WO2006122959A1 - Mikroskopobjektiv, mikroskop und verfahren zum detektieren eines objekts mit einem mikroskop - Google Patents

Mikroskopobjektiv, mikroskop und verfahren zum detektieren eines objekts mit einem mikroskop Download PDF

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WO2006122959A1
WO2006122959A1 PCT/EP2006/062398 EP2006062398W WO2006122959A1 WO 2006122959 A1 WO2006122959 A1 WO 2006122959A1 EP 2006062398 W EP2006062398 W EP 2006062398W WO 2006122959 A1 WO2006122959 A1 WO 2006122959A1
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WO
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microscope
objective
sleeve
microscope objective
optical axis
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/062398
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Boldt
Ingo Paulus
Wolfgang Sulik
Original Assignee
Leica Microsystems Cms Gmbh
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Publication date
Application filed by Leica Microsystems Cms Gmbh filed Critical Leica Microsystems Cms Gmbh
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives

Definitions

  • the present invention relates to a microscope objective with a lens sleeve, a plurality of lenses and a mounting interface.
  • the lenses are housed in the lens barrel.
  • the lenses accommodated in the objective sleeve have an optical axis.
  • the microscope objective can be attached to a microscope using the attachment interface.
  • the present invention relates to a microscope and method for detecting an object with a microscope.
  • Microscope lenses of the type mentioned are known from the prior art.
  • the individual lenses held in frame rings are inserted into the objective sleeve and thereby missed, whereby they can be centered on one another and brought to a predefinable or desired distance.
  • miss is to be understood in particular that the outer
  • Cylinder surface of a socket ring and the inner cylindrical surface of the lens sleeve is machined to ensure a long-term optical stability of the entire lens.
  • the precise machining can take place here in an accuracy range, which is in the order of about 3 to 5 microns.
  • lens defects are corrected by suitable setting technique, so that the overall system has the lowest possible aberrations.
  • correction elements for example in the form of a sliding member, are provided for correcting the objective.
  • the remaining errors include, in particular, spherical aberration, astigmatism and coma.
  • a measure with which the residual errors of a microscope objective can be quantified is the so-called Strehl value.
  • a microscope objective with a Strehl value of 1 would be error-free, the maximum achievable Strehlwert is 1. Therefore, the assembly of a multi-lens high-quality microscope objective is very time-consuming and associated with high production costs. As a result, only small quantities per unit time can be produced.
  • the installation requires a particular degree of skill, patience and experience of those who mount the microscope objective.
  • the present invention is therefore based on the object
  • the microscope objective of the type mentioned invention solves the above problem by the features of claim 1. Thereafter Such a microscope objective is characterized by a rotating means with which the objective sleeve can be rotated relative to the attachment interface in order to be able to rotate the lenses received by the objective sleeve around the optical axis in a state of the microscope objective mounted on the microscope.
  • the remaining total error of the optical image of a microscope can be reduced and ideally minimized, in particular, by the microscope objective being arranged to be rotatable relative to the microscope.
  • the microscope objective is rotated or adjusted so that the residual error of the microscope objective largely compensated with the residual errors of the other optical components of the microscope.
  • Other optical components of the microscope are, for example, a collimator optics, a condenser, a tube optics, an intermediate optics and / or an after-magnification optics.
  • the microscope objective is in a one-degree-of-freedom state mounted on the microscope provided, a reduction of the total aberration of the microscope can be achieved.
  • the axis of rotation may in this case be the optical axis of one or more lenses of the microscope objective. However, it could also be the longitudinal axis of the objective sleeve, around which the microscope objective could be rotated relative to the mounting interface. Ideally, these optical axes are arranged coaxially with each other and coincide with the optical axis of the microscope objective or with the longitudinal axis of the objective sleeve.
  • the lens sleeve in the sense of a rotary body can be rotated relative to the mounting interface.
  • the attachment interface is rotatably mounted on the microscope.
  • the microscope objective can be designed to be comparable to a super-resolution microscope objective, as is known from German patent application DE 10 2004 048 062, for example.
  • the attachment interface has, for example, a thread or a bayonet closure comparable interface with which the microscope objective can be attached to a microscope.
  • the attachment interface generally has threads that are compatible with the dedicated microscope. It should not go unmentioned that a trained in the form of a threaded mounting interface should not serve to rotate the microscope objective in accordance with the invention about its optical axis, since the purpose of the thread is the cultivation of the microscope objective and it is usually screwed in until it comes to a stop surface to the plant and is thereby fixed. Only then is the microscope objective attached as intended to the microscope.
  • a lens is captured in a socket ring.
  • the mounting ring is received in the lens sleeve, in particular fit.
  • the lens is cemented into the socket ring or held by a flanged ridge on the mounting ring itself (so-called ridge version).
  • the socket could be designed in such a way as disclosed in German Patent Application DE 10 2004 048 064, which has not yet been published. Accordingly, a lens is fixed in its socket by means of an elastic ring in such a way that a mechanical tensioning of the lens due to the lens frame is largely avoided.
  • the rotating means could comprise a ball bearing, a grease bearing and / or a sliding bearing.
  • the type of bearing is selected such that optimum precision can be achieved with a rotation of the microscope objective or the objective sleeve relative to the microscope or to the attachment interface.
  • the selected bearing on a negligible Bares game, so that an adjustment or alignment of the microscope objective according to the invention can be performed reproducibly.
  • the rotation means on a coupling ring which extends in the direction of the optical axis at least partially over the objective sleeve of the microscope objective.
  • a part of the coupling ring has an inner radius and a part of the objective sleeve has an outer radius such that in the assembled state the
  • Lens sleeve extends at least partially into the coupling ring. It would also be the reverse - but less preferred - case conceivable, namely that a part of the lens sleeve extends into a part of the mounting interface.
  • the coupling ring preferably has the attachment interface.
  • the coupling ring is rotatably connected to the microscope.
  • the coupling ring could have on its side facing the lens barrel a - e.g. inwardly directed - have projection.
  • the lens barrel could have on its side facing the coupling ring a - e.g. outward - have further projection.
  • the further projection could be designed in the form of an annular component with an internal thread, which can be screwed to the objective sleeve at a location where an external thread is provided for this purpose.
  • the two projections In the assembled state of the objective sleeve and coupling ring, the two projections could come into contact with one another via a bearing, which preferably acts in the direction of the optical axis or in the direction of the common contact surface.
  • a bearing is preferably a ball bearing.
  • At least one region could be provided which is designed in the sense of a sliding or fat bearing. With this area, the two relatively rotatable components - lens sleeve and coupling ring - guided in a rotation such that a precise and reproducible rotation is possible.
  • the rotating means is designed such that upon rotation of the objective sleeve, a focus adjustment of
  • Microscope objective or the microscope remains essentially unchanged.
  • a rotation of the microscope objective could also take place during the operation of the microscope, for example between individual object detections, and a defocusing of the object is thereby at least largely avoided.
  • the angular range around which the objective sleeve is rotatable relative to the mounting interface could extend from 0 degrees to at least 90 degrees.
