DE7917232U1 - Auflichtilluminator fuer hell- und dunkelfeldbeleuchtung - Google Patents

Description

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Ernst Uta Wetzlar GmbH ·^:·■··'

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Auflichtilluuinator für Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung

Di· Neuerung betrifft einen Auflichtilluminator fur Helife Id- und DunkeifeId-Beleuchtung in Modulbauweise.

Ee sind Auflichtilluninatoren mit festen Apertur- und Leuchtfeldblenden bekannt, welche vorzugsweise für Routine-Untersuchungen in der Halbleiterindustrie eingesetzt werden. PUr gehobene Ansprüche im Forschung»- und Entwicklungsbereich stehen darüber hinaus auch bereits Auflichtilluninatoren mit Iris-Apertur- und Leuchtfeldblende als Hell-Dun keifeld-Einrichtung bereit.

Bei den bekannten Auflichtilluninatoren ist es jedoch von Nachteil, daß beispielsweise bein Übergang von Hellfeldauf Dunkelfeldbeleuchtung vom Benutzer mehrere Handgriffe, z.B. Öffnen der Leuchtfeldblonde, Einstellen der Aperturblende, Einschwenken des Mittenstopps, erforderlich sin^. Bein Umschalten von Dunkelfeld auf Hellfeld müssen diese zeitintensiven und bedienungsfehlertracht igen Handgriffe in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden. Dies führt zu ständigen unerwünschten und damit störenden Nebenbeschäftigungen, die insbesondere zu Lasten einer kontinuierlichen Mikroskop-Untersuchung von Routine-Objekten etc. gehen·

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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Neuerung, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und einen Auflichtilluminator anzugeben, der bei einfacher Handhabung ein schnelles, fehlbedienungsfreies Wechseln von einer Beleuchtungsart zur anderen gestattet.

Gemäß der Neuerung ist diese Aufgabe bei einem Auflichtilluminator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in dem zwischen einer Lichtquelle und einem optischen Umlenkelement befindlichen Teil eines Beleuchtungestutzens eine öffnung zum auswechselbaren Einfügen eines Einschub-Moduls, welcher mindestens zwei nacheinander in den Strahlengang bringbare, aus strahlenschwächenden und/oder strahlenbegrenzenden optischen Bauelementen bestehende Funktionsbaugruppen enthält, und zusätzlich Mittel zum Einschwenken eines Mittenstopps in den Strahlengang vorgesehen sind. Dabei können die strahlenbegrenzenden optischen Bauelemente feste oder größenvariable Blenden und die strahlenschwächenden optischen Bauelemente Graufilter mit konstanten oder variablen Lichtschwächungskoeffizienten umfassen. Es ist zweckmäßig, daß der Einschub-Modul zur Verwirklichung eines Hellfeld-Beleuchtungsstrahlenganges derart in die Öffnung eingeführt wird, daß sich diejenige Funktionsbaugruppe in Wirkstellung befindet, die zwei Hellfeld-Blenden, vorzugsweise unter Zwischenfügung eines ausschwenkbaren Graufilters, enthält. Mit Vorteil wird der Einschub-Modul zur Verwirklichung eines Dunkelfeld-Beleuchtungsetrahlengangs derart in die Öffnung eingeführt, daß sich diejenige Funkt!onsbaugruppe In Wirkstellung befindet, die eine feste Dunkelfeld-Blende sowie eine Führungsnut aufweist, in welche ein in dem Beleuchtungsstutzen angeordneter und über ein Führungsgestänge mit einem Mittenstopp gelenkig verbundener Führungsstift in der Weise eingreift, daß der Mittenstopp im Zentralbereich des Beleuch-

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tungsstrahlenbUndels positioniert wird.

In den Figuren ist die Neuerung in zwei Ausführungsbeispielen in schema tischer Form dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen auf einem Mikroskop-Stativträger angeordneten Auflichtilluminator mit aufgesetztem Binokular

tubus-Gehäuse ;

Fig. 2 »inen Einschub-Modul gemäß einer ersten Ausfuhrungsform;

Fig. 3 einen Einschub-Modul gemäß einer zweiten AusfUhrungs· form;

Fig. 4a einen Schnitt längs der durch A-A in Fig. 1 gekennzeichneten Fläche mit eingefügtem Einschub-Modul und in Wirkstellung geschwenktem Mittenstopp; und

Fig. kb die Position des Mittenstopps nach dessen Herausschwenken aus der optischen Achse des Auflicht-

illuminators.

In Fig. 1 ist ein Auflichtilluminator 1 auf einem Mikroskop-Stativ 2 angeordnet, das an seinem herauskragenden Trägerteil einen Objektivrevolver k axt einem dargestellten Objektiv 5 enthält. Auf dem Auflichtilluminator 1 ist ein Binokulartubus-Gehäuse 6 angeordnet. Die Achse des mikroskopischen Abbildungsstrahlenbündels ist mit der Bezugsziffer 3 versehen. Nicht mit dargestellt wurden die optischen bzw. mechanischen Ankupplungsmittel, die ein zentrier- und justiergeneues, lösbares Verbinden der drei Mikroskop—Baugruppen 2, 1 und 6 gewährleisten.

