eine Verbindungsgerade zu erhalten, so dass zwei Geradegleichungen y1 = m1·x1 + n1 und y2 = m2·x2 + n2 erhalten werden und – aus deren jeweiliger Steigung m1 und m2 der Verkippungswinkel der Fokusebene bestimmt wird, sowie die Größen n1 und n2 ein Maß für die aktuelle Fokusposition sind.
Method for determining the focus position and the tilting of the focal plane relative to the receiving surface of a receiving device when imaging a sample ( 4 ), wherein as a receiving device, a CCD matrix is used as a two-dimensional, spatially resolving surface detector, which is arranged perpendicular to an optical axis, in which - two in a field stop plane next to each other in the same plane arranged partial apertures ( 28.1 . 28.2 ), each of which has a plurality of parallel stomata ( 29 . 30 ), to the sample ( 4 ), wherein the stomata ( 29 ) of a partial panel ( 28.1 ) perpendicular to the stomata ( 30 ) of the other partial panel ( 28.2 ) and - each of the stomata ( 29 . 30 ) of the two partial diaphragms ( 28.1 and 28.2 ) is superimposed with the structure of a line grating whose grating vectors are parallel to the respective stomata ( 29 . 30 ), - for each of the stomata ( 29 . 30 ) with the superimposed grating by means of pixel lines ( 31 . 32 ) of the CCD matrix along the through the formation of the respective gap opening ( 29 . 30 ) directions separately intensity values I (x i ) for that of the sample ( 4 ) Reflected light are obtained - from the intensity values I (xi) position-related contrast values I (y i), wherein the position y i i corresponds to the position x, according to the function ∀iI (y i ): = | I (x i ) - I (x i + n ) | each of the difference of an intensity value I (x i ), which is assigned to a position i on the receiving device, and an intensity value I (x i + n ), which is assigned to an adjacent position i + n, with n = 1 ... 20, are subsequently determined from these position-related contrast values I (y i ) for each image of a slit opening (FIG. 29 . 30 ) on each of the pixel lines ( 31 . 32 ) of the CCD matrix separately whose respective contrast center of gravity is determined, which indicates the current focus position P f , according to the function
Figure DE000010362244B4_0008
for all contrast values I (y i ) which are greater than a predetermined minimum value I min , and furthermore - the contrast centers of the images of the respective stomata ( 29 . 30 ) on the respective pixel lines ( 31 . 32 ) for each of the partial screens shown ( 28.1 . 28.2 ) are separately connected to each subpanel ( 28.1 . 28.2 ) to obtain a connecting straight line separately so that two straight-line equations y 1 = m 1 .x 1 + n 1 and y 2 = m 2 .x 2 + n 2 are obtained, and from whose respective slopes m 1 and m 2 the tilt angle Focus plane is determined, and the sizes n 1 and n 2 are a measure of the current focus position.
Verfahren zur Bestimmung der Fokusposition und der Verkippung der Fokusebene relativ zur Empfangsfläche einer Empfangseinrichtung bei der Abbildung einer Probe (4), wobei als Empfangseinrichtung eine CCD-Matrix als zweidimensionaler, ortsauflösender Flächendetektor verwendet wird, welcher senkrecht zu einer optischen Achse angeordnet ist, bei dem – zwei in einer Feldblendenebene nebeneinander in derselben Ebene angeordnete Teilblenden (28.1, 28.2), von denen jede mehrere parallel verlaufende Spaltöffnungen (29, 30) aufweist, auf die Probe (4) abgebildet werden, wobei die Spaltöffnungen (29) der einen Teilblende (28.1) senkrecht zu den Spaltöffnungen (30) der anderen Teilblende (28.2) ausgerichtet sind und – jede der Spaltöffnungen (29, 30) der beiden Teilblenden (28.1 und 28.2) mit der