  • Such an angle limitation with respect to the rotation of the objective sleeve relative to the microscope could be defined constructively with the aid of at least one stop provided on the objective sleeve, against which a pin arranged on the coupling ring comes to a stop in the sense of a rotation limitation.
  • at least one full revolution of the objective sleeve relative to the microscope is preferred or provided to the attachment interface, so that a corresponding angular range extends at least from 0 degrees to 360 degrees.
  • the rotating means is designed such that the objective sleeve can be tilted relative to the microscope.
  • the objective sleeve is relative to the microscope or to the optical axis of
  • Microscope beam path tiltable by at least two tilt axes of different spatial orientation are available with which the total error of the optical imaging system of the microscope with the microscope objective according to the invention can be further reduced.
  • the rotating means could also be designed such that the objective sleeve is translatable relative to the microscope in a direction transverse to the optical axis. This also provides a further degree of freedom with which the total error of the optical imaging system of the microscope with the microscope objective according to the invention can advantageously be reduced or minimized.
  • a microscope for imaging an object has an attachment interface, wherein a microscope objective can be attached to the attachment interface.
  • the microscope has an optical beam path with an optical axis.
  • the microscope comprises a rotating means with which the microscope objective mounted on the microscope can be rotated about its optical axis, in order to obtain the lenses received by the microscope objective or the lenses taken from the objective sleeve in a microscope-mounted state
  • Microscope lens to rotate around the optical axis.
  • a conventional microscope objective can also be rotated relative to the beam path of the microscope according to the invention in a state mounted on the microscope, so that then in a particularly advantageous manner the total error of the optical system consisting of
  • Microscope lens and microscope can be reduced or minimized.
  • a microscope according to the invention could be designed, for example, in the form of a coordinate measuring device, such as is known from DE 198 19 492, an inspection microscope for the inspection of substrates for the semiconductor industry, a high-resolution microscope, a confocal scanning microscope or a double-confocal scanning microscope. Since microscopes of this type usually high or highest demands are placed on the quality of the imaging properties and / or the resolution to be achieved, a microscope in which the microscope objective is arranged adjustable in accordance with the invention, rather meet these high requirements, as in whole Particularly advantageously, the total error of the optical imaging of the microscope can be minimized in a simple manner.
  • the rotating means arranged on the microscope could comprise a ball bearing, a grease bearing and / or a slide bearing, in a comparable manner, as has already been described between objective sleeve and mounting interface of the microscope objective.
  • the rotating means is designed such that at least a part of the mounting interface for the microscope objective is rotatable relative to the remaining optical beam path of the microscope.
  • this mounting interface is meant an interface of the microscope, with which a microscope objective can be grown on the microscope according to the invention.
  • the present invention relates to a method of detecting an object with a microscope.
  • the microscope has a microscope objective according to one of claims 1 to 9 or the microscope is designed according to one of claims 10 to 12.
  • the microscope has a detection device with which one-, two- and / or three-dimensional image data of the object are detected and stored.
  • the method according to the invention is characterized in that an object or a part of an object is detected at least twice by the detection device, that the detected image data are stored, that between two object detections the lenses taken by the microscope objective are rotated about the optical axis, and that with reference to FIG detected image data of the at least two object detections further object information can be obtained.
  • a one-dimensional detection of image data could for example be done with a CCD line detector and is particularly useful for applications in which light intensity profiles are to be analyzed across line structures of substrates or wafers of the semiconductor industry.
  • Two-dimensional detection of image data could be performed with a CCD camera.
  • a three-dimensional detection could, for example, be carried out with a confocal detection unit of a confocal or double confocal scanning microscope.
  • a memory unit is provided, which could for example be associated with a control computer of the microscope.
  • the detected and stored image data can be compared with each other, for example with the aid of digital image processing methods, so that on the one hand it can be determined whether and to what extent a change in the optical imaging property of the microscope has occurred. If a change in the optical Image characteristic of the microscope is detected, it may be determined if this is the case the microscope objective as a possible cause in question and the microscope objective can be rotated according to the invention. Then, the same object could be detected again, and the image data of this detection can be compared with the previously detected image data, for example, whether the change in the optical imaging characteristic of the microscope due to the new rotational position of the microscope objective has been compensated.
  • reconstruction methods of digital image processing are used to improve the quality of the detected image data. This could be done in particular taking into account the experimental or computationally determined transfer function of the optical components. In particular, the transfer function of the microscope objective can be taken into account here.
  • FIG. 1 A schematic representation of an embodiment of the invention, in which the left part of the outer view of a microscope objective and the right part shows a sectional view of the microscope objective.
  • the microscope objective 1 shown in the figure is intended for use in an inspection microscope not shown in the figure.
  • the microscope objective 1 comprises two partial sleeves, namely a first partial sleeve 2 and a second sub-sleeve 3.
  • the two sub-sleeves 2, 3 act in the assembled state as a lens sleeve.
  • Each of the two sub-sleeves 2, 3 receives a plurality of mounting rings 4, 5.
  • the first partial sleeve 2 accommodates four mounting rings 4, the partial sleeve 3 accommodates twelve mounting rings 5 and a pre-screw ring 6.
  • Each of the four frame rings 4 taken lenses are denoted by the reference numeral 7, each of the twelve frame rings 5 taken lenses are denoted by reference numeral 8.
  • the sub-sleeve 2 is located in the radial direction from the inside in a region 9 on the sub-sleeve 3.
  • the partial sleeve 2 is fixed to the partial sleeve 3 with the coupling ring 10, wherein the coupling ring 10 has an internal thread in an upper region, which engages in the external thread 11 of the partial sleeve 3.
  • the coupling ring 10 can be secured against rotation to the sub-sleeve 3 by means of a locking varnish, which can be introduced into the bore 12.
  • the reference numeral 13 indicates the outer peripheral ray of the light passing through the microscope objective 1.
  • the microscope objective 1 has an attachment interface 14 provided in an upper region, with which the microscope objective 1 can be attached to a microscope, not shown in the figure.
  • the attachment interface 14 has an external thread and can be screwed into a complementarily formed thread on the microscope, namely until the abutment surface 15 of the microscope objective 1 comes into contact with a corresponding abutment surface on the microscope.
  • the microscope objective 1 has a rotating means 16 with which the partial sleeve 3, together with the partial sleeve 2, can be rotated relative to the mounting interface 14.
  • the sub-sleeves 2, 3 are referred to below as the objective sleeve by the reference numeral 17.
  • the lenses 7, 8 accommodated in front of the objective sleeve 17 can be rotated around the optical axis 18 in a state of the microscope objective 1 mounted on the microscope.
  • the rotating means 16 has a coupling ring 19. At the coupling ring 19, the mounting interface 14 of the microscope objective 1 is attached.
  • the coupling ring 19 in a microscope-mounted state of the microscope objective 1 rotatably connected to the microscope, if the thread or the mounting interface 14 is screwed to the stop surface 15 on the space provided stop on the microscope stand.
