DE29806004U1 - Device for focusing an incident light microscope - Google Patents
Device for focusing an incident light microscopeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fokussierung eines Objekts mit einem Auflichtmikroskop, das einen Beleuchtungstrahlengang mit einer Aperturblende und einer Leuchtfeldblende sowie einen Mikroskoptisch und einen Tubus mit Okularen aufweist.The invention relates to a device for focusing an object with a reflected light microscope, which has an illumination beam path with an aperture diaphragm and a luminous field diaphragm as well as a microscope stage and a tube with eyepieces.
Es ist ein bekanntes Problem in der Mikroskopie, daß Objekte mit nichtstrukturierten Oberflächen nur äußerst schwer zu fokussieren sind. Solche glatten Oberflächen findet man beispielsweise bei der Prüfung der Oberflächenqualität bei der Materialuntersuchung und in der Halbleiter-Industrie bei der Untersuchung von Wafern. Der Anwender des Mikroskops muß bei solchen Untersuchungen sehr lange am Mikroskop durchfokussieren, bis endlich die gesuchte Fokuslage der zu prüfenden Oberfläche gefunden ist. Der damit verbundene Zeitaufwand ist ein erheblicher Arbeitszeit- und damit Kostenfaktor. It is a well-known problem in microscopy that objects with non-structured surfaces are extremely difficult to focus. Such smooth surfaces are found, for example, when checking surface quality during material testing and in the semiconductor industry when examining wafers. In such tests, the user of the microscope has to focus the microscope for a very long time until the desired focus position of the surface to be tested is finally found. The time required for this is a significant factor in terms of working time and therefore costs.
Zwar sind bereits Fokussierhilfen für Auflichtmikroskope bekannt, jedoch handelt es sich dabei um Vorrichtungen zur automatischen Focusnachstellung an Mikroskopen, wie sie beispielsweise die DE 21 02 922 B2 und die DE 33 28Although focusing aids for reflected light microscopes are already known, they are devices for automatic focus adjustment on microscopes, such as those described in DE 21 02 922 B2 and DE 33 28
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821 A1 beschreiben. Es handelt sich hierbei jeweils um eine aufwendige Anordnung mit einer oder mehreren zusätzlichen Lichtquellen, die mittels zusätzlicher optischer Mittel über einen Hilfsbeleuchtungsstrahlengang auf einen oder mehrere Detektoren abgebildet werden. Deren Ausgangssignale dienen zur Nachstellung der Fokuslage mittels elektronischer Ansteuerung einer eigens dafür erforderlichen motorisierten Mikroskoptisch-Höhenverstellung.821 A1. This is a complex arrangement with one or more additional light sources, which are projected onto one or more detectors using additional optical means via an auxiliary illumination beam path. Their output signals are used to adjust the focus position by electronically controlling a motorized microscope stage height adjustment required specifically for this purpose.
Der Nachteil dieser Anordnungen besteht darin, daß sie sehr aufwendig sind und keine visuelle Kontrolle oder eine Korrektur des Fokussiervorgangs zulassen. So können beispielsweise bei manchen Autofokussystemen selbst geringe interne Reflexionen des Auflichts in den Mikroobjektiven zu Fehl-Fokussierungen führen, die der Anwender nicht unterbinden kann. Aufgrund ihres aufwendigen Aufbaus sind diese Autofokussysteme zusammen mit der benötigten automatisierten Objekttisch-Höhenverstellung in der Anschaffung sehr teuer.The disadvantage of these arrangements is that they are very complex and do not allow for visual control or correction of the focusing process. For example, with some autofocus systems, even small internal reflections of the incident light in the micro lenses can lead to incorrect focusing, which the user cannot prevent. Due to their complex structure, these autofocus systems, together with the required automated stage height adjustment, are very expensive to purchase.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Fokussierung eines Auflichtmikroskops anzugeben, welche mit einfachsten und preiswerten Mitteln eine schnelle Fokussierung auch nicht-strukturierter Oberflächen erlaubt. Dabei soll eine visuelle Kontrolle des Fokussiervorgangs möglich sein. Die Vorrichtung soll ohne große Umbauten in ein Auflichtmikroskop integrierbar 0 sein.It is therefore the object of the invention to provide a device for focusing a reflected light microscope which allows rapid focusing of non-structured surfaces using the simplest and most inexpensive means. Visual control of the focusing process should be possible. The device should be able to be integrated into a reflected light microscope without major modifications. 0
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Unteransprüche beschrieben. This object is achieved by the features of independent claim 1. Advantageous further developments are described by the subclaims.