Struktur eines Strichgitters überlagert wird, deren Gittervektoren parallel zu den jeweiligen Spaltöffnungen (29, 30) verlaufen, – für jede der Spaltöffnungen (29, 30) mit dem überlagerten Strichgitter vermittels von Pixelzeilen (31, 32) der CCD-Matrix entlang der durch die Ausbildung der jeweiligen Spaltöffnung (29, 30) definierten Richtungen separat Intensitätswerte I(xi) für das von der Probe (4) reflektierte Licht erhalten werden, – aus den Intensitätswerten I(xi) positionsbezogene Kontrastwerte I(yi), wobei die Position yi der Position xi entspricht, nach der Funktion ∀iI(yi) := |I(xi) – I(xi+n)| aus jeweils der Differenz eines Intensitätswertes I(xi), der einer Position i auf der Empfangseinrichtung zugeordnet ist, und einem Intensitätswert I(xi+n), der einer benachbarten Position i+n zugeordnet ist, mit n = 1...20, ermittelt werden, anschließend – aus diesen positionsbezogenen Kontrastwerten I(yi) für jede Abbildung einer Spaltöffnung (29, 30) auf jeder der Pixelzeilen (31, 32) der CCD-Matrix separat deren jeweiliger Kontrastschwerpunkt ermittelt wird, der die aktuelle Fokusposition Pf angibt, wobei in einem ersten Schritt ein Ort Pf´ ermittelt wird nach der Funktion
Figure DE000010362244B4_0009
für alle Kontrastwerte I(yi), die größer sind als ein vorbestimmter Mindestwert Imin und in einem zweiten Schritt als Äquivalent für die aktuelle Fokusposition Pf ein Ort ermittelt wird nach der Funktion
Figure DE000010362244B4_0010
für alle Kontrastwerte I(yi), die größer als der Mindestwert Imin und die nicht weiter als um einen vorgegebenen Abstand a von dem Ort Pf´ entfernt sind, und weiterhin – die Kontrastschwerpunkte der Abbildungen der jeweiligen Spaltöffnungen (29, 30) auf den jeweiligen Pixelzeilen (31, 32) für jede der abgebildeten Teilblenden (28.1, 28.2) gesondert verbunden werden, um für jede Teilblende (28.1, 28.2) gesondert eine Verbindungsgerade zu erhalten, so dass zwei Geradegleichungen y1 = m1·x1 + n1 und y2 = m2·x2 + n2 erhalten werden und – aus deren jeweiliger Steigung m1 und m2 der Verkippungswinkel der Fokusebene bestimmt wird, sowie die Größen n1 und n2 ein Maß für die aktuelle Fokusposition sind.
Method for determining the focus position and the tilting of the focal plane relative to the receiving surface of a receiving device when imaging a sample ( 4 ), wherein a CCD matrix as a two-dimensional, spatially resolving surface detector is used as the receiving device, which is arranged perpendicular to an optical axis, in which - two in a field stop plane next to each other in the same plane arranged partial apertures ( 28.1 . 28.2 ), each of which has a plurality of parallel stomata ( 29 . 30 ), to the sample ( 4 ), wherein the stomata ( 29 ) of a partial panel ( 28.1 ) perpendicular to the stomata ( 30 ) of the other partial panel ( 28.2 ) and - each of the stomata ( 29 . 30 ) of the two partial diaphragms ( 28.1 and 28.2 ) is superimposed with the structure of a line grating whose grating vectors are parallel to the respective stomata ( 29 . 30 ), - for each of the stomata ( 29 . 30 ) with the superimposed grating by means of pixel lines ( 31 . 32 ) of the CCD matrix along the through the formation of the respective gap opening ( 29 . 30 ) directions separately intensity values I (x i ) for that of the sample ( 4 ) Reflected light are obtained - from the intensity values I (x i) position-related contrast values I (y i), wherein the position corresponds to the position y i x i, according to the function ∀iI (y i ): = | I (x i ) - I (x i + n ) | each of the difference of an intensity value I (x i ), which is assigned to a position i on the receiving device, and an intensity value I (x i + n ), which is assigned to an adjacent position i + n, with n = 1 ... 20, are subsequently determined from these position-related contrast values I (y i ) for each image of a slit opening (FIG. 29 . 30 ) on each of the pixel lines ( 31 . 32 ) of the CCD matrix separately their respective contrast center of gravity is determined, which indicates the current focus position P f , wherein in a first step, a location P f 'is determined according to the function
