[發(fā)明專利]顯微鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580054410.7
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN106796343B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 馬克·霍內格;哈拉爾德·施尼茨勒;雷托·祖斯特
• 申請（專利權）人: 徠卡顯微系統(tǒng)（瑞士）股份公司
• 主分類號: G02B21/24
• 分類號: G02B21/24;G02B21/36;G02B7/38
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

介紹一種顯微鏡(10)，其具有用于進行聚焦過程的自動聚焦系統(tǒng)(11)，該自動聚焦系統(tǒng)帶有用于攝取第一圖像(16a)的設置在第一輸出光路(12a)中的第一圖像傳感器(14a)和用于攝取第二圖像(16b)的設置在第二輸出光路(12b)中的第二圖像傳感器(14b)。所述自動聚焦系統(tǒng)(11)被構造成在用于攝取由所述第一圖像傳感器(14a)攝取的所述第一圖像(16a)和由所述第二圖像傳感器(14b)攝取的所述第二圖像(16b)的圖像攝取時間內，以焦點移動速度來調節(jié)清晰平面(20)相對于物體平面(22)的相對位置，其中，所述焦點移動速度等于步距與所述圖像攝取時間的比，其中，所述步距大于所述顯微鏡(10)的景深。

技術領域

本發(fā)明涉及一種帶有自動聚焦系統(tǒng)的顯微鏡，該自動聚焦系統(tǒng)帶有用于攝取第一圖像的設置在第一輸出光路中的第一圖像傳感器和用于攝取第二圖像的設置在第二輸出光路中的第二圖像傳感器。

背景技術

就已知的主動的自動聚焦系統(tǒng)而言，把輔助結構或輔助光束投影到待檢查的物體的表面上，并評價反射光束。輔助結構在此通常與觀察件同軸地映射。但為了使得該輔助結構適合于觀察件的大的放大范圍，必須借助附加的光學機構使得投影適配于相應的物鏡場。相反，輔助光束通常近軸地例如借助于三角測量予以投影。為此，大多采用激光光源或發(fā)光二極管(LED)。相應的方法也叫激光自動聚焦法或LED自動聚焦法。但為此也需要繁瑣的準直和成像光學機構。此外，在近軸地成像時，為了探測和評價，大多需要第二光學機構。這兩個光學機構的相互對準影響了聚焦的精確度。為了對于觀察者來說不影響物體的成像，往往采用超出可見光譜的通常處于IR(紅外)頻帶內的波長。然而大多數(shù)顯微鏡被設計應用在可見波長范圍內。在此，例如借助于復消色差物鏡進行色彩矯正。在已知的方法中，對于IR輔助光束，這導致成像的縱向色差，縱向色差又體現(xiàn)在相距由觀察者感覺到的焦點位置的“偏移量”。通過“前移”可以矯正這種偏移量。然而對于模塊化的結構或連續(xù)的變焦系統(tǒng)而言，這種設計變得繁瑣，并且會導致誤操作或功能錯誤。通過與波長有關的進入深度，特別是在半導體情況下，產(chǎn)生與物體有關的偏移量，這種偏移量不能矯正，或者只能分別針對一種物體予以矯正。

所有主動的自動聚焦系統(tǒng)的可靠性都與待檢查的物體的反射特性有關。由此特別是在近軸投影時，在物體成像與投影的輔助光束或投影的輔助結構之間會出現(xiàn)明顯的差異。這在聚焦時導致偏差，在極端情況下導致徹底失靈。

圖5～7示出根據(jù)現(xiàn)有技術的顯微鏡的不同設計。在圖5中示出了無自動聚焦系統(tǒng)的帶數(shù)字圖像攝取的顯微鏡的一種設計。在圖6中示出無自動聚焦系統(tǒng)的帶視覺觀察的顯微鏡的一種設計。在圖7中示出顯微鏡的一種設計，其帶有在圖像側恒定的數(shù)值孔徑，進而具有沿著成像尺寸在軸向方向上恒定的在第一和第二圖像傳感器之間的距離。

發(fā)明內容

基于已知的現(xiàn)有技術，本發(fā)明的目的是，提出一種具有自動聚焦系統(tǒng)的顯微鏡，其能實現(xiàn)聚焦的高精確度、高速度和改善的穩(wěn)健性。

該目的通過一種具有權利要求1的特征的顯微鏡得以實現(xiàn)。有利的改進在從屬權利要求中給出。

通過具有權利要求1的特征的顯微鏡，實現(xiàn)了有利的聚焦，因為自動聚焦系統(tǒng)特別是被構造成在用于由第一圖像傳感器攝取第一圖像和由第二圖像傳感器攝取第二圖像的圖像攝取時間內，以焦點移動速度調節(jié)并進而調節(jié)清晰平面相對于物體平面的相對位置，其中，焦點移動速度等于步距與圖像攝取時間的比，其中，步距大于顯微鏡的景深。由此可以縮短聚焦的需求時間，而不會因為由第一圖像傳感器攝取的第一圖像和由第二圖像傳感器攝取的第二圖像的合成而出現(xiàn)明顯的移動模糊。此外可以相當快速地且精確地進行聚焦。這樣就能實現(xiàn)聚焦的高的精確度、高的速度和改善的穩(wěn)健性。

代替兩個或多個圖像傳感器，也可以只采用一個圖像傳感器。其面積于是被分成至少兩個部分區(qū)域。這個圖像傳感器例如可以與兩個分光器組合地使用。在一種替代的實施方式中，也可以通過透鏡陣列在僅僅一個光路中產(chǎn)生圖像傳感器的兩個部分區(qū)域。