Erfindungsgemäß wird in einem Auflicht-Beleuchtungsstrahlengang eines Mikroskops in einer zur Bildebene konjugierten Lage eine Fokussierhilfe angeordnet. Sie wird mit dem Auflicht-Beleuchtungsstrahlengang in die Objektebene und von dort mit dem Objekt selbst in die Bildebene abgebildet, welche mit dem Okular betrachtet wird. Damit ergibt sich anschaulich,According to the invention, a focusing aid is arranged in a reflected light illumination beam path of a microscope in a position conjugated to the image plane. It is imaged with the reflected light illumination beam path into the object plane and from there with the object itself into the image plane, which is viewed with the eyepiece. This clearly shows,
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daß die Fokussierhilfe nur dann scharf in die Bildebene abgebildet wird und damit scharf in den Okularen erscheint, wenn die Oberfläche des Objekts selbst im Fokus ist. Die im Okular kontrollierte Schärfe des Bildes der Fokussierhilfe dient damit als "Fokusindikator".that the focusing aid is only sharply imaged in the image plane and thus appears sharp in the eyepieces when the surface of the object itself is in focus. The sharpness of the focusing aid image controlled in the eyepiece thus serves as a "focus indicator".
Dies erfordert, daß die Fokussierhilfe exakt in der zur Bildebene konjugierten Lage positioniert wird. Dazu muß zunächst als Hilfsmittel ein strukturiertes Objekt in dem Beleuchtungsstrahlengang auf den Mikroskoptisch aufgelegt und fokussiert werden. Damit ist seine Oberfläche exakt in der Objektebene.This requires that the focusing aid is positioned exactly in the position conjugated to the image plane. To do this, a structured object must first be placed on the microscope stage in the illumination beam path and focused. This means that its surface is exactly in the object plane.
Dann wird die strukturierte Fokussierhilfe in einer zur Bildebene des fokussierten, strukturierten Objekts konjugierten Lage positioniert, so daß ihr Bild scharf im Okular erscheint. Dabei wird das fokussierte, strukturierte Objekt als Hilfsmittel bei der Abbildung benutzt, um die Fokussierhilfe richtig positionieren zu können.The structured focusing aid is then positioned in a position conjugated to the image plane of the focused, structured object so that its image appears sharp in the eyepiece. The focused, structured object is used as an aid in imaging in order to be able to position the focusing aid correctly.
Danach kann im Austausch gegen das strukturierte Objekt jedes beliebige Objekt fokussiert werden, indem der Mikroskoptisch in der Höhe verstellt wird, bis das Bild der Fokussierhilfe beim Einblick in die Okulare scharf erscheint. Any object can then be focused on in exchange for the structured object by adjusting the height of the microscope stage until the image of the focusing aid appears sharp when viewed through the eyepieces.
Vorzugsweise wird als Fokussierhilfe eine Strichplatte mit Strukturelementen 0 gewählt, die in der Nähe der Leuchtfeldblendenebene in den Beleuchtungsstrahlengang eingesetzt wird. Die Strichplatte wird mit einem Positioniermechanismus entlang der optischen Beleuchtungsachse verschoben, bis ihre Strukturelemente exakt in der Leuchtfeldblendenebene positioniert sind. Auf diese Weise ist die Strichplatte fokussiert, denn ihr Bild erscheint in der Bildebene und damit in den Okularen scharf. Um das ganze Sehfeld betrachten zu können, wird die Strichplatte vorzugsweise bei voller Öffnung der Leuchtfeldblende positioniert.A reticle with structural elements 0 is preferably chosen as a focusing aid, which is inserted into the illumination beam path near the field diaphragm plane. The reticle is moved along the optical illumination axis using a positioning mechanism until its structural elements are positioned exactly in the field diaphragm plane. In this way, the reticle is focused because its image appears sharp in the image plane and thus in the eyepieces. In order to be able to view the entire field of view, the reticle is preferably positioned with the field diaphragm fully open.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung bilden der Positioniermechanismus und die Strichplatte eine fest verbundene Einheit, die gemeinsam in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt wird.In an advantageous embodiment of the device, the positioning mechanism and the reticle form a firmly connected unit that is inserted together into the illumination beam path.