  • the coupling ring 19 has an inner radius which is greater than or approximately the same over its entire range as the outer radius of the objective sleeve 17 or the upper region of the partial sleeve 3. In particular in the region 20, the coupling ring 19 has an inner radius which is approximately equal
  • the area 20 serves as a sliding bearing or as a grease bearing between the coupling ring 19 and the partial sleeve 3 and the objective sleeve 17.
  • a lower portion 21 of the coupling ring 19 comes this in the direction of the optical axis 18 on a corresponding surface of the partial sleeve 3 to the plant. Both the lower region 21 and the corresponding surface of the partial sleeve 3 are aligned perpendicular to the optical axis 18 of the microscope objective 1 in this embodiment. In the state shown in the figure, the sub-sleeves 2, 3 are adjusted in the direction of the optical axis 18 relative to the coupling ring 19.
  • the coupling ring 19 has a ring-shaped and inwardly directed projection 22.
  • the projection 22 has an upper, aligned perpendicular to the optical axis 18 of the microscope objective 1 annular surface 23.
  • the rotating means 16 has a ball bearing, the balls 24 can roll on the surface 23.
  • a screw-in ring 25 is provided in an upper region of the microscope objective 1 which has an internal thread with which the screw-in ring 25 can be screwed onto the external thread 26 provided in the upper region of the partial sleeve 3.
  • the screw-in 25 has in its lower, the balls 24 facing region a V-shaped groove or groove 27, in which the balls 24 of the ball bearing of the rotating means 16 can roll.
  • the coupling ring 19 is inserted from above the area 20 on the sub-sleeve 3 until the lower surface or the lower portion 21 of the coupling ring 19 on the corresponding surface of the Partial sleeve 3 comes to rest. Then, the ball bearing or the balls 24 is introduced from above between the region of the sub-sleeve 3, where the external thread 26 is provided, and the upper part of the coupling ring 19.
  • the screw-25 is screwed to the external thread 26 of the sub-sleeve 3, and indeed so far until the lower surface or the portion 21 of the coupling ring 19 come to rest on the corresponding surface of the sub-sleeve 3 such that a rotation of the lens sleeve 17 relative to the coupling ring 19 is still possible, but tilting of the sub-sleeve 3 is prevented relative to the coupling ring 19.
  • the screw-25 is rotatably fixed in the mounted state of the microscope objective 1 to the sub-sleeve 3.
  • the coupling ring 19 is fixed in rotation with the mounting interface 14 to the microscope. Accordingly, the microscope objective 1 is supported in a state mounted on the microscope by the projection 22 of the coupling ring 19 in conjunction with the screw-25.
  • the balls 24 of the ball bearing are provided, which ultimately allow a precise rotational movement between the coupling ring 19 and part sleeve 3.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskopobjektiv (1) mit einer Objektivhülse (17, 2, 3), mehreren Linsen (7, 8) und einer Anbauschnittstelle (14). Die Linsen (7, 8) sind in der Objektivhülse (17, 2, 3) aufgenommen. Die in der Objektivhülse (17, 2, 3) aufgenommen Linsen (7, 8) weisen eine optische Achse auf. Das Mikroskopobjektiv (1) ist mit der Anbauschnittstelle (14) an einem Mikroskop anbaubar. Mit dem Mikroskopobjektiv (1) soll es möglich sein, den Gesamtfehler der optischen Abbildung des Mikroskops weiter zu reduzieren und idealerweise zu minimieren. Erfindungsgemäß ist das Mikroskopobjektiv durch ein Drehmittel (16) gekennzeichnet, mit welchem die Objektivhülse (17, 2, 3) relativ zur Anbauschnittstelle (14) verdrehbar ist, um die von der Objektivhülse (17, 2, 3) aufgenommenen Linsen (7, 8) in einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs (1) um die optische Achse (18) drehen zu können. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Mikroskop und Verfahren zum Detektieren eines Objekts mit einem Mikroskop.

Description

" Mikroskopobjektiv, Mikroskop und Verfahren zum Detektieren eines Objekts mit einem Mikroskop "
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskopobjektiv mit einer Objektivhülse, mehreren Linsen und einer Anbauschnittstelle. Die Linsen sind in der Objektivhülse aufgenommen. Die in der Objektivhülse aufgenommen Linsen weisen eine optische Achse auf. Das Mikroskopobjektiv ist mit der Anbauschnittstelle an einem Mikroskop anbaubar. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Mikroskop und Verfahren zum Detektieren eines Objekts mit einem Mikroskop.
Mikroskopobjektive der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Fertigung von Mikroskopobjektiven werden die einzelnen, in Fassungsringen gefassten Linsen in die Objektivhülse eingebracht und hierbei verpasst, wodurch sie zueinander zentriert und auf einen vorgebbaren bzw. gewünschten Abstand gebracht werden können. Unter Verpassen ist insbesondere zu verstehen, dass die äußere
Zylinderfläche eines Fassungsrings und die innere Zylinderfläche der Objektivhülse passgenau bearbeitet wird, um eine optische Langzeitstabilität des gesamten Objektivs zu garantieren. Die passgenaue Bearbeitung kann sich hierbei in einem Genauigkeitsbereich abspielen, welcher in der Größenordnung von ca. 3 bis 5 μm liegt. Dabei werden Linsenfehler durch geeignete Setztechnik auskorrigiert, so dass das Gesamtsystem möglichst geringe Aberrationen aufweist. In der Regel sind Korrekturglieder, beispielsweise in Form eines Schiebeglieds, für das Auskorrigieren des Objektivs vorgesehen.
Es kann jedoch auch vorkommen, dass ein Abbildungsfehler nicht mit Hilfe eines Schiebeglieds korrigiert werden kann. In einem solchen Fall müssen bereits montierte Fassungsringe samt Linsen aus der Objektivhülse entfernt werden. Hierbei kann es erforderlich sein, dass nahezu das gesamte Mikroskopobjektiv wieder zerlegt werden muss. An einer Oberfläche eines geeigneten Fassungsrings kann dann beispielsweise etwas Material entfernt bzw. abgedreht werden, so dass der Abstand der Linse dieses Fassungsrings zu der Linse des benachbarten Fassungsrings verringert wird. Bei Mikroskopobjektiven mit vielen Linsen ist eine Zugänglichkeit aller Linsen bzw. Linsengruppen nicht mehr ohne weiteres gegeben, insbesondere dann, wenn von der Optik-Rechnung enge Toleranzen für die darin enthaltene Optik vorgegeben sind. Insbesondere das Entfernen und Ausrichten bereits verpasster Linsen ist zeitaufwendig und bringt einen großen Ausschuss an optischen Komponenten mit sich.
