DE4035799A1 - Optische vorrichtung mit konfokalem strahlengang zur dreidimensionalen untersuchung eines objektes - Google Patents
Optische vorrichtung mit konfokalem strahlengang zur dreidimensionalen untersuchung eines objektesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
dreidimensionalen Untersuchung eines Objektes mit einer
Lichtquelle, einem Empfänger und optischen Elementen für
einen konfokalen Strahlengang, bei dem eine Beleuchtungsebene
in eine Fokusebene abgebildet ist, die auf oder im Objekt
liegt, und bei dem die Fokusebene in eine Blendenebene
abgebildet ist.
Eine derartige Vorrichtung in Form eines konfokalen Scanning-
Mikroskopes ist in einer Veröffentlichung von D. K. Hamilton
e.a. (Appl. Phys. B 27, 211 (1982)) beschrieben. Scanning-
Mikroskope mit konfokalem Strahlengang, bei dem eine sog.
Punktlichtquelle in eine Ebene des Objektes und diese Ebene
des Objektes auf einen sog. Punktempfänger bzw. eine
Lochblende, hinter der ein Empfänger sitzt, abgebildet wird,
haben die Eigenschaft sehr höhenselektiv zu sein, d. h.
Ebenen, die nur einen geringen Abstand voneinander haben,
optisch zu trennen. In der oben zitierten Veröffentlichung
wird diese Eigenschaft dazu benutzt, ein Oberflächenprofil
eines Halbleiterbauelementes aufzunehmen. Dafür wird für jede
x-y-Lage des Lichtpunktes das Objekt in z-Richtung (Richtung
der optischen Achse) bewegt und der Intensitätsverlauf
gemessen. Da dieser ein ausgeprägtes Maximum hat, wenn das
Bild des Lichtpunktes genau auf der Oberfläche liegt, kann
für jeden Punkt in der x-y-Ebene die Höhe der Oberfläche in
z-Richtung bestimmt werden und auf diese Weise zeitlich
nacheinander das gesamte Oberflächenprofil des Objektes
aufgenommen werden.
Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist, daß die
Aufnahme eines Oberflächenprofiles, relativ viel Zeit
erfordert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zu schaffen, mit der in relativ kurzer Zeit
Oberflächenprofile aufgenommen werden können.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß ein Beleuchtungsraster in der Beleuchtungsebene
angeordnet ist, daß in der Blendenebene ein CCD-Empfänger
angeordnet ist und daß das Beleuchtungsraster auf dem
CCD-Empfänger mit einem Rastermaß abgebildet ist, welches dem
Rastermaß der lichtempfindlichen Bereiche des CCD-Empfängers
ungefähr gleich oder größer ist.
Die Verwendung eines CCD-Empfängers und eines
zweidimensionalen Arrays von Löchern in einer beleuchteten
Schicht ist für ein Scanning-Mikroskop aus der US-PS 48 06 004
bekannt. Dort ist jedoch nur angegeben, daß das Objekt in
verschiedenen Schichtebenen beobachtet werden kann. Vor allem
wird dort die Blendenwirkung des CCD-Empfängers nicht
ausgenutzt, d. h. die Tatsache, daß er aus rasterförmig
angeordneten lichtempfindlichen Bereichen besteht, deren
Abmessungen erheblich kleiner sind als ihre Abstände
voneinander.
In dem oben angegebenen US-Patent ist der konfokale
Strahlengang vielmehr nur bei einem Auflichtmikroskop
verwirklicht, bei welchem die zum Objekt gehenden
Strahlenbündel durch dasselbe Löcherarray gehen wie die vom
Objekt reflektierten Strahlenbündel. Daher ist es notwendig,
durch ein als Okular bezeichnetes optisches Element das
Löcher-Array in eine Ebene abzubilden, in der es beobachtet
oder aufgenommen wird. Für den letzten Fall ist unter anderem
eine Video-Kamera mit einem CCD-Empfänger angegeben, deren
Bilder gespeichert und ausgewertet werden können.
