JP2015111259A - 光学結像装置及び顕微鏡検査用の結像方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学素子アセンブリ108は、顕微鏡対物レンズ105の出口に光学接続するための物体側のズーム入口106.1と、画像記録装置104の入口に光学接続するための像側のズーム出口106.2を含み、光学素子アセンブリ108は望遠アセンブリ109を含み、望遠アセンブリ109は、ズーム出口106.2にある負屈折力の第1光学素子群108.1とズーム入口106.1にある正屈折力の第2光学素子群108.2を含み、光学素子アセンブリ108はズーム入口106.1に配置され、かつ正屈折力の第3光学素子群108.3を含み、第3光学素子群108.3は、ズーム装置内に中間実像111を生成するよう構成される。
【選択図】図4
Description
図1〜図5との関連において、以下では、顕微鏡101とした光学結像装置における好適な第1実施形態を記載する。この場合の光学結像装置は、ズーム方法を利用した結像方法の好適な実施形態を実行可能にする、光学ズーム装置の好適な実施形態を含む。
図1〜図3並びに図6及び図7との関連において、以下では、本発明に係る方法を実現可能とする本発明に係るズーム装置206又は306を備える、本発明に係る結像装置101における他の好適な実施形態を記載する。ズーム装置206又は306は、ズーム装置106の代わりに、結像装置101に使用することができる。この場合、ズーム装置206又は306の基本的な構成及び機能は、ズーム装置106に対応するものであるため、以下の記載では違いについてのみ説明する。類似する構成要素の参照符号は、それぞれ、値を100又は200増加させて表している。以下において、これら構成要素の特性及び利点に関して異なる説明をしない場合には、上述した第1実施形態に関する説明を参照されたい。
図1〜図3並びに図8及び図9との関連において、以下では、本発明に係る方法を実現可能とする本発明に係るズーム装置406を備える、本発明に係る結像装置101における他の好適な実施形態を記載する。ズーム装置406は、ズーム装置106の代わりに、結像装置101に使用することができる。この場合、ズーム装置406の基本的な構成及び機能は、ズーム装置106に対応するものであるため、以下の記載では相違点についてのみ説明する。類似する構成要素の参照符号は、値を300増加させて表している。以下において、これら構成要素の特性及び利点に関して異なる説明をしない場合には、上述した第1実施形態に関する説明を参照されたい。
図1〜図3並びに図10及び図11又は図12又は図13との関連において、以下では、本発明に係る方法を実現可能とする本発明に係るズーム装置506,606又は706を備える、本発明に係る結像装置101における他の好適な実施形態を記載する。ズーム装置506又は606又は706は、ズーム装置106の代わりに、結像装置101に使用することができる。この場合、ズーム装置506又は606又は706の基本的な構成及び機能は、ズーム装置106に対応するものであるため、以下の記載では相違点についてのみ説明する。類似する構成要素の参照符号は、それぞれ、値を400及び500及び増加させて表している。以下において、これら構成要素の特性及び利点に関して異なる説明をしない場合には、上述した第1実施形態に関する説明を参照されたい。
Claims (15)
- 顕微鏡対物レンズ(105)を使用して物体を画像記録装置(104)の結像平面(107.1)上に結像させるよう構成される、結像装置の結像スケールを設定するための光学ズーム装置であって、
前記光学ズーム装置は、光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)を含み、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、特に前記顕微鏡対物レンズ(105)における補正及び/又は平行化された対物レンズ出口に、光学接続するための物体側のズーム入口(106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1)と、前記画像記録装置(104)における画像記録入口に光学接続するための像側のズーム出口(106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2)を含み、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、望遠レンズの原理に従って構成された望遠アセンブリ(109; 209; 309; 409; 509; 609; 709)を含み、該望遠アセンブリ(109; 209; 309; 409; 509; 609; 709)は、負の屈折力を有する第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)と、結像スケールを設定するために前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)に割り当てられ、かつ正の屈折力を有する第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)を含み、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)は、前記ズーム出口(106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2)に配置され、更に、
前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)の物体側に配置されている光学ズーム装置において、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、前記ズーム入口(106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1)に配置され、かつ正の屈折力を有する第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)を含み、該第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)が、前記ズーム装置内において、中間実像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)を生成するよう構成されていることを特徴とする光学ズーム装置。 - 請求項1に記載の光学ズーム装置であって、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って変位可能に配置され、
この場合、前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、特に互いに対して変位可能に配置され、
及び/又は、
前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)は、特に光軸上で変位可能に配置されている光学ズーム装置。 - 請求項1又は2に記載の光学ズーム装置であって、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)領域に配置され、
及び/又は、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)及び前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)間において、特にほぼ一定の間隔比で配置されている光学ズーム装置。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)は、前記画像記録装置(104)に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って配置されるよう構成され、特に変位可能に構成され、
及び/又は、
