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Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung sowie ein Verfahren zur Korrektur von Zentrierfehlern und/oder Winkelfehlern.
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In abbildenden optischen Systemen wie zum Beispiel optischen Mikroskopen entstehen durch die optischen Elemente wie Linsen, Spiegel usw. Abbildungsfehler. Diese Abbildungsfehler können durch eine geeignete Wahl und Kombination der Einzelelemente kompensiert werden, sodass ein solches optisches System mit mehreren Einzellinsen frei oder annähernd frei von Abbildungsfehlern ist.
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Der erforderliche Aufwand zur Kompensation der Abbildungsfehler, beispielsweise die erforderliche Anzahl von optischen Elementen für eine ausreichende Korrektur oder Kompensation, ist abhängig von der numerischen Apertur (NA) und dem Feldwinkel oder dem Feld. Im Folgenden wird der Begriff der Kompensation von Abbildungsfehlern im Wesentlichen dann verwendet, wenn optische Elemente gezielt ausgewählt und zueinander justiert wurden, um Abbildungsfehler auszugleichen. Die Kompensation kann daher als eher statische Maßnahme zur Reduzierung von Abbildungsfehlern verstanden werden.
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Erfolgt dagegen eine aktive Veränderung beispielsweise der Position und/oder Winkelstellung optischer Elemente in einem Strahlengang, wird im Folgenden im Wesentlichen von einer Korrektur gesprochen.
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Ein optisches System besteht aus mehreren Baugruppen für die Erzeugung einer Abbildung beziehungsweise einer Zwischenabbildung. Dabei ist nicht in jeder Zwischenabbildung die gleiche Güte der Korrektur erforderlich. Daher ist es auch möglich, dass Abbildungsfehler mittels einer Justierung von Gruppen optischer Elemente untereinander kompensiert werden.
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Dieses gruppenweise Vorgehen erleichtert die Fehlerreduzierung erheblich. Zudem ist die finale Abbildungsqualität deutlich verbessert und infolge der vergleichsweise geringen Anzahl von Abbildungselementen ist die Gesamttransmission des Systems höher. Optische Systeme, deren Elemente so aufeinander abgestimmt sind, dass Abbildungsfehler weitestgehend kompensiert sind, werden auch Kompensysteme genannt und sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Beispiel für ein derartiges System sind das Objektiv und die Tubuslinse in einem Mikroskop. Bei diesen werden z. B. das Bildfeld und der vom Objektiv herrührende Farbquerfehler durch Wirkung der Tubuslinse kompensiert. Zwischen dem Objektiv und der Tubuslinse liegen die Zwischenbilder im Unendlichen, deshalb wird dieser Bereich auch als Unendlich-Raum des Strahlengangs bezeichnet.
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In rotationssymmetrischen Systemen mit zum Beispiel zentrierten Linsen oder Spiegeln, nehmen die meisten Abbildungsfehler mit dem Abstand von der optischen Achse oder der Feldmitte zu. Bei vielen Aberrationen steigt deren Amplitude über das Feld mindestens quadratisch zur Feldmitte der Baugruppe an. Ein Farbquerfehler 1. Ordnung steigt linear mit dem Abstand zur Feldmitte an. Der Ort des Bildpunktes ist dann abhängig von der Wellenlänge und dem Abstand zur optischen Achse.
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In 1a ist schematisch und beispielhaft ein Kompenssystem 4 mit einem Mikroskopobjektiv 5 und einer Tubuslinse 6 dargestellt. Die Farbquerfehler des Mikroskopobjektivs 5 (obere Teilabbildung) und der Tubuslinse 6 (mittlere Teilabbildung) nehmen über das Objektfeld zu und kompensieren sich resultierend als Gruppe wieder (untere Teilabbildung).
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In 1b ist das Feld der Tubuslinse 6 (mittlere Teilabbildung) relativ zum Mikroskopobjektiv 5 (obere Teilabbildung) dezentriert. Die Farbquerfehler kompensieren sich nicht mehr und Es bleibt ein konstanter Farbquerfehler in der Dezentrierungsrichtung als resultierender Farbquerfehler erhalten (untere Teilabbildung). Je nach der Potenz der Abhängigkeit über das Feld wird dieser Effekt noch verstärkt.