Bei der vorliegenden Erfindung wird dagegen immer ein
CCD-Empfänger benutzt und seine im allgemeinen nachteilige
Eigenschaft ausgenutzt, daß nur ein kleiner Anteil der
Empfängerfläche aus lichtempfindlichen Bereichen besteht.
Gegenüber der eingangs zitierten Veröffentlichung von
Hamilton hat die erfindungsgemäße Lösung nicht nur den
Vorteil, daß die Aufnahme eines Oberflächenprofiles infolge
des Beleuchtungsrasters wesentlich schneller geht, sondern
daß auch unmittelbar eine höhenselektive Betrachtung möglich
ist, da durch den konfokalen Strahlengang die Intensität der
von den einzelnen Objektstellen reflektierten Strahlungen
unmittelbar von den Höhen der betreffenden Stellen des
Objektes abhängt, so daß jedes Rasterelement eine Information
über die Höhe der Oberfläche an der zu ihm gehörenden Stelle
des Objektes gibt und damit die Intensitätsverteilung über
der Oberfläche unmittelbar einen Überblick über die
Höhenverteilung der Objektoberfläche gibt. Insbesondere
lassen sich dadurch, wenn das Objekt relativ zum Strahlengang
in Richtung der optischen Achse bewegt wird, sehr einfach die
Bereiche mit gleicher Höhe der Oberfläche feststellen.
Bei Objekten mit reflektierenden Bereichen in oder unter
einer transparenten Schicht ergeben sich für die Abhängig
keit der Intensität von der Höhe im Objekt Reflexionsprofile
mit einem kleinen Maximum für die Oberfläche der transparen
ten Schicht und einem großen Maximum für den reflektierenden
Bereich. Daher ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
möglich, nicht nur Oberflächenprofile zu untersuchen, sondern
auch Strukturen innerhalb oder unter transparenten Schichten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das
Beleuchtungsraster auf dem CCD-Empfänger mit einem Rastermaß
abgebildet, welches dem Rastermaß der lichtempfindlichen
Bereiche des CCD-Empfängers gleich oder ein ganzzahliges
Vielfaches davon ist.
In einer vorteilhaften, einfachen Ausführungsform der
Erfindung wird das Beleuchtungsraster durch Löcher in einer
Schicht realisiert, die durch eine Lichtquelle beleuchtet
wird. Um eine größere Intensität der beleuchteten Löcher - im
Folgenden auch kurz als Lichtpunkte bezeichnet - zu
erreichen, kann vor der Schicht mit den Löchern ein Linsen-
Array angeordnet werden, welches dafür sorgt, daß die
Strahlung der Lichtquelle die Schicht nicht gleichmäßig
ausleuchtet sondern auf die Löcher konzentriert wird.
Normalerweise werden der CCD-Empfänger und das Beleuchtungs
raster zueinander so justiert, daß die in die Blendenebene
abgebildeten Lichtpunkte auf die lichtempfindlichen Bereiche
des CCD-Empfängers fallen. In diesem Fall entstehen beim
Durchfokussieren Intensitätsmaxima für diejenigen Objekt
stellen deren reflektierende Flächen genau in der Fokusebene
liegen.
Es ist jedoch auch möglich, den CCD-Empfänger und das
Beleuchtungsraster zueinander so zu justieren, daß die in die
Blendenebene abgebildeten Lichtpunkte zwischen die licht
empfindlichen Bereiche des CCD-Empfängers fallen. In diesem
Fall entstehen beim Durchfokussieren Intensitätsminima für
diejenigen Objektstellen deren reflektierende Flächen genau
in der Fokusebene liegen. Durch eine besondere Ausbildung des
CCD-Empfängers, z. B. durch relativ großflächige licht
empfindliche Bereiche, kann dieser Effekt noch verstärkt
werden.