前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)は、前記顕微鏡対物レンズ(105)に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って配置されるよう構成され、特に変位可能に配置されるよう構成されている光学ズーム装置。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、特に正の屈折力を有する第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)を含み、該第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)は、前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)及び前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)間に配置され、
前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、特に、前記顕微鏡対物レンズ(105)に対してほぼ一定の間隔で、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って配置されるよう構成され、
及び/又は、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って、特に前記第4光学素子群に対して変位可能に配置され、
及び/又は、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、特に、前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)及び前記第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)間に配置され、
及び/又は、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、特に前記第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)領域に配置されている光学ズーム装置。 - 請求項5に記載の光学ズーム装置であって、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、顕著で特に高次の軸上色収差を有し、更に、
第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)は、前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)に関して、少なくとも部分的な補正、特に実質的に完全な補正をするよう構成されている光学ズーム装置。 - 請求項1〜6の何れか一項に記載の光学ズーム装置であって、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)における光学素子のペッツバール和は、少なくともほぼゼロに近く、好適にはゼロに等しく、
及び/又は、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)における光学素子は、少なくとも一部が、好適には全部が、屈折性を有する光学素子として構成され、
及び/又は、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)における光学素子は、少なくとも一部が、好適には大部分が、より好適には全部が、石英ガラス(SiO2)で製造され、及び/又は、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、少なくとも一部が、好適には大部分が、より好適には全部が、蛍石(CaF2)で構成され、
及び/又は、
結像スケールを設定するときに実現可能な広がりが、3x〜10x、好適には5x〜9x、より好適には6x〜8xとされ、
及び/又は、
結像スケールを設定するときに実現可能な焦点距離範囲が、1m〜30m、好適には2m〜25m、より好適には2.5m〜20mとされ、
及び/又は、
前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、該光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って、特に一定の、1m〜3mの長さ、好適には1.5m〜2.5mの長さ、より好適には1.8m〜2.0mの長さを有している光学ズーム装置。 - 顕微鏡検査用の光学結像装置であって、
顕微鏡対物レンズ(105)及び請求項1〜7の何れか一項に係る光学ズーム装置(106; 206; 306; 406; 506; 606; 706)を含む結像ユニット(102; 202; 302; 402; 502; 602; 702)と、画像記録装置(104)を備え、
前記結像ユニット(102; 202; 302; 402; 502; 602; 702)は、物体を前記画像記録装置(104)の結像平面(107)上に結像させるよう構成されている光学結像装置。 - 請求項8に記載の光学結像装置であって、
前記顕微鏡対物レンズ(105)は、反射屈折性を有するレンズとして構成され、
及び/又は、
前記顕微鏡対物レンズ(105)は、物体側において、0.8よりも大きく、好適には0.85よりも大きく、より好適には約0.9の開口数を有し、
及び/又は、
前記顕微鏡対物レンズ(105)は、物体側において、0.2mmよりも大きく、好適には0.5mmよりも大きく、より好適には0.7mm〜1.0mmの視野半径を有し、
及び/又は、
前記顕微鏡対物レンズ(105)は、物体側において、0.3よりも大きく、好適には0.4よりも大きく、より好適には0.7〜1.0のエタンデュを有し、
及び/又は、
前記顕微鏡対物レンズ(105)は、特にほぼ固定的な他の中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)を有し、
及び/又は、
前記顕微鏡対物レンズ(105)は、該顕微鏡対物レンズ(105)の出口において、前記光学ズーム装置(106; 206; 306; 406; 506; 606; 706)への、ほぼ平行化された光学接続を有し、
及び/又は、
前記顕微鏡対物レンズ(105)は、該顕微鏡対物レンズ(105)の出口において、前記光学ズーム装置(106; 206; 306; 406; 506; 606; 706)への、収差が少なくともほぼ補正された光学接続を有しているか、又は前記顕微鏡対物レンズ(105)は、該顕微鏡対物レンズ(105)の出口において、前記光学ズーム装置(106; 206; 306; 406; 506; 606; 706)への、収差が補正されていない光学接続を有している光学結像装置。 - 請求項8又は9に記載の光学結像装置であって、
第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)は、前記画像記録装置(104)の物体側において最後の光学素子群であり、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)は、特に、前記画像記録装置(104)における前記結像平面(107.1)の物体側において最後の光学素子群であり、
及び/又は、
前記画像記録装置(104)における画像検出器の表面は、特に、前記画像記録装置(104)における前記結像平面(107.1)領域に配置されている光学結像装置。 - 請求項8〜10の何れか一項に記載の光学結像装置であって、
前記結像ユニット(102; 202; 302; 402; 502; 602; 702)は、収差に関して、少なくとも40nm、好適には少なくとも60nm、より好適には70nm〜100nmの帯域幅に亘って補正され、
及び/又は、
前記結像ユニット(102; 202; 302; 402; 502; 602; 702)は、収差に関して、180nm〜400nm、好適には185nm〜370nm、より好適には190nm〜260nmの動作波長範囲で補正され、