In einer anderen Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Positioniermechanismus separat von der Strichplatte angeordnet. Er greift nur dann an der Strichplatte an, wenn sie in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt ist.In another embodiment of the device, the positioning mechanism is arranged separately from the reticle. It only engages the reticle when it is inserted into the illumination beam path.
Bei der Fokussierung des strukturierten Objekts kann die Strichplatte bereits im Beleuchtungsstrahlengang angeordnet sein. Solange ihre Strukturelemente noch nicht exakt in der Leuchtfeldblendenebene positioniert sind, stört die Strichplatte bei der Fokussierung des strukturierten Objekt ohnehin nicht, weil sie im Okular nicht oder höchstens als geringe Schattierung im Bildfeld erscheint. Selbst wenn sie sich in der exakten Position befinden sollte, stört sie bei der Fokussierung des strukturierten Objekts nicht, sofern ihre Struktur deutlich unterschiedlich von der Struktur des strukturierten Objekts ist und das Bild des strukturierten Objekts nur zu einem geringen Flächenanteil überlagert.When focusing the structured object, the reticle can already be arranged in the illumination beam path. As long as its structural elements are not yet positioned exactly in the luminous field diaphragm plane, the reticle does not interfere with focusing the structured object anyway, because it does not appear in the eyepiece or at most only as a slight shade in the image field. Even if it is in the exact position, it does not interfere with focusing the structured object, provided that its structure is significantly different from the structure of the structured object and only overlaps the image of the structured object to a small extent.
Dazu ist es günstig, die Strichplatte mit einem Muster aus Strukturelementen zu belegen, welches nur einem geringen Flächenanteil des Sehfeldes entspricht. Sind jedoch die Strukturen der Strichplatte und des strukturier-0 ten Objekts nicht sicher unterscheidbar, wird mit Vorteil die Strichplatte erst nach der Fokussierung des strukturierten Objekts in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt. Dafür ist die Strichplatte senkrecht zum Beleuchtungsstrahlengang verschiebbar angeordnet, so daß sie nach Bedarf in den Beleuchtungsstrahlengang eingeschoben und wieder aus ihm entfernt werden kann. Die Strichplatte wird vorzugsweise in einen solchen Halter eingesetzt, der ein leichtes Auswechseln der Strichplatte, z. B. gegen eine anders gemusterte, erlaubt.For this purpose, it is advantageous to cover the reticle with a pattern of structural elements that only corresponds to a small area of the field of view. However, if the structures of the reticle and the structured object cannot be clearly distinguished, it is advantageous to insert the reticle into the illumination beam path only after the structured object has been focused. For this purpose, the reticle is arranged so that it can be moved perpendicular to the illumination beam path so that it can be inserted into and removed from the illumination beam path as required. The reticle is preferably inserted into a holder that allows the reticle to be easily replaced, e.g. with one with a different pattern.
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Es wurde versucht, die Leuchtfeldblende selbst als Fokussierhilfe zu verwenden. Dabei erwies sich als nachteilig, daß für eine Fokussierung in der Bildmitte die Leuchtfeldblende zugezogen werden muß. Dann blieb jedoch nur noch ein kleiner Präparatbereich innerhalb der Leuchtfeldblende sichtbar. Erst durch Verwendung einer ausreichend großen Strichplatte mit Strukturelementen in der Leuchtfeldblendenebene ist es möglich, die Fokuslage des gesamten Sehfelds sichtbar zu machen.Attempts were made to use the field diaphragm itself as a focusing aid. This proved to be disadvantageous in that the field diaphragm had to be closed in order to focus in the center of the image. However, only a small area of the specimen remained visible within the field diaphragm. Only by using a sufficiently large reticle with structural elements in the field diaphragm plane is it possible to make the focus position of the entire field of view visible.
Die günstigste Verteilung des Musters der Strukturelemente der Strichplatte richtet sich danach, mit welcher Ebnung die Leuchtfeldblendenebene in die Objektebene abgebildet wird. Ist die Ebnung gut, wird die Strichplatte vorzugsweise mit einen die Öffnung der Leuchtfeldblende ausfüllenden Muster aus Strukturelementen belegt. In diesem Fall können die Strukturelemente beispielsweise ein Kreuzgitter bilden.The most favorable distribution of the pattern of the structural elements of the reticle depends on the level with which the field diaphragm plane is mapped onto the object plane. If the level is good, the reticle is preferably covered with a pattern of structural elements that fills the opening of the field diaphragm. In this case, the structural elements can form a cross grid, for example.
