DE2421185A1 - Fotoelektrisches mikroskop - Google Patents

Description

Unser Zeichen: A 1968/B 2824 633 Wetzlar,den 29. April

Pat Se/Hz

Fotoelektrisches Mikroskop

Die Erfindung betrifft ein fotoelektrisches Mikroskop zur Bestimmung der räumlichen Lage von Objekten mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften und unterschiedlicher Form, wie sie beispielsweise in der Praxis häufig als Striche, Kanten und als Objekte mit abbildenden Eigenschaften vorkommen. Soche Mikroskope sind an sich bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform wird eine Blende mit Schlitz einer transversalen Schwingbewegung unterworfen und gleichzeitig auf das Objekt abgebildet. Das voe Objekt beeinflußte Licht des Schlitzbildes gelangt in ein Objektiv und dient zur fotoelektrischen Erzeugung eines Meßsignäls. Zur Auswertung dieses Meßsignals sind unterschiedliche Verfahren bekannt. So kann- man aus dem Signal elektrisch die dritte harmonische Komponente ausfiltern und aus dieser eine fotoelektrische Mittenlage des Objektes bestimmen. Auch wurde schon aus dem Meßsignal eines !bioelektrischen Mikroskops mit Hilfe von Triggern eine Impulsreihe gewonnen und aus der Symmetrie dieser Reihe die 0b7 jektlage bestimmt.

Derartige Verfahren und Einrichtungen weisen eine ungünstige Energiebilanz auf, da das Objekt bei jedem Schwingungsvorgang der Schlitzblende nur ein oder zweimal angetastet wird. Die dabei zur Verfugung stehenden Lichtströme sind verhältnismäßig klein.

Zur Verbesserung der Energiebilanz wurde schon vorgeschlagen, zur Abtastung einen Laserstrahl mit rotierenden Polarisations ebene zu verwenden. Dadurch läßt sich die Energiebilanz um einige Zehnerpotenzen erhöhen. Allerdings bedingt der dazu notwendige Laser einen hohen Aufwand.

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Patentabteilung 29.4.1974

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein fotoelektrisches Mikroskop zum Einfangen von Strichen, Kanten, Punkten oder von Objekten mit abbildenden Eigenschaften anzugeben, welches bei guter Energiebilanz eine wirtschaftliche Herstellung erlaubt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem fotoelektrischen Mikroskop, das sich auszeichnet durch ein optisches Gitter, auf welches das Objekt abgebildet wird, durch wenigstens ein diesem Gitter zugeordnetes fotoelektrisches Empfängersystem zur Aufnahme von das Gitter verlassenden Lichtflüssen, durch eine Maflerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Verschiebebewegung des Objektes quer zur optischen Achse des Mikroskops, durch Mittel zur Messung von Zeitverschiebungen zwischen den fotoelektrischen Signalen des Empfängersystems und den Signalen der Maßerfassungseinrichtung und durch Mittel zur Auswertung dieser Zeitverschiebungen im Hinblick auf die optische Struktur des Objektes.

Mit Vorteil verwendet man ein Gitter, welches die den Zo fotoelektrischen Empfängern zugeführten Lichtflüsse bei einer transversalen Relativbewegung zwischen Objektbild und Gitter im Gegentakt moduliert. Eine Ausführungsform des fotoelektrischen Mikroskops ist gekennzeichnet durch Mittel zur digitalen Messung der Periodenzeiten der fotoelektrischen Gegentaktsignale und Mittelwertbildung der von jeweils einer Objektstruktur herrührenden Signalperioden. Eine zweckmäßige Variante weist ein in Meßrichtung schwingendes Gitter auf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

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Patentabteilung

Se/Hz

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Es zeigt s

Fig. 1 ein fotoelektrisches Mikroskop in Auflicht-

Au s fübrung,
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Durchlicht-Ausführung,

Fig. 3 eine Einrichtung zur Auswertung der fotoelektrisehen Signale,

In Fig. 1 wird ein auf einem Träger 1 befindliches Objekt über ein Objektiv 3 und einen Teiler k durch eine Lampe 5 beleuchtet. Das Objektiv 3 dient gleichzeitig dazu, das Objekt 2 auf ein Gitter 6 abzubilden. Dieses Gitter 6 ist an Stützen 7> 8 in zur optischen Achse des Objektivs 3 senkrechter Lage gehaltert. Das das Gitter 6 durchdringende Licht wird mittels eines Kondensors 9 auf zwei fotoelektrische Empfänger 1o, 11 gesammelt.

