DE2443167B2 - Scharfeinstellvorrichtung - Google Patents

Description

Objektes findet, der sich genügend von der Umgebung Ausführungsbeispiele an Hand der F i g. 1 und 2 näher abhebt so daß er auf ihn einstellen könnte. Bei 40 erläutert.

' Reihenuntersuchungen ermüdet zudem das Auge des Ein prinzipieller Strahlengang ist in F i g. 1 gezeigt.

Beobachters von den Anstrengungen beim Scharfein- Der Beobachter muß so einstellen, daß das Bild des stellen schnell. Meistens muß bei Objektwechsel erneut Lichtpunktes 12, 12' auf die Oberfläche des Objekts eingestellt werden, wodurch der Vorgang wiederholt kommt, dann hat er scharf eingestellt. Befindet sich die wird. 45 Oberfläche des Objekts 1 ober- oder unterhalb der

Es sind Einstellhilfen, unter anderem für Mikroskope Objektebene 7, sieht er statt des Funktes 12, 12' einen bekannt, bei denen durch mechanische Abtaster der größeren Lichtfleck. Er muß also so einstellen, daß der Abstand zum Objekt ermittelt wird. Dabei kann das Punkt 12 seine kleinste Ausdehnung hat. Der Meßstrahl, Objekt aber deformiert werden. Außerdem setzt diese dargestellt durch parallele Lichtbündel 2, wird über den Methode voraus, daß das Objekt über größere Teile 50 Auflichtkondensator 3, den Strahlteiler 4 und die hinweg gleich hoch ist Die Justierung eines solchen Pupillenebene 5 sowie das Objektiv 6 auf das Objekt 1 Abtasters ist schwierig und zudem für jedes Objektiv gelenkt. Dabei kann die Beleuchtung des Objektivs 1 in gesondert durchzuführen. Pneumatisch geregelte Ein- üblicher Weise entweder in Auflicht oder Durchlicht Stellvorrichtungen können ebenfalls das Objekt ungün- erfolgen.

stig beeinflussen. Außerdem muß es so schwer sein, daß 55 Auf diesen Punkt 12 kleinster Ausdehnung kann mit es im Luftstrom nicht wegfliegt. Der Aufwand für technischen Mitteln auch automatisch scharf gestellt fernsehtechnische Einstellvorrichtungen ist äußerst werden, z. B. durch eine photoelektrische Intensitätsgroß, messung im Bild dieses Punktes 12,12', wobei über einen

Weiterhin ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelkreis der Fein- und/oder Grobtrieb motorisch so Scharfeinstellung mit einem unsichtbaren Strahlbündel 60 lange bewegt wird, bis maximale Intensität gemessen bekannt (DT-OS 21 02 922), bei dem die Objektebene in wird.

die Fokusebene zurückgeführt wird. Das Strahlbündel Wird ein Deckgläschen verwendet, so ist beim

wird in das Beleuchtungsstrahlenbündel so eingespie- Durchfahren der Objektebene 7 auf einen zweiten gelt daß das Bild einer Marke nur in einer Hälfte des Lichtpunkt (nicht dargestellt) einzustellen. Da die Querschnitts des Strahlenbündels enthalten ist. Die zur 65 Zwischenbildebene 8 (schematisch dargestellt durch das Abbildung dienenden Strahlen gelangen dann durch das Okular 9) festliegt, arbeitet die Einstellvorrichtung Objektiv in diejenige Hälfte des Abbildungsstrahlen- gemäß der Erfindung unabhängig vom benutzten bündeis, in dem das Bild der Marke bisher nicht Objektiv 6. Die Oberfläche des Objekts 1 braucht nicht

eben zu sein. Der Bereich, in dem der Lichtpunkt fokussiert ist, entspricht der Schärfentiefe des Objektivs 6. Mit zunehmender Objektivvergrößerung und damit der numerischen Apertur wird die Schärfentiefe geringer. Das hat zur Folge, daß bei iitark vergrößernden Objektiven 6 genauer auf die Schärfenebene eingestellt werden kann.

Wird zur Herstellung des Lichtpunktes 12' in der Zwischenbildebene 8 ein Laser benutzt, eiwa ein Helium-Neon-Laser, so ergibt sich der Vorteil der günstigrn Intensitätsverteilung im Punkte, da nämlich der Laserstrahl 2 in seiner Achse 11 ein deutliches Maximum der Intensität besitzt. Dieses Maximum hat dann auch der Lichtpunkt 12,12', so daß noch leichter auf dieses eingestellt werden kann.

Bei Benutzung von Laserlicht 2, 11 (siehe nunmehr F i g. 2) kann die bekannte Erscheinung der Granulation genutzt werden. Die Granulation ist eine Erscheinung, die immer dann auftritt, wenn kohärentes Licht auf eine statistisch streuende Fläche trifft Die von einem streuenden Punkt der Fläche ausgehenden Lichtwellen interferieren mit jeder von einem anderen Punkt ausgehenden Lichtwelle. Dadurch entsteht eine statistische Hell-Dunkel-Verteilung, die Granulation. Dabei hängt die Größe der Granulen von der Ausdehnung der kohärent beleuchteten Fläche ab. Das Granulationsfeld ist ein Beugungsbild dieser Fläche.