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Eine Dezentrierung ist für ein optisches System mittels einer Justage einfach behebbar. Häufig sind aber zwischen optischen Elementen eines Kompenssystems 4 wie dem Objektiv 5 und der Tubuslinse 6 oder innerhalb des Kompenssystems 4 zusätzlich verschiedene austauschbare und/oder einstellbare optische Elemente vorhanden. Solche zusätzlichen optischen Elemente sind z. B. Strahlteiler auf einem Reflektorrevolver, Einspiegelungen für optische Sensoren oder unterschiedliche Ausgänge/Eingänge eines Mikroskops, Elemente zum Umschalten des optischen Strahlengangs, Zoom oder Vergrößerungswechsler, Filter auf Filterrevolvern usw..
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Bei einer Verstellung dieser zusätzlichen optischen Elemente kann sich die Zentrierung der Felder von Objektiv 5 zu Tubuslinse 6 ungewollt verändern.
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Es besteht daher die Notwendigkeit, gegebenenfalls nach jedem Stellvorgang, jedes der zusätzlichen optischen Elemente einzeln so zu justieren, dass kein Winkelfehler innerhalb des Unendlich-Raums des Strahlengangs entsteht. Das ist sehr aufwändig und beispielsweise infolge auftretender Fertigungstoleranzen und/oder Verschleiß in Fassungen und Lagern unmöglich für alle zusätzlichen optischen Elemente zu erreichen.
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Aus dem Stand der Technik sind allgemein Möglichkeiten zur Korrektur von Abbildungsfehlern wie beispielsweise dem Farbquerfehler bekannt. Dabei werden gezielt Abbildungsfehler erzeugt, die systemisch auftretenden Abbildungsfehlern in Richtung und Betrag entgegengerichtet sind und somit zu einer resultierenden Korrektur führen.
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Beispielsweise ist aus der
WO 2018/024786 A1 ein Lichtscheiben- oder Konfokalmikroskop bekannt, das eine Beleuchtungsoptik zur Transmission von Licht mindestens zweier Wellenlängen von mindestens einer Lichtquelle entlang jeweils eines wellenlängenabhängigen Strahlengangs von einer Beleuchtungsseite der Beleuchtungsoptik zu einer Probenseite der Beleuchtungsoptik aufweist.
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Das Mikroskop besitzt eine Farb-Querkorrektureinrichtung mit wenigstens einem optischen Farb-Querkorrekturelement. Am probenseitigen Ausgang des Farb-Querkorrekturelements weisen die Strahlengänge der mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen einen Versatz parallel zueinander und/oder eine Verkippung zueinander gegenüber der Beleuchtungsseite auf. Der Versatz resultiert auf der Probenseite der Beleuchtungsoptik in einem Versatz der Foki der mindestens zwei Wellenlängen quer zu einer optischen Achse der Beleuchtungsoptik. Die Versätze sind einander entgegengerichtet und führen damit zu einer Korrektur.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Korrektur von Zentrierfehlern und/oder Winkelfehlern insbesondere in einem Kompenssystem vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird mit einer optischen Anordnung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die optische Anordnung zur Korrektur von Zentrierfehlern bzw. Winkelfehlern umfasst in einem Strahlengang ein optisches Kompenssystem, bei dem mindestens zwei optische Elemente vorhanden und so zueinander justiert sind, dass Abbildungsfehler der optischen Elemente - so weit als möglich - kompensiert sind. Um die Kompensation der Abbildungsfehler zu erreichen, sind die optischen Elemente hinsichtlich ihrer optischen Wirkung ausgewählt und aufeinander abgestimmt.
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Gekennzeichnet ist die erfindungsgemäße Anordnung dadurch, dass in einem Unendlich-Raum des Strahlengangs und zwischen den mindestens zwei optischen Elementen eine Korrektureinheit angeordnet ist. Durch Wirkung der Korrektureinheit wird die Ausbreitungsrichtung einer sich entlang des Strahlengangs ausbreitenden Strahlung verändert. Die Korrektureinheit weist entweder eine reflektierende Oberfläche auf oder die Korrektureinheit ist für die Strahlung transmittierend ausgebildet. Außerdem ist die Korrektureinheit verstellbar, sodass der Winkel einer Änderung der Ausbreitungsrichtung eingestellt werden kann. Der Unendlich-Raum ist ein Abschnitt des Strahlengangs, in dem Strahlen den Strahlengang parallel zueinander durchlaufen.