Somit ist es bei Mikroskopobjektiven mit höchsten Anforderungen extrem schwierig die Restfehler beim Auskorrigieren zu minimieren. Als Restfehler sind insbesondere die spärische Aberration, der Astigmatismus und das Koma zu nennen. Eine Maßgröße, mit der die Restfehler eines Mikroskopobjektivs quantifizierbar sind, ist der so genannte Strehlwert. Ein Mikroskopobjektiv mit einem Strehlwert von 1 wäre fehlerfrei, der maximal erreichbare Strehlwert ist 1. Daher ist die Montage eines mehrere Linsen aufweisenden Mikroskopobjektivs hoher Qualität ganz besonders zeitaufwendig und mit hohen Produktionskosten verbunden. Hierdurch sind nur kleine Stückzahlen pro Zeiteinheit herstellbar. Die Montage erfordert darüber hinaus in ganz besonderem Maße Geschicklichkeit, Geduld und Erfahrung desjenigen, der das Mikroskopobjektiv montiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Mikroskopobjektiv, ein Mikroskop und ein Verfahren zum Detektieren eines Objekts der eingangs genannten Art anzugeben und weiterzubilden, mit welchem der Gesamtfehler der optischen Abbildung des Mikroskops weiter reduziert und idealerweise minimiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Mikroskopobjektiv der eingangs genannten Art löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist ein solches Mikroskopobjektiv durch ein Drehmittel gekennzeichnet, mit welchem die Objektivhülse relativ zur Anbauschnittstelle verdrehbar ist, um die von der Objektivhülse aufgenommenen Linsen in einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs um die optische Achse drehen zu können.
So ist zunächst bei einer CD-Metrologie-Messung, d.h. bei einer Messung der Strukturbreiten bzw. Linienbreiten („Critical Dimension") von Strukturen auf Substraten bemerkt worden, dass bei mehreren Messungen in X- und in Y- Richtung an Linienstrukturen als Objekte die Messwerte unterschiedlich ausfielen. Die Abweichungen waren dabei größer als aufgrund des Gesamt- Messaufbaus erwartet. Speziell ergaben sich vor und nach einer Drehung der Messprobe und damit der jeweiligen Linienstruktur um 90 Grad unterschiedliche Messwerte wobei die gemessenen Profilverläufe von Strukturen bekannter Form asymmetrisch waren. So ergab sich unter Verwendung eines Mikroskopobjektivs eine wesentlich stärkere Asymmetrie der Messwerte als erwartet, obwohl es von einer Interferometerprüfung bei der Herstellung des Mikroskopobjektivs her besser qualifiziert war. Während ein anderes Mikroskopobjektiv im Profil die mit der Drehung der Probe verbundene Symmetrieänderung widerspiegelte, war dieser Einfluss bei dem ersten Mikroskopobjektiv kaum zu sehen. Dem entgegen zeigte die Drehung der Objekte beim ersten Mikroskopobjektiv einen wesentlich stärkeren Effekt.
Erfindungsgemäß ist demgemäß erkannt worden, dass also der verbleibende Gesamtfehler der optischen Abbildung eines Mikroskops insbesondere dadurch reduziert und im Idealfall minimiert werden kann, dass das Mikroskopobjektiv relativ zum Mikroskop drehbar angeordnet ist. Dann ist es nämlich möglich, dass das Mikroskopobjektiv derart gedreht bzw. eingestellt wird, dass der Restfehler des Mikroskopobjektivs sich mit den Restfehlern der anderen optischen Komponenten des Mikroskops weitgehend kompensiert. Andere optische Komponenten des Mikroskops sind beispielsweise eine Kollimatoroptik, ein Kondensor, eine Tubusoptik, eine Zwischenoptik und/oder eine Nachvergrößerungsoptik. Mit anderen Worten: ist das Mikroskopobjektiv in einem am Mikroskop angebauten Zustand mit einem Freiheitsgrad versehen, kann eine Reduzierung des gesamten Abbildungsfehlers des Mikroskops erzielt werden. Die Drehachse kann hierbei die optische Achse einer oder mehrerer Linsen des Mikroskopobjektivs sein. Es könnte jedoch auch die Längsachse der Objektivhülse sei ein, um welche das Mikroskopobjektiv relativ zur Anbauschnittstelle verdreht werden könnte. Im Idealfall sind diese optischen Achsen koaxial zueinander angeordnet und stimmen mit der optischen Achse des Mikroskopobjektivs bzw. mit der Längsachse der Objektivhülse überein. Somit kann mit dem Drehmittel die Objektivhülse im Sinn eines Drehkörpers relativ zur Anbauschnittstelle verdreht werden. Im Betriebszustand ist die Anbauschnittstelle drehfest am Mikroskop angeordnet. Obwohl von einem Mikroskopobjektiv die Rede ist, ist die Lehre der vorliegenden Erfindung sinngemäß auch ganz allgemein auf Objektive abbildender optischer Geräte anwendbar, an die ebenfalls hohe Anforderungen bezüglich der Abbildungsqualität gestellt werden. Solche Geräte können Strukturbreiten-Messsysteme oder Koordinaten-Messsysteme sein.
Das Mikroskopobjektiv kann vom inneren Aufbau her vergleichbar zu einem höchstauflösenden Mikroskopobjektiv ausgebildet sein, wie es beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 048 062 bekannt ist.
Die Anbauschnittstelle weist beispielsweise ein Gewinde oder eine einem Bajonettverschluss vergleichbare Schnittstelle auf, mit welcher das Mikroskopobjektiv an einem Mikroskop anbaubar ist. Die Anbauschnittstelle weist im Allgemeinen ein Gewinde auf, das kompatibel zu dem hierfür vorgesehenen Mikroskop ist. Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass eine in Form eines Gewindes ausgebildete Anbauschnittstelle nicht dazu dienen soll, das Mikroskopobjektiv in erfindungsgemäßer Weise um seine optische Achse zu verdrehen, da der Zweck des Gewindes dem Anbauen des Mikroskopobjektivs dient und es üblicherweise so weit eingeschraubt wird, bis es an einer Anschlagfläche zur Anlage kommt und dadurch fixiert wird. Erst dann ist das Mikroskopobjektiv bestimmungsgemäß an dem Mikroskop angebaut. In diesem Zustand soll kein Verdrehen des Mikroskopobjektivs mit Hilfe des Gewindes der Anbauschnittstelle um die optische Achse während eines Betriebs des Mikroskops erfolgen, da hierdurch in der Regel eine Defokussierung des Mikroskopobjektivs bewirkt wird, da in Anhängigkeit der Ganghöhe des Gewindes der Anbauschnittstelle ein Drehen der Anbauschnittstelle eine Bewegung des Mikroskopobjektivs in Schraubrichtung bzw. entlang der optischen Achse zur Folge hat. Das erfindungsgemäße
Drehen des Mikroskopobjektivs relativ zum Mikroskop bzw. um seine optische Achse erfolgt also nicht durch ein Drehen der Anbauschnittstelle des Mikroskopobjektivs relativ zum Mikroskop.