Schließlich ist auch ein inverses Beleuchtungsraster möglich;
d. h. das auf das Objekt und in die Blendenebene abgebildete
Raster besteht nicht aus hellen Lichtpunkten, sondern aus
einer hellen Fläche mit einer rasterförmigen Anordnung von
kleinen dunklen Zonen. Ein derartiges Beleuchtungsraster,
welches z. B. aus einer von der Lichtquelle beleuchteten
Schicht mit lichtundurchlässigen Zonen besteht, liefert bei
einem CCD-Empfänger mit kleinen lichtempfindlichen Bereichen,
auf welche die dunklen Zonen abgebildet werden, ebenfalls
Intensitätsminima für diejenigen Objektstellen deren
reflektierende Flächen genau in der Fokusebene liegen.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird das
Beleuchtungsraster durch ein Linsen-Array erzeugt, welches
eine annähernd punktförmige Lichtquelle vielfach in raster
förmiger Anordnung in die Beleuchtungsebene abbildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das
Beleuchtungsraster dadurch erzeugt, daß eine von der Licht
quelle beleuchtete Blende vielfach in rasterförmiger
Anordnung in die Beleuchtungsebene abgebildet wird. Auch in
diesem Fall kann ein inverses Beleuchtungsraster z. B. dadurch
realisiert werden, daß die Blende ein lichtundurchlässiges
Zentrum hat.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das
Beleuchtungsraster durch ein Lichtquellen-Array erzeugt.
Dieses kann z. B. aus einzelnen Leuchtdioden zusammengesetzt
sein oder in integrierter Technik hergestellt werden. In
beiden Fällen ist es ganz besonders vorteilhaft, die Arrays
und ihre Spannungsversorgung so auszubilden, daß entweder
jede einzelne Lichtquelle oder bestimmte Teilmengen der
Lichtquellen unabhängig von den anderen ein- und
ausgeschaltet werden können.
Zur Aufnahme der oben erläuterten höhenselektiven
Übersichtsbilder ist es zweckmäßig, eine Verstellvorrichtung
vorzusehen, welche es erlaubt die Fokusebene mit den Bildern
der Lichtpunkte auf verschiedene Schichtebenen des Objektes
einzustellen.
Zur Aufnahme vollständiger Reflexionsprofile mit guter
Auflösung ist es zweckmäßig, eine Verstellvorrichtung
vorzusehen, welche es erlaubt, das Beleuchtungsraster und das
Objekt relativ zueinander in Ebenen senkrecht zur optischen
Achse zu bewegen, so daß das Objekt mit dem Beleuchtungs
raster abgescannt wird. Die Relativbewegung zwischen Licht
punkten und Objekt kann dabei innerhalb des Abstandes benach
barter Lichtpunkte bleiben oder auch ein Vielfaches davon
betragen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist der CCD-Empfänger mit einem Computer verbunden, der die
Signale des CCD-Empfängers auswertet. Es ist in diesem Fall
vorteilhaft, die Verstellvorrichtungen für die relative
Bewegung von Lichtpunkten und Objekt zueinander in Richtung
der optischen Achse und/oder in den Ebenen der Lichtpunkte
bzw. des Objektes durch den Computer zu steuern.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird von dem Computer außerdem eine Schaltvorrichtung
gesteuert, die unterschiedliche Teilmengen der Lichtquellen
des Lichtquellen-Arrays ein- und ausschaltet. Dabei kann z. B.
die Anzahl der eingeschalteten Lichtquellen von den
Ergebnissen der Auswertung des Computers gesteuert werden, so
daß in kritischen Bereichen eines Objektes der
Streulichtanteil durch eine Verminderung der Anzahl der
wirksamen Lichtquellen gesenkt werden kann.
Beim Abscannen eines Objektes kann es vorteilhaft sein,
Beleuchtungsraster und CCD-Empfänger relativ zueinander in
der Beleuchtungsebene bzw. in der Blendenebene durch eine
Verstellvorrichtung, die zweckmäßigerweise vom Computer
gesteuert wird, zu verschieben. Mit einem leistungsfähigen
Computer können durch diese Verschiebung zusätzliche
Informationen gewonnen werden, die eine genauere Auswertung
ermöglichen. In diesem Fall muß das Rastermaß des Beleuch
tungsrasters nur ungefähr gleich oder größer sein als das
Rastermaß der lichtempfindlichen Bereiche des CCD-Empfängers.