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Die Erfindung beruht im Kern auf einer Korrektur auftretender Zentrierfehler optischer Felder, beispielsweise eines Objektsfeldes. Die Zentrierfehler optischer Felder werden auch als Winkelfehler bezeichnet. Es wird also die Zentrierung der Felder zwischen den beiden optischen Elementen des Kompenssystems korrigiert.
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Im Strahlengang können die Objektfelder dezentriert sein, was durch eine Verkippung der optischen Elemente des Kompenssystems hervorgerufen wird. Diese Verkippung erfolgt relativ zu einem virtuellen Referenzstrahl, der kollinear zur optischen Achse des ersten optischen Elementes verläuft. Mit einer Korrektur von Zentrierfehler beziehungsweise Winkelfehler sind Dezentrierung und/oder Verkippung reduziert beziehungsweise beseitigt.
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Abbildungsfehler sind insbesondere der Farbquerfehler, der Farblängsfehler, Koma oder Astigmatismus. Diese werden mit dem Kompenssystem und erforderlichenfalls mit der Korrektureinheit minimiert oder beseitigt.
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Die optischen Elemente des Kompenssystems können jeweils aus mehreren optischen Bauteilen wie Linsen und Blenden oder Baugruppen bestehen. Beispielsweise besteht ein Objektiv eines Mikroskops üblicherweise aus mehreren optischen Bauteilen.
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In einer möglichen Ausführung der optischen Anordnung weist die Korrektureinheit einen Spiegel auf. Dieser ist vorteilhaft gesteuert verstellbar und ermöglicht eine Korrektur von Zentrierfehlern der optischen Anordnung, indem beispielsweise die Strahlen um einen Winkelbetrag ausgelenkt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Korrektureinheit ein Prismen-Paar aufweisen. Jedes Prisma ist dabei um die Normale einer Eintrittsfläche des betreffenden Prismas rotierbar. Die Prismen des Prismen-Paares können einteilig oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein.
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Eine Korrektur vorhandener Zentrierfehler kann bei Bedarf und beispielsweise manuell erfolgen. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Korrektureinheit gesteuert oder geregelt verstellbar. Dazu ist beispielsweise ein Antrieb vorhanden, der über eine entsprechende Steuereinheit ansteuerbar ist. Im Falle einer Regelung kann mindestens ein Sensor vorhanden sein, dessen erfasste Messwerte als Basis der Regelung dienen.
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In einer weiteren Ausführung der optischen Anordnung kann wenigstens eines der optischen Elemente des Kompenssystems relativ zum Strahlengang geneigt werden. Es kann also ein Winkel des betreffenden optischen Elements relativ zu einer optischen Achse des Strahlengangs eingestellt werden.
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Um eine eventuelle Neigung eines der optischen Elemente des Kompenssystems auszugleichen, kann auch ein zur Erfassung von Bilddaten in dem Strahlengang und dem Kompenssystem bildseitig nachgeordneter Detektor neigbar ausgestaltet sein. Durch die Neigung des Detektors kann eine aufgrund des geneigten optischen Elements des Kompenssystems auftretende Objektfeldneigung ausgeglichen werden.
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In allen Ausführungen der Erfindung ist es möglich, dass eine Korrektur des Zentrierfehlers mittels Stellbewegungen, insbesondere Rotationen, um eine Achse (eindimensional) oder um mindestens zwei Achsen (zweidimensional) erfolgt.
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Die Aufgabe wird außerdem mit einem Verfahren zur Korrektur von Zentrierungsfehlern in einem Strahlengang einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte des Messens eines aktuellen Abbildungsfehlers und Ermitteln einer Soll-Stellung der Korrektureinheit als ein Kalibrierwert. Als Soll-Stellung wird eine Stellung gewählt, bei der ein aktueller Abbildungsfehler im Rahmen der systembedingten Möglichkeiten minimiert ist.