Im Allgemeinen ist eine Linse in einem Fassungsring gefasst. Der Fassungsring ist in der Objektivhülse aufgenommen, insbesondere passgenau. Üblicherweise wird die Linse in den Fassungsring eingekittet oder durch einen umgebördelten Grat am Fassungsring selbst gehalten (so genannte Grat-Fassung). Die Fassung könnte alternativ insbesondere derart ausgebildet sein, wie sie in der derzeit noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 048 064 offenbart ist. Demgemäß wird eine Linse in ihrer Fassung mit Hilfe eines elastischen Rings derart fixiert, dass eine mechanische Verspannung der Linse aufgrund der Linsenfassung weitgehend vermieden wird. Somit können Abbildungsfehler, die auf mechanische Verspannungen der optischen Bauteile zurückzuführen sind, weitgehend vermieden werden, so dass in Verbindung mit dem durch das Drehmittel des Mikroskopobjektivs zur Verfügung stehenden weiteren Freiheitsgrad in ganz besonders vorteilhafter Weise der Gesamtfehler der Abbildungsoptik des Mikroskops reduziert bzw. minimiert werden kann.
Das Drehmittel könnte ein Kugellager, ein Fettlager und/oder ein Gleitlager aufweisen. Vorzugsweise wird die Art des Lagers derart gewählt, dass hiermit eine optimale Präzision bei einer Drehung des Mikroskopobjektivs bzw. der Objektivhülse relativ zum Mikroskop bzw. zur Anbauschnittstelle erzielbar ist. Idealerweise weist das gewählte Lager ein vernachlässig bares Spiel auf, so dass eine erfindungsgemäße Verstellung bzw. Ausrichtung des Mikroskopobjektivs reproduzierbar durchgeführt werden kann. Ganz besonders bevorzugt weist das Drehmittel einen Überwurfring auf, der sich in Richtung der optischen Achse zumindest teilweise über die Objektivhülse des Mikroskopobjektivs erstreckt. Somit weist ein Teil des Überwurfrings einen Innenradius und ein Teil der Objektivhülse weist einen Außenradius derart auf, dass im zusammengebauten Zustand die
Objektivhülse sich zumindest bereichsweise in den Überwurfring erstreckt. Es wäre auch der umgekehrte - jedoch weniger bevorzugte - Fall denkbar, nämlich dass ein Teil der Objektivhülse sich in einen Teil der Anbauschnittstelle erstreckt. Der Überwurfring weist vorzugsweise die Anbauschnittstelle auf. Somit ist bei dieser Ausführungsform der Überwurfring drehfest mit dem Mikroskop verbunden.
Der Überwurfring könnte an seiner der Objektivhülse zugewandten Seite einen - z.B. nach innen gerichteten - Vorsprung aufweisen. Die Objektivhülse könnte an ihrer dem Überwurfring zugewandten Seite einen - z.B. nach außen gerichteten - weiteren Vorsprung aufweisen. Der weitere Vorsprung könnte in Form eines ringförmigen Bauteils mit einem Innengewinde ausgeführt sein, welches an die Objektivhülse an einer Stelle angeschraubt werden kann, wo hierfür ein Außengewinde vorgesehen ist. Im zusammengesetzten Zustand von Objektivhülse und Überwurfring könnten die beiden Vorsprünge über ein Lager aneinander zur Anlage kommen, welches vorzugsweise in Richtung der optischen Achse oder in Richtung der gemeinsamen Anlagefläche wirkt. Als Lager dient hier für bevorzugt ein Kugellager. Zwischen dem Überwurfring und der Objektivhülse könnte mindestens ein Bereich vorgesehen sein, der im Sinn eines Gleit- oder Fettlagers ausgebildet ist. Mit diesem Bereich werden die beiden relativ zueinander verdrehbaren Bauteile - Objektivhülse und Überwurfring - bei einer Drehung derart geführt, dass eine präzise und reproduzierbare Drehung möglich ist.
Grundsätzlich wird ein erfindungsgemäßes Drehen des Mikroskopobjektivs bzw. der Objektivhülse relativ zum Mikroskop bei der Herstellung bzw.
Produktion des Mikroskops durchgeführt, so dass der optische Gesamtfehler des Mikroskops hierdurch minimiert wird. Nun könnte es auch abhängig von der jeweiligen Anwendung erforderlich sein, ein erfindungsgemäßes Drehen des Mikroskopobjektivs auch während des Betriebs des Mikroskops durchzuführen, da beispielsweise an die jeweilige Anwendung höchste Anforderungen an das Mikroskop gestellt werden. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ist ein Koordinaten-Messgerät, wie es z.B. aus der DE 198 19 492 bekannt ist, und welches üblicherweise in einer Klimakammer betrieben wird. In dieser wird zumindest die Temperatur, in einigen Klimakammern zusätzlich auch die Luftfeuchte konstant gehalten. Der Regelgenauigkeit von Temperatur und Luftfeuchte sind technische Grenzen gesetzt. Auch lässt sich mit vertretbarem Aufwand keine hermetisch dichte Kammer zur
Konstanthaltung des Luftdrucks herstellen, insbesondere weil - beim Beispiel des Koordinaten-Messgeräts - ein einfaches und schnelles Wechseln der Messobjekte erforderlich ist. So verursacht das Betätigen einer Beladeöffnung selbst schnelle Luftdruckschwankungen. Die sich verändernden Umweltbedingungen können bewirken, dass die an der Vorrichtung bzw. an dem Koordinaten-Messgerät angeordnete optische Komponenten ihre Relativpositionen zueinander - wenn auch nur geringstfügig - ändern und sich somit die Abbildungseigenschaften des Koordinaten-Messgeräts verändern. Ganz besonders bevorzugt ist daher das Drehmittel derart ausgebildet, dass bei einem Drehen der Objektivhülse eine Fokuseinstellung des
Mikroskopobjektivs bzw. des Mikroskops im Wesentlichen unverändert bleibt. Somit könnte ein Drehen des Mikroskopobjektivs auch während des Betriebs des Mikroskops erfolgen, beispielsweise zwischen einzelnen Objektdetektionen, und eine Defokussierung des Objekts wird hierdurch zumindest weitgehend vermieden.
Der Winkelbereich, um welchen die Objektivhülse gegenüber der Anbauschnittstelle verdrehbar ist, könnte sich von 0 Grad bis mindestens 90 Grad erstrecken. Eine solche Winkelbegrenzung bezüglich der Drehung der Objektivhülse gegenüber dem Mikroskop könnte in konstruktiver Hinsicht mit Hilfe mindestens eines an der Objektivhülse vorgesehenen Anschlags definiert werden, an welchen ein am Überwurfring angeordneter Zapfen im Sinn einer Drehbegrenzung zum Anschlag kommt. Bevorzugt ist jedoch mindestens eine volle Umdrehung der Objektivhülse relativ zum Mikroskop bzw. zur Anbauschnittstelle vorgesehen, so dass ein entsprechender Winkelbereich sich mindestens von 0 Grad bis 360 Grad erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Drehmittel derart ausgebildet, dass die Objektivhülse relativ zum Mikroskop verkippbar ist. Bevorzugt ist die Objektivhülse relativ zum Mikroskop oder zur optischen Achse des
Mikroskopstrahlengangs um mindestens zwei Kippachsen unterschiedlicher räumlicher Orientierung verkippbar. Somit stehen weitere Freiheitsgrade zur Verfügung, mit welchen der Gesamtfehler des optischen Abbildungssystems des Mikroskops mit dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv weiter reduziert werde kann.