Für eine möglichst geringe Tiefenschärfe der konfokalen
Abbildung ist es vorteilhaft, an Stelle der üblichen
kreisförmigen Telezentrie-Blende eine ringförmige Blende
vorzusehen. Die Anwendung einer derartigen Blende ist aus der
EP-A2-02 44 640 bekannt. Dort sind auch Blenden mit anderen
Transmissionsmustern (pattern) beschrieben, die auch für das
vorliegende optische Abbildungssystem geeignet sind, um die
dreidimensionale Übertragungsfunktion an vorbekannte
Objektmuster anzupassen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Fig. 1
bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Ausführung, bei der das Beleuchtungsraster
durch eine beleuchtete Schicht mit Löchern erzeugt
wird,
Fig. 2 eine Ausführung, bei der die Ausleuchtung der
Löcher durch ein zusätzliches Linsen-Array ver
bessert wird,
Fig. 3 eine Ausführung, bei der das Beleuchtungsraster
durch ein Halbleiter-Array erzeugt wird,
Fig. 4 eine Glasplatte mit einem Muster für ein inverses
Beleuchtungsraster,
Fig. 5 eine Anordnung zur Erzeugung eines Beleuchtungs
rasters durch vielfache Abbildung einer Lichtquelle
mit einem Linsen-Array,
Fig. 6 eine Anordnung zur Erzeugung eines Beleuchtungs
rasters durch vielfache Abbildung einer beleuchte
ten Blende mit einem Linsen-Array und
Fig. 7 ein Beispiel für die beleuchtete Blende in Fig. 6.
In Fig. 1 ist mit (11) eine Lichtquelle, z. B. eine
Halogenlampe, bezeichnet, die mit Hilfe des Kondensors (11k),
evtl. über ein Filter (11f) (zur Aussonderung eines
ausreichend schmalen Spektralbereiches), Löcher (12l) in
einer Schicht (12s) beleuchtet. Eine derartige Schicht kann
in bekannter Weise z. B. aus Chrom auf einer Glasplatte (12g)
hergestellt werden. Die Löcher (12l) sind in der Schicht
(12s) ebenso rasterförmig angeordnet wie die licht-empfind
lichen Bereiche des CCD-Empfängers (17). Wird z. B. der
Empfänger 1 CX 022 der Fa. Sony verwendet, dann enthält die
Schicht 512×512 Löcher mit einem Abstand von 11 µm in bei
den Richtungen des Rasters und mit einer Lochgröße von z. B.
2 µm×2 µm. Die Größe der Löcher ist also erheblich kleiner als
ihr Abstand. Der Abstand der Löcher bzw. Bereiche von Mitte
zu Mitte wird als Rastermaß bezeichnet.
Das durch die beleuchteten Löcher (12l) in der Schicht (12s)
erzeugte Beleuchtungsraster liegt in der Beleuchtungsebene
(11b). Diese wird durch die Linsen (13o, 13u) in die
Fokusebene (13f) abgebildet, so daß in letzterer das Objekt
(14) mit rasterförmig angeordneten Lichtpunkten beleuchtet
wird. Bei nichttransparenten Objekten kann nur die Oberfläche
(14o) beleuchtet werden, während bei transparenten Objekten
auch Schichten (14s) im Inneren mit den Lichtpunkten
beleuchtet werden können. Die vom Objekt in der Fokusebene
(13f) reflektierten Lichtstrahlen werden von den Linsen (13u,
13o) über einen Strahlteiler (16) in der Blendenebene (17b)
fokussiert. Die für eine konfokale Anordnung notwendigen
Blenden werden in der Blendenebene (17b) realisiert durch die
lichtempfindlichen Bereiche des CCD-Empfängers (17), die
durch relativ große Zwischenräume voneinander getrennt sind.