Laserlicht ist in hohem Maße kohärent, also interferenzfähig. Es gibt in der Praxis kaum eine Oberfläche, die so wenig Unregelmäßigkeiten aufweist, daß im Laserlicht keine Granulation auftritt Der mit Laserlicht 2,11 erzeugte Lichtpunkt 12,12⁷ sei nun auf die Oberfläche des Objekts 1 (die Bezugszeichen entsprechen den Teilen der Ausführung nach F i g. 1) abgebildet In der Pupillenebene 5 entsteht das Fraunhofersche Beugungsbild 13 sowohl des Objekts 1 als auch des Lichtpunktes 12. Durch Einbringen einer weiteren Linse, z. B. Bertrand-Linse 14, in den Abbildungsstrahlengang 15 kann die Pupillenebene 5 in die Zwischenbildebene 8 abgebildet und somit betrachtet bzw. ausgemessen werden. Stellvertretend für die Abbildung der gesamten Pupillenebene 5 ist der Abbildungsstrahlengang für einen Punkt auf der optischen Achse 13,13' gestrichelt eingezeichnet

Ist das Objekt 1 deformiert, so ist die vom Laserlicht 2,11 ausgeleuchtete Fläche nicht punktförmig, sondern flächenhaft Es wird eine mehr oder weniger grobe Granulation betrachtet. Wird das Objekt 1 der Schärfenebene 7 genähert, so wird die vom Laser 2,11 beleuchtete Fläche immer kleiner, die beobachteten Granulen wachsen schnell an und erreichen ihre maximale Größe, wenn das Objekt 1 in der Schärfenebene 7 liegt. Der Kontrast im Bild der Pupillenebene 5 ist dann am geringsten. Im Idealfall (Lichtpunkt beugungsbegrenzt, keine Phasenstörungen) wäre die Pupillenebene 5 und damit die Zwischenbildebene 8 gleichmäßig ausgeleuchtet, der Kontrast Null. Auf größte Ausdehnung der Granulen oder auf geringsten Kontrast kann mit bekannten Mitteln auch automatisch eingestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Ci enthalten war. Liegt das Objekt jedoch nicht exakt Patentansprüche: CJ senkrecht zur optischen Achse der Vorrichtung, so wird die Meßmarke nach der Seite hin verschoben und

1. Scharfeinstellvorrichtung für optische Geräte dadurch eine nicht vorhandene Unscharfe vorgetäuscht mittels eines Strahlenbündels, das vor dem Objektiv 5 Bei welligen Objekten (Auflichtobjekten) entsteht in der in den Strahlgengang de, Gerätes einspiegelbar und Detektorebene überhaupt kein scharfes Bild der auf das Objekt als Meßpunkt fokussierbar ist wobei Meßmarke. Außerdem kann kein sichtbares Licht als vom Meßpunkt ein Bild im Abbildungsstrahlengang Strahlbündel verwendet werden, da hierdurch die erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, gleichzeitige Beobachtung des Objektes praktisch daß das Strahlenbündel (2) aus Laserlicht besteht, io unmöglich wird.

daß das Strahlenbündel (2) durch die volle Öffnung Der Erfindung liegt dahingegen die Aufgabe zugrundes Objektes (6) hindurchtritt und daß in dem im de, eine ScharfsteHvorrichtung zu schaffen, die beim Abbildungsstrahlengang erzeugten Bild (12'bzw. 13) Auf- und Durchlichtverfahren sowie unabhängig vom auf kleinsten Lichtpunkt bzw. größte Fläche der benutzten Objektiv arbeitet und auf das Objekt keinen. Granulen eingestellt wird. 15 Einfluß nimmt Sie soll außerdem auch nachträglich in

2. Scharfeinstellvorrichtung nach Anspruch 1, Auflicht-Mikroskope eingebaut werden können, dadurch gekennzeichnet daß im Abbildungsstrah- Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß lengang (15) eine Zusatzlinse (14) eingefügt ist die dadurch, daß das Strahlenbündel aus Laserlicht besteht »■in Beugungsbild des Lichtpunktes (12) in der daß das Strahlenbündel durch die volle Öffnung des Zwischenbildebene (8) erzeugt 20 Objektivs hindurchtritt und daß in dem im Abbildungsstrahlengang erzeugten Bild auf kleinsten Lichtpunkt

bzw. größte Fläche der Granulen eingestellt wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß im Abbildungsstrahlengang eine Zusatzlinse eingefügt ist.

Die Erfindung betrifft eine Scharfeinstellvorrichtung 25 die ein Beugungsbild des Lichtpunktes in der Zwischenfür optische Geräte mittels eines Strahlenbündels, das bildebene erzeugt.

vor dem Objektiv in den Strahlengang des Gerätes Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen

einspiegelbar und auf das Objekt als Meßpunkt Scharfeinstelivorrichtung sind darin zu sehen, daß fokussierbar ist wobei vom Meßpunkt ein Bild im unabhängig vom Verfahren (Auflicht/Durchlicht), unab-Abbildungsstrahlengang erzeugt wird. 3° hängig vom gerade benötigten Objektiv und bei rauher

Bei Mikroskopen oder anderen optischen Geräten bzw. welliger Oberfläche des Objel 's entweder ein die wie Ablesefernrohren wird mit einer Grob- und einer Beobachtungen nicht störender, auf kleinste Ausdeh-Feinstellschraube nach Gutdünken des Beobachters nung eingestellter und als Justierhilfe dienender scharf eingestellt, wobei vom Objektiv ein reelles Lichtpunkt mitbeobachtet oder daß während der Zwischenbild entworfen wird, das dann mittels des 35 Beobachtungen das Granulenbild als Nachweis für die Okulars betrachtet wird. Bei wenig kontrastreichen richtige Justierung der Vorrichtung kurzzeitig in das Objekten ist diese Methode jedoch unbefriedigend, da Beobachtungsfeld eingeblendet werden kann, der Beobachter unter Umständen keinen Punkt des Die Erfindung wird im folgenden mittels zweier