Weiterhin könnte das Drehmittel auch derart ausgebildet sein, dass die Objektivhülse relativ zum Mikroskop in einer Richtung quer zur optischen Achse translatierbar ist. Auch hierdurch steht ein weiterer Freiheitsgrad zur Verfügung, mit welchem der Gesamtfehler des optischen Abbildungssystems des Mikroskops mit dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv in vorteilhafter Weise reduziert oder minimiert werden kann.
Hinsichtlich eines Mikroskops wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Demnach weist ein Mikroskop zum Abbilden eines Objekts eine Anbauschnittstelle auf, wobei an die Anbauschnittstelle ein Mikroskopobjektiv anbaubar ist. Das Mikroskop weist einen optischen Strahlengang mit einer optischen Achse auf. Erfindungsgemäß umfasst das Mikroskop ein Drehmittel, mit welchem das am Mikroskop angebaute Mikroskopobjektiv um seine optischen Achse verdrehbar ist, um die vom Mikroskopobjektiv bzw. die von der Objektivhülse aufgenommenen Linsen in einem am Mikroskop angebauten Zustand des
Mikroskopobjektivs um die optische Achse drehen zu können. Hierdurch kann ein herkömmliches Mikroskopobjektiv relativ zum Strahlengang des erfindungsgemäßen Mikroskops in einem am Mikroskop angebauten Zustand ebenfalls verdreht werden, so dass auch dann in besonders vorteilhafter Weise der Gesamtfehler des optischen Systems bestehend aus
Mikroskopobjektiv und Mikroskop reduziert bzw. minimiert werden kann. Ein erfindungsgemäßes Mikroskop könnte beispielsweise in Form eines Koordinaten-Messgeräts, wie es z.B. aus der DE 198 19 492 bekannt ist, eines Inspektionsmikroskops zur Inspektion von Substraten für die Halbleiterindustrie, eines hochauflösenden Mikroskops, eines konfokalen Rastermikroskops oder eines doppelkonfokalen Rastermikroskops ausgebildet sein. Da an Mikroskope dieser Art üblicherweise hohe oder höchste Anforderungen an die Qualität der Abbildungseigenschaften und/oder an die zu erzielende Auflösung gestellt werden, wird ein Mikroskop, bei welchem das Mikroskopobjektiv in erfindungsgemäßer Weise verstellbar angeordnet ist, eher diesen hohen Anforderungen gerecht, da in ganz besonders vorteilhafter Weise der Gesamtfehler der optischen Abbildung des Mikroskops auf einfache Weise minimierbar ist.
Auch das am Mikroskop angeordnete Drehmittel könnte ein Kugellager, ein Fettlager und/oder ein Gleitlager aufweisen, und zwar in vergleichbarer Weise, wie dies schon zwischen Objektivhülse und Anbauschnittstelle des Mikroskopobjektivs beschrieben wurde.
Besonders bevorzugt ist das Drehmittel derart ausgebildet, dass damit zumindest ein Teil der Anbauschnittstelle für das Mikroskopobjektiv relativ zum restlichen optischen Strahlengang des Mikroskops verdrehbar ist. Mit dieser Anbauschnittstelle ist eine Schnittstelle des Mikroskops gemeint, mit welcher ein Mikroskopobjektiv an dem erfindungsgemäßen Mikroskop angebaut werden kann. Somit ist zwischen Mikroskop bzw. Mikroskopstativ und der Anbauschnittstelle für das Mikroskopobjektiv eine Drehbewegung in vergleichbarer weise möglich, wie bei dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv eine Drehbewegung zwischen Anbauschnittstelle und Objektivhülse möglich ist.
In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Detektieren eines Objekts mit einem Mikroskop. Das Mikroskop weist ein Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auf oder das Mikroskop ist nach einem der Ansprüche 10 bis 12 ausgebildet. Das Mikroskop weist eine Detektionseinrichtung auf, mit welcher ein-, zwei- und/oder dreidimensionale Bilddaten des Objekts detektiert und abgespeichert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt oder ein Teil eines Objekts mindestens zweimal mit der Detektionseinrichtung detektiert wird, dass die detektierten Bilddaten abgespeichert werden, dass zwischen zwei Objektdetektionen die vom Mikroskopobjektiv aufgenommenen Linsen um die optische Achse gedreht werden, und dass anhand der detektierten Bilddaten der mindestens zwei Objektdetektionen weitergehende Objektinformationen gewonnen werden können.
Eine eindimensionale Detektion von Bilddaten könnte beispielsweise mit einem CCD-Zeilendetektor erfolgen und ist insbesondere für Anwendungen sinnvoll, bei denen Lichtintensitätsprofile quer zu Linienstrukturen von Substraten oder Wafern der Halbleiterindustrie zu analysieren sind. Eine zweidimensionale Detektion von Bilddaten könnte mit einer CCD-Kamera durchgeführt werden. Eine dreidimensionale Detektion könnte beispielsweise mit einer konfokalen Detektionseinheit eines konfokalen oder doppel konfokalen Rastermikroskops durchgeführt werden. Zum Abspeichern der detektierten Bilddaten ist eine Speichereinheit vorgesehen, die beispielsweise einem Steuerrechner des Mikroskops zugeordnet sein könnte.
Insbesondere wenn bei höchstauflösenden Anwendungen sich die Relativpositionen der an dem Mikroskop angeordneten optischen Komponenten während des Betriebs verändern, beispielsweise durch veränderte Umweltbedingungen hervorgerufen, können hierdurch verursachte Veränderungen der Abbildungseigenschaften durch das Verdrehen des Mikroskopobjektivs relativ zum Mikroskop zumindest weitgehend ausgeglichen werden. Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können jedenfalls die detektierten und abgespeicherten Bilddaten z.B. mit Hilfe von digitalen Bildverarbeitungsmethoden miteinander verglichen werden, so dass einerseits feststellbar ist, ob und andererseits zu welchem Ausmaß eine Veränderung der optischen Abbildungseigenschaft des Mikroskops eingetreten ist. Falls eine Veränderung der optischen Abbildungseigenschaft des Mikroskops festgestellt wird, kann gegebenenfalls festgestellt werden, ob hierfür das Mikroskopobjektiv als mögliche Ursache in Frage kommt und das Mikroskopobjektiv kann erfindungsgemäß gedreht werden. Sodann könnte das gleiche Objekt nochmals detektiert werden, und die Bilddaten dieser Detektion können mit den bereits vorher detektierten Bilddaten verglichen werden, ob beispielsweise die Veränderung der optischen Abbildungseigenschaft des Mikroskops aufgrund der neuen Drehposition des Mikroskopobjektivs ausgeglichen wurde.
Es ist auch denkbar, dass zur Verbesserung der Qualität der detektierten Bilddaten Rekonstruktionsverfahren der digitalen Bildverarbeitung angewendet werden. Dies könnte insbesondere unter Berücksichtigung der experimentell oder rechnerisch bestimmten Übertragungsfunktion der optischen Komponenten erfolgen. Insbesondere kann die Übertragungsfunktion des Mikroskopobjektivs hierbei berücksichtigt werden.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den nebengeordneten Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung wird auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige
Fig. eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei welchem der linke Teil die äußere Ansicht eines Mikroskopobjektivs und der rechte Teil eine Schnittansicht des Mikroskopobjektivs zeigt.