Ia Auflichtilluminator 1 ist eine Lichtquelle 8 vorgesehen, von der aus ein Beleuchtungsstrahlenbündel - dargestellt durch dessen Achse 9 - entlang des Beleuchtungsstutzens 7

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: üb«r eine Optik IO auf einen unter 45° zu den optischen

\ Achsen 3 und 9 angeordneten ^l'5O/5O-Strahlenteiler 11 trifft,

ψ dessen äußerer Ringbereich 12 vol!verspiegelt ist.

Der Beleuchtungsstutzen 7 freist eine - vorzugsweise durch-

; 5 gehende - Öffnung 13 auf, in welche die in den Figuren 2

und 3 dargestellten Einschub-Moduln Ik bzw. 15 wechselweise eingeführt werden können« Die Einschub-Moduln i4, 15 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet und bestehen Jeweils aus mindestens zwei Punktione baugruppen I, II; HI« H. Zum zentrischen Positionieren der jeweiligen Funktionsbaugruppen I bis III im Beleuchtungsstrahlengang 9 sind an den Modul-Gehäusen 14» 15 Einkerbungen 16 und in dem unteren Bereich der Öffnung 13 innerhalb des Beleuchtungsstutzens 7 entsprechende Einrast-Mittel 17 vorgesehen. Die Moduln 14, 15 können mittels einer Handhabe 18 mit einem Griff in die jeweils gewünschte Wirkstellung gebracht werden, wobei für den Fall, daß es sich um eine durchgehende ; Öffnung 13 handelt, die Handhabe 18 zweckmäßigerweise lösbar

am Modul-Gehäuse befestigt ist und ein Ansetzen derselben an der gegenüberliegenden Seite des Modul-Gehäuses vorgenommen werden kann.

In Fig. 2 ist ein aus einem einstückigen Gehäuse bestehender

Einschub-Modul Ik dargestellt, der zwei Funktionsbaugruppen I und II enthält. Die Funktionsbaugruppe I enthält in einer zentralen Bohrung, durch die der Beleuchtungsstrahlengang _t verlauft₇ je eine als Iris—Blenden ausgebildete Apertur-

^: und Leuchtfeldblende 19 bzw. 20, die mittels eines zugehörigen Schwenkhebels 21 bzw. 22 größenveränderlich angeordnet sind. Bringt man diese Baugruppe I in Virksteilung, so ist ein He life ldbe leuchtungs strahlengang realisierte

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Anstelle der Irisblenden 19 bzw. 20 kann die für Hellfeldbeleuchtung zu verwendende Funktionsbaugruppe auch aus größeninvarianten Blenden bestehen. Dies ist in Fig. 3 - vgl. die Baugruppe ΓΠ - dargestellt. Bei dieser Fest-Blenden-Anordnung ist zweckmäßigerweise zwischen der Aperturblende 23 und der Leuchtf&ldblende Zk zusätzlich ein aus dem Strahlengang 9 mittels eines Schwenkhebels 26 ausklappbar angeordneter Graufilter 25 vorgesehen, wobei anstelle eines herkömmlichen, einen konstanten Lichtschwä— chungskoeffiaienten aufweisenden filters auch ein solcher ^ mit einem variablen,- gezielt einstellbaren Lichtschwächungskoeffizienten gesetzt werden kann.

Zur Verwirklichung eines Dunkelfeldbeleuchtungsstrahlengangs wird der Modul Ik bzw. 15 so weit in die Öffnung 13 eingeführt,, daß die Funkti ons baugruppe II, die in beiden Figuren 2 und 3 identisch ist, in Wirkstellung gebracht wird. Die Funktionsbaugruppe besteht in ihrem zentralen Teil aus einer Bohrung, durch die das Beleuchtungsstrahlenbiindel - vgl. dessen Achse 9 - hindurchtritt, und einer feeten Aperturblende 27· Darüber hinaus ist an der oberen

Längsseite des Einschub-Moduls Ak bzw. 15 über die gesamr te Länge der Funktionsbaugruppe IZ eine Führungsnut 28

eingelassen, in die ein Führungsstift 29 eingreift derart, daß ein mit ihm gelenkig verbundenes Ftihrungsgestänge einen Mittenstopp 30 zentriergenau in den Zentralbereioh des BeleuchtungsstrahlenbtindeIs schwenkt· Der Mittenstopp 30 und die Blende 27 wirken funktional zusammen.