Zwischen den Linsen (13o, 13u) ist üblicherweise eine sog.
Telezentrie-Blende (13t) angeordnet, welche dafür sorgt, daß
der Mittenstrahl (13m) parallel zur optischen Achse (10) auf
das Objekt (14) trifft, so daß die Lage der Lichtpunkte auf
dem Objekt sich nicht ändert, wenn das Objekt (14) in
Richtung der optischen Achse (10) bewegt wird.
Das Objekt (14) kann durch eine Verstellvorrichtung (15) in
allen 3 Raumrichtungen bewegt werden, so daß verschiedene
Schichten (14s) des Objektes (14) abgescannt werden können.
Dabei kann die Bewegung in x- und y-Richtung kleiner gewählt
werden als das Rastermaß der Lichtpunkte (12) bzw. des
CCD-Empfängers (17). Selbstverständlich kann die Bewegung des
Objektes (14) in z-Richtung auch durch verschieben der
Linsen (13o, 13u) in Richtung der optischen Achse (10)
erreicht werden und ebenso können anstelle der Bewegung des
Objektes in x- und y-Richtung auch die Schicht (12s) mit den
Löchern (12l) und CCD-Empfänger (17) entsprechend bewegt
werden.
Die Signale des CCD-Empfängers (17) werden über die
Verbindungsleitung (17v) in einen Computer (18) übertragen,
der in bekannter Weise die Auswertung übernimmt und auf einem
Bildschirm (18b) die Ergebnisse der Auswertung z. B. in Form
von graphischen Darstellungen wiedergibt. Der Computer (18)
kann auch über die Verbindungsleitung (18v) die Verschiebung
der Fokusebene (13f) im Objekt und das Scannen in x- und y-
Richtung steuern. Diese Steuerung kann im Computer als festes
Programm vorliegen oder abhängig von den Ergebnissen der
Auswertung erfolgen.
In Fig. 2 ist zwischen dem Kondensor (11k) bzw. dem Filter
(11f) und der Schicht (12s) mit den Löchern (12l) ein Linsen-
Array (22a) angeordnet, welches ebenso viele kleine Linsen
(22l) enthält wie die Schicht (12s) Löcher (12l) hat. Die
Linsen (22l) haben die Aufgabe, Bilder der Leuchtwendel der
Lichtquelle (11) in die Löcher abzubilden und damit den
Lichtpunkten eine größere Intensität zu geben.
Das Linsen-Array (22a) und die Schicht (12s) mit den Löchern
(12l) können - wie dargestellt - in einem gemeinsamen Teil
(22g) vereinigt sein. Die Herstellung geeigneter Linsen-
Arrays ist z. B. aus einer Veröffentlichung von K. Koizumi
(SPIE Vol. 1128, 74 (1989)) bekannt.
Eine besonders vorteilhafte Realisierung des Beleuchtungs
rasters ist in Fig. 3 dargestellt. Dort ist mit (31) ein
Lichtquellen-Array bezeichnet, welches z. B. aus Lumines
zenzdioden (LEDs) (31l) bestehen kann. Ein derartiges Array
mit einer Größe von z. B. 10×10 Dioden läßt sich z. B. aus
handelsüblichen Mini-Dioden LSU260-EO der Fa. Siemens mit
einem Rastermaß von 2,5 mm zusammensetzen und hat daher eine
Gesamtgröße von 2,5 cm×2,5 cm. Es wird im Maßstab von ca.
1 : 5 in die Beleuchtungsebene (11b) durch das Objektiv (31o)
so abgebildet, daß es ungefähr die Größe der gesamten
lichtempfindlichen Fläche des CCD-Empfängers von 5 mm×5 mm
erhält. Vom CCD-Empfänger (17) werden in diesem Fall nur 100
lichtempfindliche Bereiche mit einem Rastermaß von ca.