Figure DE000010362244B4_0009
for all contrast values I (y i ) which are greater than a predetermined minimum value I min and, in a second step, as the equivalent of the current focus position P f, a location is determined according to the function
Figure DE000010362244B4_0010
for all contrast values I (y i ) that are greater than the minimum value I min and that are no wider than one predetermined distance a from the location P f 'are removed, and further - the contrast centers of the images of the respective stomata ( 29 . 30 ) on the respective pixel lines ( 31 . 32 ) for each of the partial screens shown ( 28.1 . 28.2 ) are separately connected to each subpanel ( 28.1 . 28.2 ) to obtain a connecting straight line separately so that two straight-line equations y 1 = m 1 .x 1 + n 1 and y 2 = m 2 .x 2 + n 2 are obtained, and from whose respective slopes m 1 and m 2 the tilt angle Focus plane is determined, and the sizes n 1 and n 2 are a measure of the current focus position.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Verkippungswinkel der Fokusebene in Bezug auf die Ebene der Empfangsfläche der CCD-Matrix ein Stellsignal zur Kompensation des Verkippungswinkels abgeleitet und die Ebene der Probe (4) so verkippt wird, bis die Größen m1 und m2 einem Sollwert entsprechen. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that derived from the tilt angle of the focal plane with respect to the plane of the receiving surface of the CCD matrix, a control signal for compensating the tilt angle and the plane of the sample ( 4 ) is tilted until the quantities m 1 and m 2 correspond to a desired value. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite der optischen Strichgitter in Abhängigkeit vom Reflexionsvermögen eines ausgewählten Probenabschnitts und/oder der Intensität von gestreuten oder reflektierten Licht festgelegt wird, wobei zwecks Erhöhung der Genauigkeit bei der Bestimmung des Kontrastschwerpunktes und damit der aktuellen Fokusposition die Spaltbreite um so kleiner vorgegeben wird, je geringer das Reflexionsvermögen des Probenabschnitts oder je intensiver gestreutes oder reflektiertes Licht ist. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the gap width of the optical grating is determined as a function of the reflectivity of a selected sample section and / or the intensity of scattered or reflected light, wherein in order to increase the accuracy in the determination of the contrast centroid and thus the current focal position, the smaller the reflectivity of the sample section or the more intensively scattered or reflected light is the gap width is set.
DE2003162244 2003-04-29 2003-04-29 Locating focal position during sample imaging involves acquiring reflected light intensity values with position sensitive receiver inclined to field aperture, determining center of contrast position Expired - Lifetime DE10362244B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003162244 DE10362244B4 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Locating focal position during sample imaging involves acquiring reflected light intensity values with position sensitive receiver inclined to field aperture, determining center of contrast position