Das in der Figur gezeigte Mikroskopobjektiv 1 ist für den Einsatz in einem in der Figur nicht gezeigten Inspektionsmikroskop vorgesehen. Das Mikroskopobjektiv 1 umfasst zwei Teilhülsen, nämlich eine erste Teilhülse 2 und eine zweite Teilhülse 3. Die zwei Teilhülsen 2, 3 wirken im zusammengebauten Zustand als eine Objektivhülse. Jede der zwei Teilhülsen 2, 3 nimmt eine Vielzahl von Fassungsringen 4, 5 auf. Die erste Teilhülse 2 nimmt vier Fassungsringe 4 auf, die Teilhülse 3 nimmt zwölf Fassungsringe 5 und einen Vorschraubring 6 auf. Die jeweils von den vier Fassungsringen 4 gefassten Linsen sind mit dem Bezugszeichen 7, die jeweils von den zwölf Fassungsringen 5 gefassten Linsen sind mit Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Die Teilhülse 2 liegt in radialer Richtung von innen in einem Bereich 9 an der Teilhülse 3 an.
Die Teilhülse 2 wird an der Teilhülse 3 mit dem Überwurfring 10 fixiert, wobei der Überwurfring 10 in einem oberen Bereich ein Innengewinde aufweist, welches in das Außengewinde 11 der Teilhülse 3 in Eingriff kommt. Der Überwurfring 10 kann gegen ein Verdrehen zur Teilhülse 3 mit Hilfe eines Sicherungslacks gesichert werden, welcher in die Bohrung 12 einbringbar ist.
Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet den äußeren Randstrahl des durch das Mikroskopobjektiv 1 durchtretenden Lichts.
Das Mikroskopobjektiv 1 weist eine in einem oberen Bereich vorgesehene Anbauschnittstelle 14 auf, mit welcher das Mikroskopobjektiv 1 an ein in der Figur nicht gezeigtes Mikroskop angebaut werden kann. Die Anbauschnittstelle 14 weist ein Außengewinde auf und ist in ein komplementär ausgebildetes Gewinde am Mikroskop einschraubbar, und zwar so weit, bis die Anschlagfläche 15 des Mikroskopobjektivs 1 an einer entsprechenden Anschlagfläche am Mikroskop zur Anlage kommt.
In erfindungsgemäßer Weise weist das Mikroskopobjektiv 1 ein Drehmittel 16 auf, mit welchem die Teilhülse 3 gemeinsam mit der Teilhülse 2 relativ zur Anbauschnittstelle 14 verdrehbar ist. Der Einfachheit halber werden im Folgenden die Teilhülsen 2, 3 als Objektivhülse mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet. Hierdurch können die vor der Objektivhülse 17 aufgenommenen Linsen 7, 8 in einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs 1 um die optische Achse 18 gedreht werden. Das Drehmittel 16 weist einen Überwurfring 19 auf. An dem Überwurfring 19 ist die Anbauschnittstelle 14 des Mikroskopobjektivs 1 angebracht. Dementsprechend ist der Überwurfring 19 in einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs 1 drehfest mit dem Mikroskop verbunden, falls das Gewinde bzw. die Anbauschnittstelle 14 bis zu der Anschlagfläche 15 am hierfür vorgesehenen Anschlag am Mikroskopstativ eingeschraubt ist. Der Überwurfring 19 weist einen Innenradius auf, der über seinen gesamten Bereich größer oder annähernd gleich ist wie der Außenradius der Objektivhülse 17 bzw. der obere Bereich der Teilhülse 3. Insbesondere in dem Bereich 20 weist der Überwurfring 19 einen Innenradius auf, der annähernd gleich ist wie der Außenradius der Objektivhülse 17 bzw. der obere Bereich der Teilhülse 3. Somit dient der Bereich 20 als Gleitlager bzw. als Fettlager zwischen dem Überwurfring 19 und der Teilhülse 3 bzw. der Objektivhülse 17. In einem unteren Bereich 21 des Überwurfrings 19 kommt dieser in Richtung der optischen Achse 18 an einer entsprechenden Fläche der Teilhülse 3 zur Anlage. Sowohl der unteren Bereich 21 als auch die entsprechende Fläche der Teilhülse 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zur optischen Achse 18 des Mikroskopobjektivs 1 ausgerichtet. In dem in der Figur gezeigten Zustand sind die Teilhülsen 2, 3 in Richtung der optischen Achse 18 relativ zum Überwurfring 19 justiert.
Der Überwurfring 19 weist einen ringförmig ausgebildeten und nach innen gerichteten Vorsprung 22 auf. Der Vorsprung 22 weist eine obere, senkrecht zur optischen Achse 18 des Mikroskopobjektivs 1 ausgerichtete ringförmige Fläche 23 auf. Das Drehmittel 16 weist ein Kugellager auf, dessen Kugeln 24 auf der Fläche 23 abrollen können. Zwischen dem Überwurfring 19 und der Teilhülse 3 ist in einem oberen Bereich des Mikroskopobjektivs 1 ein Einschraubring 25 vorgesehen, der ein Innengewinde aufweist, mit welchem der Einschraubring 25 auf das im oberen Bereich der Teilhülse 3 vorgesehene Außengewinde 26 aufschraubbar ist. Der Einschraubring 25 weist in seinem unteren, den Kugeln 24 zugewandten Bereich eine V-förmig der Rille bzw. Nut 27 auf, in welcher die Kugeln 24 des Kugellagers des Drehmittels 16 abrollen können. Zur Montage des Überwurfrings 19 an der Objektivhülse 17 bzw. an der oberen Teilhülse 3 wird der Überwurfring 19 von oben über den Bereich 20 auf die Teilhülse 3 gesteckt, bis die untere Fläche bzw. der untere Bereich 21 des Überwurfrings 19 an der entsprechenden Fläche der Teilhülse 3 zur Anlage kommt. Sodann wird das Kugellager bzw. die Kugeln 24 von oben zwischen dem Bereich der Teilhülse 3, wo das Außengewinde 26 vorgesehen ist, und dem oberen Teil des Überwurfrings 19 eingebracht. Schließlich wird der Einschraubring 25 an das Außengewinde 26 der Teilhülse 3 eingeschraubt, und zwar so weit, bis die untere Fläche bzw. der Bereich 21 des Überwurfrings 19 an der entsprechenden Fläche der Teilhülse 3 derart zur Anlage kommen, dass ein Verdrehen der Objektivhülse 17 relativ zum Überwurfring 19 noch möglich ist, jedoch ein Verkippen der Teilhülse 3 relativ zum Überwurfring 19 verhindert ist. Somit ist der Einschraubring 25 im montierten Zustand des Mikroskopobjektivs 1 drehfest an der Teilhülse 3 fixiert. Der Überwurfring 19 ist mit der Anbauschnittstelle 14 drehfest an dem Mikroskop befestigt. Dementsprechend wird das Mikroskopobjektiv 1 in einem am Mikroskop angebauten Zustand von dem Vorsprung 22 des Überwurfrings 19 in Verbindung mit dem Einschraubring 25 getragen. Zwischen dem Einschraubring 25 und dem Vorsprung 22 sind die Kugeln 24 des Kugellagers vorgesehen, welche letztendlich eine präzise Drehbewegung zwischen Überwurfring 19 und Teilhülse 3 ermöglichen.