Wenn jedoch eine gewölbte Abbildung vorhanden ist, wäre eine Strichplatte mit einem Kreuzgitter irritierend und würde das Auffinden der Fokuslage erschweren. Daher wird in dem Fall einer gewölbten Abbildung die Strichplatte so gewählt, daß ihre Strukturelemente lediglich einen zentralen, nicht zu kleinen Ausschnitt der Leuchtfeldblende ausfüllen. Dies wird beispielsweise erreicht, wenn die Strukturelemente konzentrische Ringe um die optische Be-0 leuchtungsachse bilden.However, if a curved image is present, a reticle with a cross grating would be confusing and would make it difficult to find the focus position. Therefore, in the case of a curved image, the reticle is selected so that its structural elements only fill a central, not too small section of the field diaphragm. This is achieved, for example, if the structural elements form concentric rings around the optical illumination axis.
Es erweist sich zur besseren Positionierung als vorteilhaft, wenn die Strichplatte zusätzlich mit einem Verstellmechanismus zur Justierung ihrer Lage relativ zur optischen Beleuchtungsachse ausgestattet ist.For better positioning, it is advantageous if the reticle is additionally equipped with an adjustment mechanism for adjusting its position relative to the optical illumination axis.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Strichplatte in unmittelbarer Nähe der Leuchtfeldblende in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt. Zur exakten Positionierung der Strukturelemente in der Leuchtfeldblendenebene wird die Strichplatte längs der optischen Beleuchtungsachse relativ zu der Leuchtfeldblende verschoben, ohne sie zu berühren. Dies hatIn an advantageous embodiment of the invention, the reticle is inserted into the illumination beam path in the immediate vicinity of the field diaphragm. For the exact positioning of the structural elements in the field diaphragm plane, the reticle is moved along the optical illumination axis relative to the field diaphragm without touching it. This has
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den Vorteil, daß der Öffnungsmechanismus der Leuchtfeld blende voll funktionstüchtig und gleichzeitig der Beleuchtungsstrahlengang unverändert bleibt.the advantage that the opening mechanism of the light field diaphragm is fully functional and at the same time the illumination beam path remains unchanged.
Wenn beispielsweise die Platzverhältnisse kein Einfügen der Strichplatte in den Beleuchtungsstrahlengang erlauben, wird die Leuchtfeldblende aus dem Beleuchtungsstrahlengang entfernt und statt dessen die Strichplatte eingefügt. If, for example, the space available does not allow the reticle to be inserted into the illumination beam path, the field diaphragm is removed from the illumination beam path and the reticle is inserted instead.
Da die Strichplatte vorzugsweise bei voller Öffnung der Leuchtfeldblende im Beleuchtungsstrahlengang verschoben und positioniert wird, muß diese Blende jedesmal verstellt werden. Als günstigste Ausgestaltung der Vorrichtung ergibt sich daher ein Einschubmodul, das in den Beleuchtungsstrahlengang einfügbar und senkrecht zu ihm verschiebbar ist. Es kann in zwei Positionen eingerastet werden. In der einen Position ist nur der eine Anteil des Einschubmoduls, in der anderen Position nur sein anderer Anteil in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt. In seinem einen Anteil sind die Leuchtfeldblende und die Aperturblende mit dem dazwischen befindlichen Linsenglied gehaltert, im anderen Anteil ist die Strichplatte mit einem identischen Linsenglied gehaltert. Bei der Betrachtung von Objekten mit dem Mikroskop ist das Einschubmodul so positioniert, daß die Leuchtfeldblende und die Aperturblende in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt sind.Since the reticle is preferably moved and positioned in the illumination beam path when the field diaphragm is fully open, this diaphragm must be adjusted each time. The most favorable design of the device is therefore a plug-in module that can be inserted into the illumination beam path and moved perpendicular to it. It can be locked into two positions. In one position, only one part of the plug-in module is inserted into the illumination beam path, in the other position only the other part. In one part, the field diaphragm and the aperture diaphragm are held with the lens element in between, in the other part, the reticle is held with an identical lens element. When viewing objects with the microscope, the plug-in module is positioned so that the field diaphragm and the aperture diaphragm are inserted into the illumination beam path.