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003162244 DE10362244B4 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Locating focal position during sample imaging involves acquiring reflected light intensity values with position sensitive receiver inclined to field aperture, determining center of contrast position

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10362244B4 true DE10362244B4 (en) 2014-06-26

Family

ID=50879083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003162244 Expired - Lifetime DE10362244B4 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Locating focal position during sample imaging involves acquiring reflected light intensity values with position sensitive receiver inclined to field aperture, determining center of contrast position

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10362244B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015116452A1 (en) 2015-09-29 2017-03-30 Carl Zeiss Microscopy Gmbh microscope

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3122027A1 (en) * 1981-06-03 1982-12-23 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Autofocusing device for lenses
DE3728257A1 (en) * 1986-11-06 1988-05-11 Jenoptik Jena Gmbh Optical arrangement and method for photoelectric distance setting (focusing), in particular for surgical microscopes
US4748321A (en) * 1985-08-05 1988-05-31 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Focus detection device with wavefront aberration correction
JPH0787378A (en) * 1993-09-09 1995-03-31 Topcon Corp Focusing detection device
DE19537376A1 (en) * 1994-10-10 1996-04-18 Nova Measuring Instr Ltd Auto-focus optical microscope for low numerical aperture
US5539494A (en) * 1992-09-03 1996-07-23 Nikon Corporation Focus condition detecting device
DE19721112A1 (en) * 1996-05-20 1997-11-27 Mitutoyo Corp Autofocusing device
DE19721688A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-10 Willytec Konstruktion Und Vert Surface detection unit for obtaining 3D data using the triangulation method
DE19911419A1 (en) * 1998-03-16 1999-10-14 Cyberoptics Corp Area sensor for determining dimensions of object having varying profile and degree of reflection
DE69508248T2 (en) * 1994-07-01 1999-11-04 Jeffrey H Price AUTOFOCUS SYSTEM FOR SCAN MICROSCOPY
DE10112639A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Zeiss Carl Jena Gmbh Auto-focussing microscope has a simple shutter arrangement that can be focussed on the imaging device together with the observation object to provide accurate microscope focussing
DE69620613T2 (en) * 1995-08-03 2002-11-21 Gim Systems Ltd SYSTEM FOR MEASURING IMAGES
DE10127284A1 (en) * 2001-06-05 2002-12-12 Zeiss Carl Jena Gmbh Automatic focussing of a microscope using an analysis unit that compares measured values with stored design values and adjusts the microscope accordingly
DE10153113A1 (en) * 2001-08-15 2003-03-13 Aglaia Ges Fuer Bildverarbeitu Distance determination method and apparatus
US6677565B1 (en) * 1998-08-18 2004-01-13 Veeco Tucson Inc. High speed autofocus and tilt for an optical imaging system