0,5 mm×0,5 mm ausgenutzt. Trotzdem ergibt sich durch die 100
Lichtpunkte ein erheblicher Zeitgewinn gegenüber dem Scannen
mit nur einem Lichtpunkt.
Auch in diesem Fall kann es vorteilhaft sein, in der Beleuch
tungsebene (11b) eine Schicht (32s) mit Löchern (32l)
anzuordnen, damit die Lichtpunkte genügend kleine Abmessungen
erhalten. Außer dem Objektiv (31o) für die verkleinerte
Abbildung ist eine Feldlinse (31f) für die weitere Abbildung
im konfokalen Strahlengang zweckmäßig.
Wesentlich vorteilhafter ist es, für das Beleuchtungsraster
integrierte LED-Arrays zu verwenden, wie sie z. B. in einer
Veröffentlichung von J. P. Donnelly (SPIE 1043, 92 (1989))
beschrieben sind. Auch derartige LED-Arrays haben genauso wie
das zusammengesetzte Array aus Mini-Dioden den Vorteil, daß
definierte Teilmengen der LEDs ein- und ausgeschaltet werden
können. In beiden Fällen kann das Ein- und Ausschalten vom
Computer (18) über die Schaltvorrichtung (19) gesteuert
werden.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte konfokale Strahlen
gang zwischen Beleuchtungsebene (11b), Fokusebene (13f) und
Blendenebene (17b) ist nur eine spezielle Ausführungsform von
mehreren bekannten konfokalen Strahlengängen, bei denen die
Erfindung in für den Fachmann sofort erkennbarer Weise ange
wendet werden kann. Außerdem ist auch bei dem dargestellten
Strahlengang eine Abbildung der Beleuchtungsebene (11b) in
die Fokusebene (13f) im Maßstab 1 : 1 keineswegs notwendig.
Vielmehr ist dabei nicht nur - wie von Mikroskopen bekannt -
eine Verkleinerung sondern auch eine Vergrößerung möglich,
weswegen in der Überschrift auch nicht die Bezeichnung Mikro
skop verwendet wurde.
In der Fig. 4 ist eine Glasplatte (41) für ein inverses
Beleuchtungsraster dargestellt. Hier besteht die auf die
Glasplatte aufgebrachte, lichtundurchlässige Schicht nur aus
kleinen Zonen (42), welche durch relativ weite, lichtdurch
lässige Bereiche voneinander getrennt sind.
In der Fig. 5 wird das Beleuchtungsraster durch ein Linsen-
Array (53) erzeugt, welches durch ausreichend gute Abbil
dungseigenschaften von einer nahezu punktförmigen Lichtquelle
(51) ausreichend kleine Lichtpunkte (54) in der Beleuchtungs
ebene (11b) herstellt. Die Kondensorlinse (52) bewirkt, daß
das Linsen-Array (53) von einem Parallelbündel durchsetzt
wird, so daß jede einzelne Linse (53l) optimal benutzt wird.
Fig. 6 zeigt eine Anordnung bei der durch ein Linsen-Array
(53) eine Blende (61) vielfach in die Beleuchtungsebene (11b)
abgebildet wird. Diese Blende wird über den Kondensor (62)
und die Streuscheibe (63) von der Lichtquelle (11) beleuch
tet. Als Blende sind die verschiedensten Ausführungsformen
möglich. Als Beispiel zeigt die Fig. 7 eine Blende (61) mit
quadratischer Begrenzung des lichtdurchlässigen Bereiches
(71) und einem lichtundurchlässigen Zentrum (72) für ein
inverses Beleuchtungsraster. Natürlich sind auch Blenden für
ein Beleuchtungsraster aus Lichtpunkten etc. möglich.