0 Durch Verschieben des Einschubmoduls in die andere Position werden dann die Leuchtfeldblende, die Aperturblende und das Linsenglied gemeinsam aus dem Beleuchtungsstrahlengang entfernt. Statt dessen wird die im anderen Anteil des Einschubmoduls gehalterte Strichplatte mit dem identischen Linsenglied eingefügt. Ohne Änderung der Blendeneinstellungen kann dann die Strichplatte mit dem Positioniermechanismus entlang der optischen Beleuchtungsachse verschoben und in der Leuchtfeldblendenebene positioniert werden. 0 By moving the plug-in module to the other position, the field diaphragm, aperture diaphragm and lens element are then removed together from the illumination beam path. Instead, the reticle held in the other part of the plug-in module with the identical lens element is inserted. Without changing the diaphragm settings, the reticle can then be moved along the optical illumination axis using the positioning mechanism and positioned in the field diaphragm plane.
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Danach können beliebige Objekte unter Ausnutzung des Bildes der Strichplatte fokussiert werden. Wenn ein Objekt auf diese Weise fokussiert ist, wird das Einschubmodul wieder in die vorige Position verschoben. Dadurch werden anstelle der Strichplatte wieder die Leuchtfeldblende und die Aperturblende mit ihren unveränderten Einstellungen in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt, und das Objekt kann optimal betrachtet werden .Any object can then be focused using the image of the reticle. Once an object is focused in this way, the slide-in module is moved back to its previous position. This means that the field diaphragm and aperture diaphragm are inserted into the illumination beam path with their unchanged settings instead of the reticle, and the object can be viewed optimally.
Das Einfügen und Positionieren der Strichplatte sowie das Verschieben des Einschubmoduls kann am einfachsten manuell durchgeführt werden. Für teilautomatisierte Mikroskop-Systeme kann das Einfügen und Positionieren der Strichplatte vorteilhaft auch motorisch erfolgen. Besonders beim Positionieren geht die motorische Verstellung schneller. Beim Einsatz von Schrittmotoren kann eine ungefähre Zielposition vorgewählt und angefahren werden, von der aus die exakte Zielposition der Strichplatte unter visueller Kontrolle leicht eingestellt werden kann.Inserting and positioning the reticle and moving the insertion module can most easily be done manually. For partially automated microscope systems, inserting and positioning the reticle can also be done using a motor. Motorized adjustment is faster, especially when positioning. When using stepper motors, an approximate target position can be preselected and moved to, from which the exact target position of the reticle can be easily set under visual control.
Auch bei der Fokussierung beliebiger Objekte kann mit Vorteil eine Automatisierung erfolgen, indem mit einer Bildverarbeitungseinrichtung das Bild der Strichplatte erfaßt und die Bildunschärfe der Strichplatte automatisch ermittelt wird. Zur Fokussierung des Objekts wird dann die Höhe des Mikroskopisches in Abhängigkeit von der ermittelten Bildunschärfe verstellt.Even when focusing on any object, automation can be advantageous by capturing the image of the reticle using an image processing device and automatically determining the image blur of the reticle. To focus on the object, the height of the microscope is then adjusted depending on the determined image blur.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend mit Hilfe von Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigen:The device according to the invention is explained below with the help of exemplary embodiments based on the schematic drawing. They show:
Fig. 1: ein Mikroskop mit einer erfindungsgemäßen Fokussierhilfe; Fig. 2. Detailansicht der Fokussierhilfe; Fig. 1: a microscope with a focusing aid according to the invention; Fig. 2: detailed view of the focusing aid;
Fig. 3: Einschubmodul mit Blendensatz und Fokussierhilfe. Fig. 3: Insert module with aperture set and focusing aid.
Fig. 1 stellt ein Mikroskop 1 mit einem höhenverstellbaren Mikroskoptisch 2 zur Aufnahme eines mikroskopisch zu untersuchenden Objekts 3 sowie einem Tubus 4 mit daran befestigten Okularen 5 dar. Das Objekt 3 wird in bekannter Fig. 1 shows a microscope 1 with a height-adjustable microscope stage 2 for holding an object 3 to be examined microscopically and a tube 4 with eyepieces 5 attached to it. The object 3 is in known
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Weise durch ein Mikroobjektiv 6 mit einem hier nicht dargestellten Abbildungsstrahlengang in eine ebenfalls nicht dargestellte Bildebene abgebildet, welche mit den Okularen 5 betrachtet wird. Auf die Darstellung dieses Abbildungsstrahlenganges wurde verzichtet, weil dieser zur Verdeutlichung der Erfindung nicht erforderlich ist.The image is imaged by a micro objective 6 with an imaging beam path not shown here into an image plane, also not shown, which is viewed with the eyepieces 5. The illustration of this imaging beam path has been omitted because it is not necessary to clarify the invention.