及び/又は、
前記結像ユニット(102; 202; 302; 402; 502; 602; 702)は、40x〜1000x、好適には80x〜900x、より好適には100x〜800xの結像スケールを有している光学結像装置。 - 顕微鏡対物レンズ(105)を使用して物体を画像記録装置(104)の結像平面(107.1)上に結像させる、結像工程における結像スケールを設定するための光学ズーム方法であって、
物体側のズーム入口(106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1)と、像側のズーム出口(106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2)を含む光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、前記ズーム入口(106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1)においては、前記顕微鏡対物レンズ(105)における平行化された対物レンズ出口に光学接続し、前記ズーム出口(106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2)においては、前記画像記録装置(104)における画像記録入口に光学接続し、
望遠レンズの原理に従って構成され、かつ前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)が含む望遠アセンブリ(109; 209; 309; 409; 509; 609; 709)は、結像スケールを設定するために使用し、この場合に前記望遠アセンブリ(109; 209; 309; 409; 509; 609; 709)は、負の屈折力を有する第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)と、正の屈折力を有する第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)を含み、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)は、前記像側のズーム出口(106.2; 206.2; 306.2; 406.2; 506.2; 606.2; 706.2)に配置され、更に、
前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)の物体側に配置する光学ズーム方法において、
中間実像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、正の屈折力を有する第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)により、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)領域で生成し、前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)は、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の一部であると共に、前記ズーム入り口(106.1; 206.1; 306.1; 406.1; 506.1; 606.1; 706.1)に配置することを特徴とする光学ズーム方法。 - 請求項12に記載の光学ズーム方法であって、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って変位させ、
及び/又は、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、特に互いに対して変位可能に配置し、
前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)は、光軸上で変位可能に配置し、
及び/又は、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)領域に配置し、
及び/又は、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)及び前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)間において、特にほぼ一定の間隔比で配置し、
及び/又は、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)は、前記画像記録装置(104)に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って配置し、特に変位させ、
及び/又は、
前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)は、前記顕微鏡対物レンズ(105)に対してほぼ一定の距離で、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って配置し、特に変位可能に配置する光学ズーム方法。 - 請求項12又は13に記載の光学ズーム方法であって、
前記光学素子アセンブリ(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)が含む第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)、特に正の屈折力を有する前記第4光学素子群(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)は、前記第3光学素子群及び前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)間に配置し、
前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、特に、前記顕微鏡対物レンズ(105)に対してほぼ一定の間隔で、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って配置されるよう構成し、
及び/又は、
前記第1光学素子群(108.1; 208.1; 308.1; 408.1; 508.1; 608.1; 708.1)及び/又は前記第2光学素子群(108.2; 208.2; 308.2; 408.2; 508.2; 608.2; 708.2)は、結像スケールを設定するために、前記光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)の光軸に沿って、特に前記第4光学素子群に対して変位させ、
及び/又は、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、特に、前記第3光学素子群(108.3; 208.3; 308.3; 408.3; 508.3; 608.3; 708.3)及び前記第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)間に配置し、
及び/又は、
前記中間像(111; 211; 311; 411; 511; 611; 711)は、特に、前記第4光学素子群(108.4; 208.4; 308.4; 408.4; 508.4; 608.4; 708.4)領域に配置する光学ズーム方法。 - 顕微鏡検査用の結像方法であって、
顕微鏡対物レンズ(105)及び該顕微鏡対物レンズ(105)に割り当てられた光学素子アセンブリ(108; 208; 308; 408; 508; 608; 708)により、画像記録装置(104)の結像平面(107.1)上に物体の像を生成し、
請求項12〜14の何れか一項に係る光学ズーム方法を利用して、像の結像スケールを設定する結像方法。
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