Claims (16)
1. Vorrichtung zur dreidimensionalen optischen Untersuchung
eines Objektes (14) mit einer Lichtquelle (11), einem
Empfänger (17) und optischen Elementen (13o, 13u, 13t)
für einen konfokalen Strahlengang, bei dem eine Beleuch
tungsebene (11b) in eine Fokusebene (13f) abgebildet
ist, die auf oder im Objekt (14) liegt, und bei dem die
Fokusebene (13f) in eine Blendenebene (17b) abgebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beleuchtungsraster
(12, 22, 32) in der Beleuchtungsebene (11b) angeordnet
ist, daß in der Blendenebene (17b) ein CCD-Empfänger (17)
angeordnet ist und daß das Beleuchtungsraster (12, 22,
32) auf dem CCD-Empfänger (17) mit einem Rastermaß
abgebildet ist, welches dem Rastermaß der lichtempfind
lichen Bereiche des CCD-Empfängers (17) ungefähr gleich
oder größer ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Beleuchtungsraster (12, 22, 32) auf dem CCD-Empfänger
(17) mit einem Rastermaß abgebildet ist, welches dem
Rastermaß der lichtempfindlichen Bereiche des
CCD-Empfängers (17) gleich oder ein ganzzahliges Vielfaches
davon ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Beleuchtungsraster (12) aus von der
Lichtquelle (11) beleuchteten Löchern (12l) in einer
Schicht (12s) besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Beleuchtung der Löcher (12l) ein Linsen-Array
(22a) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Beleuchtungsraster aus einer von der
Lichtquelle (11) beleuchteten Schicht mit lichtundurch
lässigen Zonen (42) besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Beleuchtungsraster durch ein Linsen-
Array (53), welches die Lichtquelle (51) vielfach in
rasterförmiger Anordnung in die Beleuchtungsebene (11b)
abbildet, erzeugt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Beleuchtungsraster durch ein Linsen-
Array (53), welches eine von der Lichtquelle (11)
beleuchtete Blende (61) vielfach in rasterförmiger
Anordnung in die Beleuchtungsebene (11b) abbildet,
erzeugt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Blende (61) ein lichtundurchlässiges Zentrum (72)
hat.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Beleuchtungsraster (32) aus einem
Lichtquellen-Array (32a) besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquellen (32l) des Lichtquellen-Arrays (32a)
einzeln oder in Teilmengen ein- und ausschaltbar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß durch eine Verstellvorrichtung (15)
die Fokusebene (13f) auf verschiedene Schichten (14s)
des Objektes (14) einstellbar ist und/oder das Beleuch
tungsraster (12, 22, 32) und das Objekt (14) relativ
zueinander in Ebenen senkrecht zur optischen Achse (10)
bewegbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der CCD-Empfänger (17) mit einem
Computer (18) verbunden ist, in dem die Signale des
CCD-Empfängers (17) ausgewertet werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Computer (18) mit einer Verstellvorrichtung (15)
verbunden ist, durch welche die Einstellung der
Fokusebene (13f) auf verschiedene Schichten (14s) des
Objektes (14) und/oder die Bewegung von Beleuch
tungsraster (12, 22, 32) und Objekt (14) relativ
zueinander durch den Computer (18) steuerbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Computer (18) mit einer Schalt
vorrichtung (19) verbunden ist, durch welche die Licht
quellen (32l) des Lichtquellen-Arrays (32a) einzeln oder
in Teilmengen abhängig von den Ergebnissen der Auswertung
des Computers durch den Computer (18) ein- und ausschalt
bar sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Computer (18) mit einer Verstell
vorrichtung (15v) verbunden ist, durch welche das
Beleuchtungsraster (12, 22, 32) und der CCD-Empfänger
(17) relativ zueinander in der Beleuchtungsebene (11b)
bzw. in der Blendenebene (17b) verschiebbar sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß im konfokalen Strahlengang eine
Telezentrie-Blende (13t) vorgesehen ist, die ringförmig
ausgebildet ist und/oder ein Transmissionsmuster hat.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904035799 DE4035799C2 (de) | 1990-11-10 | 1990-11-10 | Vorrichtung zur dreidimensionalen optischen Untersuchung eines Objektes |
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D2 | Grant after examination | ||
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