Dargestellt ist weiterhin ein Auflichtbeleuchtungsstrahlengang mit einer Lichtquelle 7, einer optischen Beleuchtungsachse 8, einem Kollektor 9, einem ersten Linsenglied 10 vor, sowie einem zweiten Linsenglied 11 nach einer Aperturblende 12. Der Kollektor 9 wird in einer Leuchtfeldblende 14 in einer Leuchtfeldblendenebene 13 zwischenabgebildet. Von dort wird die Leuchtfeldblendenebene 13 mit einem Linsenglied 15 über einen Strahlteiler 16 und das Objektiv 6 in die Objektebene 17 des Objekts 3 abgebildet. Auf diese Weise wird das mikroskopisch zu untersuchende Objekt 3 in einem vom Mikroobjektiv 6 vorgegebenen Sehfeld ausgeleuchtet. Auf diese Objektebene 17 ist der Abbildungsstrahlengang des Mikroskops abgestimmt. Nur wenn die Oberfläche des zu untersuchenden Objekts 3 in der Objektebene 17 liegt und sich damit im Fokus befindet, wird das Objekt 3 optimal ausgeleuchtet und in die mit den Okularen 5 betrachtete Bildebene scharf abgebildet.Also shown is a reflected light illumination beam path with a light source 7, an optical illumination axis 8, a collector 9, a first lens element 10 before and a second lens element 11 after an aperture diaphragm 12. The collector 9 is imaged in a field diaphragm 14 in a field diaphragm plane 13. From there, the field diaphragm plane 13 is imaged with a lens element 15 via a beam splitter 16 and the lens 6 into the object plane 17 of the object 3. In this way, the object 3 to be examined microscopically is illuminated in a field of view specified by the micro objective 6. The imaging beam path of the microscope is coordinated with this object plane 17. Only when the surface of the object 3 to be examined lies in the object plane 17 and is therefore in focus, is the object 3 optimally illuminated and sharply imaged in the image plane viewed with the eyepieces 5.
Der Benutzer des Mikroskops 1 kann bei der Betrachtung von nicht-0 strukturierten Oberflächen nicht mit Sicherheit entscheiden, ob sich diese Oberfläche in der Objektebene 17 und damit im Fokus befindet. Erfindungsgemäß ist daher als Fokussierhilfe eine Strichplatte 18 in der Leuchtfeldblendenebene 13 so angeordnet, daß die Funktion der Leuchtfeldblende erhalten bleibt.When observing non-structured surfaces, the user of the microscope 1 cannot decide with certainty whether this surface is in the object plane 17 and thus in focus. According to the invention, a reticle 18 is therefore arranged in the field diaphragm plane 13 as a focusing aid in such a way that the function of the field diaphragm is retained.
Zunächst legt der Mikroskopanwender ein strukturiertes Objekt 3 auf den Mikroskoptisch 2 auf. Durch Betätigung eines Triebknopfes 19 wird der Mikroskoptisch 2 in der Höhe verfahren und damit das Objekt 3 fokussiert, bis seine Struktur beim Einblick in die Okulare 5 scharf erscheint.First, the microscope user places a structured object 3 on the microscope stage 2. By operating a drive knob 19, the microscope stage 2 is moved in height and the object 3 is thus focused until its structure appears sharp when viewed through the eyepieces 5.
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Dann wird die Strichplatte 18 durch Verschieben längs der optischen Beleuchtungsachse 8 in die exakte Position in der Leuchtfeldblendenebene 13 gebracht, so daß auch die durch Reflexion an der Oberfläche des Objekts 3 abgebildete Strichplattenstruktur beim Einblick in die Okulare 5 scharf erscheint. Damit ist die Strichplatte 18 fokussiert und kann in dieser einmal eingestellten Position bei der Betrachtung aller beliebigen Objekte 3 als Fokusindikator verwendet werden.Then the reticle 18 is moved along the optical illumination axis 8 into the exact position in the luminous field diaphragm plane 13, so that the reticle structure imaged by reflection on the surface of the object 3 also appears sharp when viewed through the eyepieces 5. The reticle 18 is thus focused and can be used in this position once it has been set as a focus indicator when viewing any object 3.