Abschließend sei ganz besonders darauf hingewiesen, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränken.
Bezugszeichen I iste
Mikroskopobjektiv erste Teilhülse zweite Teilhülse Fassungsringe in (2) Fassungsringe in (3) Vorschraubring an (3) jeweils von einem Fassungsring (4) gefasste Linse jeweils von einem Fassungsring (5) gefasste Linse Anlagebereich zwischen (2) und (3) Überwurfring Außengewinde der Teilhülse (3) Bohrung in (10) äußerer Randstrahl des durch (1) durchtretenden Lichts Anbauschnittstelle von (1) Anschlagfläche Drehmittel zum Verdrehen von (17) relativ zu (14) Objektivhülse Optische Achse von (1) bzw. optische Achse von (7, 8) Überwurfring Bereich, in welchem der Innenradius von (19) annähernd gleich ist wie der Außenradius von (17) unterer Bereich von (19), an welchem ein entsprechender Bereich von (3) zur Anlage kommt nach innen gerichteter Vorsprung von (19) Fläche, an der (24) abrollen Kugeln eines Kugellagers von (16) Einschraubring Außengewinde von (3), auf das (25) aufschraubbar ist V-förmige Nut von (25) an welcher (24) abrollen

Claims

Patentansprüche
1. Mikroskopobjektiv mit einer Objektivhülse (17, 2, 3), mehreren Linsen (7, 8) und einer Anbauschnittstelle (14), wobei die Linsen (7, 8) in der Objektivhülse (17, 2, 3) aufgenommen sind, wobei die in der Objektivhülse (17, 2, 3) aufgenommen Linsen (7, 8) eine optische Achse aufweisen und wobei das Mikroskopobjektiv (1) mit der Anbauschnittstelle (14) an einem Mikroskop anbaubar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Drehmittel (16), mit welchem die Objektivhülse (17, 2, 3) relativ zur Anbauschnittstelle (14) verdrehbar ist, um die von der Objektivhülse (17, 2, 3) aufgenommenen
Linsen (7, 8) in einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs (1) um die optische Achse (18) drehen zu können.
2. Mikroskopobjektiv nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anbauschnittstelle (14) ein Gewinde oder eine einem Bajonettverschi uss vergleichbare Schnittstelle aufweist, mit welchem das Mikroskopobjektiv
(1) an einem Mikroskop anbaubar ist.
3. Mikroskopobjektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linse (7; 8) in einem Fassungsring (4; 5) gefasst ist und dass der Fassungsring (4; 5) in der Objektivhülse (2; 3) aufgenommen ist, insbesondere passgenau.
4. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel (16) ein Kugellager, ein Fettlager und/oder ein Gleitlager aufweist.
5. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel (16) einen Überwurfring (19) aufweist, der sich in Richtung der optischen Achse (18) zumindest teilweise über die Objektivhülse (17, 3) erstreckt und welcher vorzugsweise die Anbauschnittstelle (14) aufweist.
6. Mikroskopobjektiv nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwurfring (19) an seiner der Objektivhülse (17, 3) zugewandten Seite einen - z.B. nach innen gerichteten - Vorsprung (22) aufweist, dass die Objektivhülse (17, 3) an ihrer dem Überwurfring (19) zugewandten Seite einen - z.B. nach außen gerichteten - weiteren Vorsprung (25) aufweist und dass im zusammengesetzten Zustand die beiden Vorsprünge (22, 25) über ein Lager - vorzugsweise in Richtung der optischen Achse (18) wirkend - aneinander zur Anlage kommen, und dass zwischen dem Überwurfring (19) und der Objektivhülse (17, 3) vorzugsweise mindestens ein Bereich (20, 21) vorgesehen ist, der im Sinn eines Gleit- oder
Fettlagers ausgebildet ist.
7. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel (16) derart ausgebildet ist, dass bei einem Drehen der Objektivhülse (17, 2, 3) eine Fokuseinstellung des Mikroskopobjektivs (1) im Wesentlichen unverändert bleibt und/oder dass ein Winkelbereich, um welchen die Objektivhülse (17, 2, 3) verdrehbar ist, von 0 Grad bis mindestens 90 Grad, vorzugsweise von 0 bis 360 Grad, vorgesehen ist.
8. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel (16) derart ausgebildet ist, dass die
Objektivhülse (17, 2, 3) relativ zum Mikroskop verkippbar ist, vorzugsweise um mindestens zwei Kippachsen unterschiedlicher räumlicher Orientierung.
9. Mikroskopobjektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel (16) derart ausgebildet ist, dass die Objektivhülse (17, 2, 3) relativ zum Mikroskop in einer Richtung quer zur optischen Achse (18) translatierbar ist.
10. Mikroskop zum Abbilden eines Objekts, mit einer Anbauschnittstelle, an welche ein Mikroskopobjektiv anbaubar ist, wobei das Mikroskop einen optischen Strahlengang mit einer optischen Achse aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Mikroskop ein Drehmittel aufweist, mit welchem das am Mikroskop angebaute Mikroskopobjektiv um seine optischen Achse verdrehbar ist, um die vom Mikroskopobjektiv aufgenommenen Linsen in einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs um die optische Achse drehen zu können.
11. Mikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel ein Kugellager, ein Fettlager und/oder ein Gleitlager aufweist.
12. Mikroskop nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel derart ausgebildet ist, dass damit zumindest ein Teil der
Anbauschnittstelle für das Mikroskopobjektiv relativ zum restlichen optischen Strahlengang des Mikroskops verdrehbar ist.
13. Verfahren zum Detektieren eines Objekts mit einem Mikroskop, wobei das Mikroskop ein Mikroskopobjektiv (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist oder wobei das Mikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 12 ausgebildet ist, wobei das Mikroskop eine Detektionseinrichtung aufweist, mit welcher ein-, zwei- und/oder dreidimensionale Bilddaten des Objekts detektiert und abgespeichert werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Objekt oder ein Teil eines Objekts mindestens zweimal mit der Detektionseinrichtung detektiert wird, dass die detektierten Bilddaten abgespeichert werden, dass zwischen zwei Objektdetektionen die vom Mikroskopobjektiv (1) aufgenommenen Linsen (7, 8) um die optische Achse (18) gedreht werden und dass anhand der detektierten Bilddaten der mindestens zwei Objektdetektionen weitergehende Objektinformationen gewonnen werden können.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Rekonstruktionsverfahren aus der digitalen Bildverarbeitung angewendet werden, insbesondere unter Berücksichtigung der experimentell bestimmten Punktbildfunktion des Mikroskopobjektivs (1).
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