In den Fig· 4a und kb ist der Wechsel zwischen den beiden Beleuohtungsartea dargestellt. In Fig. ka ist der Dunkelfeldbeleuchtungsstrahlengang realisiert, d.h. daß sich die Funktionftbaugruppe II und der Mittenstopp 30 in WArIc stellung befinden·

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Wird nun der Einschub-Modul Ik bzw. 15 so weit verschoben, daß eine der Funktionsbaugruppen I oder III in Wirkstellung steht, so verläßt der Führungsstift 29 während des Durchschiebens des Moduls 14 bzw. 15 die nur bis zum Ende der Baugruppe II vorhandene und dort auskeilende Führungsnut 28 mit der Folge, daß der Mittens top 30 selbsttätig aus if-am Bereich des Beleuchtungsstrahlengangs ausschwenkt. Diese Endstellung ist in Fig. 4b dargestellt, wobei die gelenkige Hebelverbindung zwischen dem Fiihrungsstift 29 und dem Mittenatopp 'JO nicht näher beschrieben wird.

Wenngleich in den Figuren lediglich Moduln dargestellt wurden, die aus zwei Funktionsbaugruppen bestehen, so liegt es gleichwohl im Rahmen der vorliegenden Neuerung, drei und sehr Baugruppen linear als Schieber anzuordnen. Die Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Bestückung der verschiedenen Funktionsbaugruppen mit optischen Bauelementen sind dadurch gegeben, daß feste und/oder variable Apertur- und/oder Leuchtfeldblenden in Kombination mit Graufiltern vorgesehen sein können. Prinzipiell kommt es lediglich darauf an, mittels eines Einschub-Moduls beide Beleuchtungsarten (Hellfeld und Dunkelfeld) durch raschen Wechsel nacheinander realisieren zu können.

Es ist weiterhin möglich, in dem Beleuchtungsstutzec 7 zwischen der Lichtquelle 8 und der Öffnung 13 eine weitere

Elvischuböffnung vorzusehen, in welche ein in Modulbauweise

konzipierter Schieber einfUhrbar ist, der ein Polarisationsfilter und ein - in Strahlrichtung gesehen - dahinterliegendes λ/4-Plättchen enthält. Mittels dieser Zusatzeinrichtung läßt sich im Hellfeldbeleuchtungsstrahlengang eine Interferenzkontrasteinrichtung realisieren. Zusätzlich kann zwischen dieser - in den Figuren nicht dargestellten -

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Einschuböffnung noch, eine ein- und ausschiebbar angeordnete λ-Platte vorgesellen sein, die ebenfalls nicht mit dargestellt wurde.

Ein auf diese Weise mit polarisations-optischen Bauelementen zusätzlich ausgestatteter Auflichtilluminator weist dann zwischen dem Umlenkspiegel 11 und dem Biυokular-Tubus 6 außerdem noch einen verschieblich gelagerten Analysator auf, der aus Vereinfachungsgründen ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellt wurde. '

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1· Auflichtillueinator für Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung, enthaltend je eine Ankoppelvorrichtung zum Aufsetzen auf einem Stativarm eines Mikroskops sowie zum Aufsetzen eines Mikroskoptubus, dadurch, -gekennzeichnet, daß in dem zwischen einer Lichtquelle (8) und einem optischen Umlenkelement (11) befindlichen Teil eines Beleuchtungsstutzens (7) eine vorzugsweise durchgehende Öffnung (13) zum auswechselbaren Einfügen eines Einschub-Moduls (i4; 15)» welcher mindestens zwei nacheinander in den Strahlengang (9) bringbare, aus strahlenschwächenden (25) und/oder strahlenbegr^nzenden (19, 20, 23, 24, 27) optischen Bauelementen bestehende Funktionsbaugruppen (i, II; III, II) enthält, und zusätzlich Mittel (28, 29) zum Einschwenken eines Mittenstopps (30) in den Strahlengang (9) vorgesehen sind.

2« Auflichtilluminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenbegrenzenden optischen Bauelemente feste (23, 24, 27) oder größenvariable (19, 20) Blenden umfassen.

3. Auflichtilluminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenschwächenden optischen Bauelemente Graufilter (25) mit konstanten oder variablen Lichtschwächungskoeffizienten umfassen.

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4. Auflichtilluminator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub-Modul (i4 bzw. 15) zur Verwirklichung eines Hellfeld-Beleuchtungsstrahlengangs derart in die Öffnung (13)

eingeführt wird, daß sich diejenige Funkt ionsbaugruppe (l bzw. in) in ¥irkstellung befindet, die zwei Hellfeld-Blenden (19, ?.Q bzw. 23, 24), vorzugsweise unter Zwischenfügung eines ausschwenkbaren Graufilters (25)_f enthält.

5· Auflichtilluminator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub-Modul {"\k bzw. 15) zur Verwirklichung eines Dunkelfeld-Beleuchtungsstrahlengangs derart in die Öffnung (13) eingeführt wird, daß sich diejenige Funktionsbaugruppe (ll) in Wirkstellung befindet, die eine feste Dunkelfeld-Blende (27) sowie eine Führungsnut (28) aufweist, in welche ein in dem Beleuchtungsstutzen (7) angeordneter und über ein Führungsgestange mit einem Mittenge Ie tiikigy
stopp (30)^VSrDundener Filhrungsstift (29) in der Weise eingreift, daß der Mittenstopp (30) im Zentralbereich des Beleuchtungsstrahlenbündels positioniert wird.