Nun kann der Mikroskopanwender das strukturierte Objekt 3 gegen völlig strukturlose Objekte 3 austauschen. Deren strukturlose Oberflächen können mithilfe der Strichplatte 18 in einfacher Weise fokussiert werden, indem durch Betätigung des Triebknopfes 19 der Mikroskopisch 2 solange in der Höhe verfahren wird, bis die Strichplatte 18 beim Einblick in die Okulare 5 scharf erscheint.The microscope user can now exchange the structured object 3 for completely structureless objects 3. Their structureless surfaces can be easily focused using the reticle 18 by moving the microscope 2 in height by operating the drive button 19 until the reticle 18 appears sharp when looking into the eyepieces 5.
Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Strichplatte 18 und ihre Anordnung im Beleuchtungsstrahlengang zwischen den Linsengliedern 11 und 15, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Strichplatte 18 besteht aus einer Glasplatte, deren eine Oberfläche mit fotolithografisch erzeugten oder aufgedampften Strukturelementen 20 belegt ist. Die Strukturelemente 20 bilden in diesem Beispiel ein Muster bestehend aus einem zentralen Kreis und einem konzentrischen Ring. Das Muster bedeckt deutlich erkennbar nur einen geringen Anteil des Sehfeldes. Fig. 2 shows a detailed view of the reticle 18 and its arrangement in the illumination beam path between the lens elements 11 and 15, as shown in Fig. 1. The reticle 18 consists of a glass plate, one surface of which is covered with photolithographically produced or vapor-deposited structural elements 20. In this example, the structural elements 20 form a pattern consisting of a central circle and a concentric ring. The pattern clearly covers only a small portion of the field of view.
Die Strichplatte 18 ist in unmittelbarer Nähe zur Leuchtfeldblende 14 in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt und in einer Halterung 21 befestigt. Mit Vorteil ist sie auswechselbar gehaltert, damit der Mikroskopbenutzer einfach und schnell verschieden gemusterte Strichplatten 18 im Wechsel verwenden kann.The reticle 18 is inserted into the illumination beam path in the immediate vicinity of the field diaphragm 14 and is secured in a holder 21. It is advantageously mounted so that it can be replaced so that the microscope user can easily and quickly use reticle plates 18 with different patterns in alternation.
Die Strichplatte 18 ist entlang der optischen Beleuchtungsachse 8 relativ zur Leuchtfeldblende 14 mithilfe eines an der Halterung 21 angreifenden Positio-The reticle 18 is adjustable along the optical illumination axis 8 relative to the field diaphragm 14 by means of a positioning device acting on the holder 21.
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niermechanismus 22 verschiebbar. Durch Verschieben der Strichplatte 18 bis maximal kurz vor die Leuchtfeldblende 14 wird gleichzeitig die Lage ihrer Strukturelemente 20 variiert, bis diese exakt in der Leuchtfeldblendenebene 13 liegen, wodurch die Strichplatte 18 fokussiert ist. Die Strukturelemente 20 erscheinen dann beim Einblick in die Okulare 5 scharf.mechanism 22. By moving the reticle 18 up to a maximum of just in front of the field diaphragm 14, the position of its structural elements 20 is simultaneously varied until they lie exactly in the field diaphragm plane 13, whereby the reticle 18 is focused. The structural elements 20 then appear sharp when looking into the eyepieces 5.
Weder die Strichplatte 18 noch die Halterung 21 berühren die Leuchtfeldblende 14, die hier voll geöffnet dargestellt ist. Die Leuchtfeldblende 14 kann beliebig geschlossen werden, ohne von der Strichplatte 18 behindert zu werden.Neither the reticle 18 nor the holder 21 touch the field diaphragm 14, which is shown here fully open. The field diaphragm 14 can be closed as desired without being obstructed by the reticle 18.
Fig. 3 stellt die günstigste Ausführungsform dar. Es handelt sich um ein Einschubmodul 23, welches in den Beleuchtungstrahlengang mit der optischen Beleuchtungsachse 8 eingefügt wird und senkrecht dazu verschoben werden kann. Es ist in zwei alternativen Positionen einrastbar, wobei entweder der eine Anteil oder der andere Anteil des Einschubmoduls 23 in den Beleuchtungstrahlengang eingebracht wird. Fig. 3 shows the most advantageous embodiment. It is a plug-in module 23 which is inserted into the illumination beam path with the optical illumination axis 8 and can be moved perpendicularly thereto. It can be locked into two alternative positions, whereby either one part or the other part of the plug-in module 23 is introduced into the illumination beam path.