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Die Korrektureinheit wird so angesteuert, dass diese in die Soll-Stellung gebracht ist. Es wird ein aktueller Abbildungsfehler gemessen und das Messergebnis mit einem zulässigen Toleranzwert verglichen. Überschreitet der aktuelle Abbildungsfehler den zulässigen Toleranzwert, wird erneut eine Soll-Stellung ermittelt. Unterschreitet der aktuelle Abbildungsfehler den zulässigen Toleranzwert, liegt der aktuelle Abbildungsfehler also innerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen, kann das Verfahren beendet werden.
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Abbildungsfehler sind insbesondere der Farbquerfehler, der Farblängsfehler, Koma oder Astigmatismus. Von diesen wird mindestens einer mittels der Erfindung minimiert beziehungsweise auf ein Minimum eingestellt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren zur Korrektur von Zentrierungsfehlern und/oder Winkelfehlern die Schritte des Festlegens eines Objektfeldes und das Anordnen einer Probe in der Mitte des Objektfeldes. Es wird anschließend die Position der Abbildung der Probe in einem Bildfeld als eine Referenzposition ermittelt. Die ermittelte Bildfeldposition wird mit einer erwarteten Bildfeldposition verglichen und eine gefundene Abweichung wird als ein Kalibrierwert gespeichert. Entsprechend des Kalibrierwerts werden Steuerbefehle generiert, mit denen die Korrektureinheit angesteuert wird.
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In dem Strahlengang des Kompenssystems können weitere optische Einheiten wie zum Beispiel ein Filterrad angeordnet sein. Wird eine zwischen den optischen Elementen des Kompenssystems im Strahlengang angeordnete optische Einheit gegen eine andere optische Einheit ausgetauscht, indem beispielsweise das Filterrad gedreht wird, kann eine erneute Zentrierung erforderlich sein beziehungsweise kann die Genauigkeit der aktuellen Zentrierung überprüft werden. Dazu können die Schritte des Ermittelns der Position der Abbildung der Probe in einem Bildfeld (Referenzposition), des Generieren von Steuerbefehlen und des Ansteuerns der Korrektureinheit wiederholt werden.
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Ermittelte Kalibrierwerte können in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gespeichert werden. Insbesondere können die ermittelten Kalibrierwerte in Beziehung zu den jeweils im Strahlengang befindlichen optischen Elementen und/oder optischen Einheiten gespeichert werden, sodass wiederholt auf die gespeicherten Werte zurückgegriffen werden kann. Dazu werden die Kalibrierwerte in einer wiederholt abrufbaren Form gespeichert.
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Um auf die gespeicherten Kalibrierwerte zuzugreifen, wird in einer Ausgestaltung des Verfahrens festgestellt, welche optischen Elemente und/oder optischen Einheiten sich als eine aktuelle Konfiguration im Strahlengang des Kompenssystems befinden. Entsprechend der festgestellten aktuellen Konfiguration werden die zugehörigen gespeicherten Kalibrierwerte abgerufen und es werden Steuerbefehle anhand der abgerufenen Kalibrierwerte generiert.
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Mittels der erfindungsgemäßen optischen Anordnung und des erfindungsgemäßen Verfahrens können neben Farbquerfehlern auch andere auftretende Aberrationen korrigiert werden. So können neben den oben bereits erwähnten Abbildungsfehlern auch solche korrigiert werden, die auf Toleranzen beim Austausch wechselbarer Komponenten beruhen. Vorteilhaft sind alle Aberrationen korrigierbar, die nicht pupillenabhängig sondern nur ortsabhängig sind, z.B. Bildfeldwölbungen. Eine Kompensation von pupillenabhängigen Aberrationen des Kompenssystems ist möglich, wenn sich die Korrektureinheit nah an dem den Winkelfehler verursachenden Element befindet. Bei minimalem Farbquerfehler werden auch alle andern Abbildungsfehler minimiert.