Die soweit beschriebene Anordnung hat folgende Funktion: Bewegt sich das Objekt 2 in Richtung des Pfeiles 17 quer, so erfährt das Objektbild auf dem Gitter 6 eine entsprechende Bewegung. Sind die Gitterstriche zur Bewegungsrichtung senkrecht orientiert, so wechselt die Beleuchtung der Empfänger 1o, 11 bei Verschiebung um die Strecke einer Gitterkonstante einmal. Durch Auswertung der Wechsel der entsprechenden elektrischen Ausgangssignale der Empfänger 1o, bei größeren Verschiebungen bestimmt man den Ort des Objektes 2 und dessen Änderung.

Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, deren Aufbau und Funktion dem zu Fig. 1 beschriebenen fotoelektrischen Mikroskop äquivalent ist. Das Objekt 2 ist hierbei ein Durchlichtobjekt und die Lampe 5 demgemäß dem Objektiv 3 gegenüberliegend angeordnet. Im übrigen tragen einander entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 *

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29.4.1974

Patentabteilung

Se/Hz

In Fig. 3 ist eine Einrichtung gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 mit 12 bezeichnet. Außerdem ist ein Feggeber 13 vorgesehen, welcher der Verschiebung des Meßobjektes 2 (Figo 1 und 2) mit angenähert gleichmäßiger Geschwindigkeit entsprechende elektrische Signale erzeugt. Die Signale der Einrichtungen 12, 13 werden in einer Schaltung 14 verglichen, welche zur Zeitmessung ein Referenzsignal aus einem Clock-Oszillator 15 erhält. Die Zeitdauer zwischen dem Nulldurchgang der Signale aus 12 und 13 wird laufend digital gemessen und in einem Drucker 16 ausgedruckt. Aus diesen Meßwerten wird unter Einschluß Λοη Fehlervermittlung die Zuordnung zwischen der räumlichen Lage des Trägers 1 und des Objektes 2 (Fig. 1 und 2)vorgenommen.

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Claims (5)

1. Ansprüche

   .] Fotoelektrisches Mikroskop, gekennzeichnet durch ein optisches Gitter (6), auf welches das Objekt (2) abgebildet wird, durch wenigstens ein diesem Gitter zugeordnetes fotoelektrisches Empfängersystem (io, 11) zur Aufnahme von das Gitter verlassenden Lichtflüssen, durch eine Maßerfassungseinrichtung (13) zum Erfassen einer Verschiebebewegung des Objektes (2) quer zur optischen Achse des Mikroskops, durch Mittel zur Messung von Zeit-verschiebungen zwischen den fotoelektrischen Signalen des Empfängersystems (io, 11) und den Signalen der Maßerfassungseinrichtung (13) und durch Mittel (14) zur Auswertung dieser Zeitverschiebungen im Hinblick auf die optische Struktur des Objektes (2).
2. 2. Fotaelektrisch.es Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Mittel zum Befreien der elektrischen Ausgangssignale des fotoelektrischen Empfängersystems von ihren gleichphasigen Anteilen vorgesehen sind.
3. 3. Fotoelektrisches Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, i gekennzeichnet durch ein Gitter (6), welches die dem fotoelektrischen Empfängersystem (io, 11).zugeführten Lichtflüsse bei einer transversalen Relativbewegung zwischen Objektbild und Gitter im Gegentakt moduliert.
4. 4. Fotoelektrisches Mikroskop nach Anspruch 3i gekennzeichnet durch Mittel (i4) zur digitalen Messung der Periodenzeiten der fotoelektrischen Gegentaktsignale und Mittelwertbildung der von jeweils einer Objektstruktur herrührenden Signalperioden.
5. 5. Fotoelektrisches Mikroskop nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein relativ zur optischen Achse und mindestens angenähert senkrecht zu dieser schwingendes Gitter (6).

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