In dem einen Anteil des Einschubmoduls ist ein Blendensatz 24 befestigt, der aus der Aperturblende 12, einem Linsenglied 11 und der Leuchtfeldblende 14 besteht. In der Darstellung ist das Einschubmodul 23 so positioniert, daß dieser Anteil mit dem Blendensatz 24 in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt ist.In one part of the plug-in module, a diaphragm set 24 is attached, which consists of the aperture diaphragm 12, a lens element 11 and the field diaphragm 14. In the illustration, the plug-in module 23 is positioned so that this part with the diaphragm set 24 is inserted into the illumination beam path.
0 Im anderen, gerade nicht in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügten Anteil des Einschubmoduls 23 ist ein zum Linsenglied 11 identisches Linsenglied 11' und die Strichplatte 18 in einer Halterung 21 befestigt. An der Halterung 21 greift ein Positioniermechanismus 22 an. Die Strichplatte 18 ist senkrecht zur einer optischen Achse 8' ausgerichtet, die bei Verschieben des Einschubmo-5 duls 23 in die andere Position in die optische Beleuchtungsachse 8 übergeht.0 In the other part of the insert module 23, which is not inserted into the illumination beam path, a lens element 11' identical to the lens element 11 and the reticle 18 are fastened in a holder 21. A positioning mechanism 22 engages the holder 21. The reticle 18 is aligned perpendicular to an optical axis 8', which merges into the optical illumination axis 8 when the insert module 23 is moved to the other position.
Durch eine solche Verschiebung wird der Blendensatz 24 aus dem Beleuchtungsstrahlengang entfernt und gleichzeitig die Strichplatte 18 in den Beleuch-By such a shift, the diaphragm set 24 is removed from the illumination beam path and at the same time the reticle 18 is moved into the illumination
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tungsstrahlengang eingefügt. Mithilfe des Positioniermechanismus 22 wird dann die Strichplatte 18 entlang der optischen Beleuchtungsachse 8 verschoben, bis ihre Strukturelemente 20 exakt in der Leuchtfeldblendenebene 13 positioniert und damit fokussiert sind.ray path. Using the positioning mechanism 22, the reticle 18 is then moved along the optical illumination axis 8 until its structural elements 20 are positioned exactly in the luminous field diaphragm plane 13 and are thus focused.
Danach können beliebige Objekte 3 durch Höhenverstellung des Mikroskoptisches
2 fokussiert werden, wie dies bei Fig. 1 beschrieben wurde. Zur Betrachtung
eines dann fokussierten Objekts 3 wird das Einschubmodul 23
durch Verschieben wieder in die dargestellte Position gebracht, so daß der Blendensatz 24 wieder in den Beleuchtungsstrahlengang eingefügt ist. Das
Einschubmodul 23 bietet den großen Vorteil, daß die Einstellungen derAny object 3 can then be focused by adjusting the height of the microscope stage 2, as described in Fig. 1. To view an object 3 that has then been focused, the slide-in module 23
by moving it back into the position shown, so that the diaphragm set 24 is inserted into the illumination beam path again. The plug-in module 23 offers the great advantage that the settings of the
Leuchtfeldblende 14 und der Aperturblende 12 bei allen Fokussierarbeiten erhalten bleiben.The field diaphragm 14 and the aperture diaphragm 12 must be retained during all focusing work.
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Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, daß 2. Device according to claim 1,
characterized in that
dadurch gekennzeichnet, daß 3. Device according to claim 1 or 2,
characterized in that
dadurch gekennzeichnet, daß 4. Device according to claim 1 or 2,
characterized in that
dadurch gekennzeichnet, daß 5. Device according to claim 2,
characterized in that
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| DE (1) | DE29806004U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010041484A1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Autofocusing method for imaging device e.g. transmitted light microscope, involves performing automatic focus on image of reduced field diaphragm of lighting unit for focusing object and enlarging field diaphragm for focused object |
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| DE7219226U (en) * | 1972-12-07 | E Leitz Gmbh | Automatic focusing device | |
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1998
- 1998-04-03 DE DE29806004U patent/DE29806004U1/en not_active Expired - Lifetime
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