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3122027A1 (en) * 1981-06-03 1982-12-23 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Autofocusing device for lenses
US4748321A (en) * 1985-08-05 1988-05-31 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Focus detection device with wavefront aberration correction
DE3728257A1 (en) * 1986-11-06 1988-05-11 Jenoptik Jena Gmbh Optical arrangement and method for photoelectric distance setting (focusing), in particular for surgical microscopes
US5539494A (en) * 1992-09-03 1996-07-23 Nikon Corporation Focus condition detecting device
JPH0787378A (en) * 1993-09-09 1995-03-31 Topcon Corp Focusing detection device
DE69508248T2 (en) * 1994-07-01 1999-11-04 Jeffrey H Price AUTOFOCUS SYSTEM FOR SCAN MICROSCOPY
DE19537376A1 (en) * 1994-10-10 1996-04-18 Nova Measuring Instr Ltd Auto-focus optical microscope for low numerical aperture
DE69620613T2 (en) * 1995-08-03 2002-11-21 Gim Systems Ltd SYSTEM FOR MEASURING IMAGES
DE19721112A1 (en) * 1996-05-20 1997-11-27 Mitutoyo Corp Autofocusing device
DE19721688A1 (en) * 1997-03-06 1998-09-10 Willytec Konstruktion Und Vert Surface detection unit for obtaining 3D data using the triangulation method
DE19911419A1 (en) * 1998-03-16 1999-10-14 Cyberoptics Corp Area sensor for determining dimensions of object having varying profile and degree of reflection
US6677565B1 (en) * 1998-08-18 2004-01-13 Veeco Tucson Inc. High speed autofocus and tilt for an optical imaging system
DE10112639A1 (en) * 2001-03-16 2002-09-19 Zeiss Carl Jena Gmbh Auto-focussing microscope has a simple shutter arrangement that can be focussed on the imaging device together with the observation object to provide accurate microscope focussing
DE10127284A1 (en) * 2001-06-05 2002-12-12 Zeiss Carl Jena Gmbh Automatic focussing of a microscope using an analysis unit that compares measured values with stored design values and adjusts the microscope accordingly
DE10153113A1 (en) * 2001-08-15 2003-03-13 Aglaia Ges Fuer Bildverarbeitu Distance determination method and apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015116452A1 (en) 2015-09-29 2017-03-30 Carl Zeiss Microscopy Gmbh microscope
US10254526B2 (en) 2015-09-29 2019-04-09 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Microscope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1618426B1 (en) Method and array for determining the focal position during imaging of a sample
EP1393116B1 (en) Automatic focussing device for an optical appliance
WO2009092555A1 (en) Autofocus device and autofocusing method for an imaging device
WO2020094709A2 (en) Method and computer program product for oct measurement beam adjustment
CH685652A5 (en) Autofocus arrangement for a stereomicroscope.
DE102021118327B4 (en) Measuring camera for the two-dimensional measurement of objects
EP1287398A1 (en) Microsocope with an automatic focusing device
DE102008005355B4 (en) Autofocus device and Autofokussierverfahren for an imaging device
DE102019105622B4 (en) Collimator and method of testing a camera
EP1285305B1 (en) Autofocussing device for optical instruments
EP2764327B1 (en) Determination of substrate deformation
DE102008005356B4 (en) Autofocus device and Autofokussierverfahren for an imaging device
EP1293817B1 (en) Apparatus and method for focus control of a microscope with digital imaging, in particular a confocal microscope
DE102019109832B3 (en) Light sheet microscope and method for acquiring a measured variable
EP0135673A2 (en) Process and device to determine a coordinate on the surface of a solid object
DE10234756B3 (en) Autofocus module for microscope employs prism to deflect measurement beam through cylindrical lens onto detector with two or more lines
DE10362244B4 (en) Locating focal position during sample imaging involves acquiring reflected light intensity values with position sensitive receiver inclined to field aperture, determining center of contrast position
DE102021118429B4 (en) Process and device for 3D coordinate measurement using the autofocus process
DD253688A1 (en) OPTICAL ARRANGEMENT AND METHOD FOR LIGHT ELECTRIC REMOVAL ADJUSTMENT
DE102011101509C5 (en) Method for the optical measurement of a wave
EP1179748B1 (en) Combination of imaging and scanning methods for checking reticles
DE102022109577B4 (en) Method and measuring camera for two-dimensional measurement of objects
EP3867684A1 (en) Method and microscope for determining the thickness of a cover slip or slide
DE102015100695A1 (en) Optical arrangement for a laser scanner system
DE10308171A1 (en) Automatic focusing method

Legal Events

Date Code Title Description
Q172 Divided out of (supplement):

Ref document number: 10319182

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8142 Declaration for partition to be considered as not given as to paragraph 39 or 60
8101 Request for examination as to novelty
8110 Request for examination paragraph 44
8170 Reinstatement of the former position
R082 Change of representative

Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CARL ZEISS JENA GMBH, 07745 JENA, DE

Effective date: 20130724

R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE GEYER, FEHNERS & PARTNER MBB, DE

Effective date: 20130724

Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE

Effective date: 20130724

R163 Identified publications notified
R163 Identified publications notified

Effective date: 20131112

R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G02B0021240000

Ipc: G02B0007360000

R018 Grant decision by examination section/examining division
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G02B0021240000

Ipc: G02B0007360000

Effective date: 20140507

R020 Patent grant now final
R020 Patent grant now final

Effective date: 20150327

R082 Change of representative

Representative=s name: GLEIM PETRI OEHMKE PATENT- UND RECHTSANWALTSPA, DE

R071 Expiry of right