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Die Erfindung kann vorteilhaft insbesondere in Kombination mit einem Mikroskop-Stativ und einem Laser-Scanning-Mikroskop (LSM) oder einem hochauflösenden Mikroskop (PALM, SIM, STED) verwendet werden, weil diese besonders anfällig für Abbildungsfehler und insbesondere den Farbquerfehler sind. Weitere Anwendungen sind in einem Mikroskop-Stativ möglich, in dem eine große Anzahl an wechselbaren Komponenten im Unendlich-Raum verwendet wird. Solche wechselbaren Komponenten sind zum Beispiel Strahlteilerrevolver, Nachvergrößerungswechsler, Objektivrevolver und Emissionsfilter.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1a eine schematische Darstellung eines Kompenssystem mit einem Mikroskopobjektiv und einer Tubuslinse sowie des Farbquerfehlers des Mikroskopobjektivs (obere Teilabbildung), der Tubuslinse (mittlere Teilabbildung) und des resultierenden Farbquerfehlers (untere Teilabbildung), wobei der resultierende Farbquerfehler Null ist;
- 1b eine schematische Darstellung des Farbquerfehlers des Mikroskopobjektivs (obere Teilabbildung), der Tubuslinse (mittlere Teilabbildung) und des resultierenden Farbquerfehlers (untere Teilabbildung), wobei der resultierende Farbquerfehler ungleich Null ist;
- 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung mit einem auftretendem Zentrierfehler und einem Farbquerfehler in der Bildebene;
- 3 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung mit einem korrigiertem Zentrierfehler und ohne verbleibenden Farbquerfehler in der Bildebene;
- 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung mit einem Prismen-Paar im Unendlich-Raum des Strahlengangs;
- 5 eine schematische Darstellung eines Prismen-Paares sowie eines Antriebs und einer Steuereinheit;
- 6 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung mit einer Korrektureinheit und einem zusätzlichen optischen Element im Unendlich-Raum des Strahlengangs; und
- 7 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung, bei der eines der optischen Elemente des Kompenssystems sowie ein Detektor neigbar ausgebildet sind.
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In 2 ist als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Mikroskop 1 mit einer optischen Anordnung 2 dargestellt. In einem Strahlengang 3 eines Kompenssystems 4 sind als optische Elemente des Kompenssystems ein Objektiv 5 und eine Tubuslinse 6 vorhanden. In dem Unendlich-Raum des Strahlengangs 3 zwischen Objektiv 5 und Tubuslinse 6 ist auf der optischen Achse 7 des Strahlengangs 3 eine Korrektureinheit 8 vorhanden, die einen Spiegel 9 umfasst. Dieser Spiegel 9 ist mittels eines Antriebs 10 gesteuert oder geregelt verstellbar, wobei der Antrieb 10 mittels Steuerbefehlen einer Steuereinheit 11 ansteuerbar ist. Von einem Objektfeld 12, beispielsweise auf oder in einer abzubildenden und/oder zu beobachtenden Probe (nicht gezeigt), gelangt mittels des Objektivs 5 erfasste Strahlung entlang der optischen Achse 7 zu einer ersten wechselbaren Komponente 14 und einer zweiten wechselbaren Komponente 15 als jeweils reflektierende zusätzliche optische Einheiten im Strahlengang 3. Die zweite wechselbare Komponente 15 weist aufgrund ihrer Stellung relativ zur optischen Achse 7 einen Winkelfehler α auf. Die mit diesem Winkelfehler α abgelenkte Strahlung trifft auf den Spiegel 9 der Korrektureinheit 8 und wird zur Tubuslinse 6 reflektiert, durch deren Wirkung die Strahlung auf die Ebene eines Bildfelds 13 fokussiert wird. In der Ebene des Bildfelds 13 kann ein Detektor 18 zur Erfassung von Bilddaten angeordnet sein.
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Aufgrund des der Strahlung mitgeteilten Winkelfehlers α wird der beispielhaft gezeigte Strahlenverlauf nicht auf der optischen Achse 7 in das Bildfeld 13 fokussiert, sondern es kommt zu einer Abweichung von der optischen Achse 7. Der Betrag der Abweichung hängt dabei auch von der Wellenlänge der erfassten Strahlung ab. In 2 sind beispielhaft die Verläufe von Strahlen zweier Wellenlängen gezeigt, deren Auftreffpunkte in der Bildebene 13 als Farbquerfehler abseits der optischen Achse 7 liegen.
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Wird ein solcher Farbquerfehler festgestellt oder sind erforderliche Kalibrierwerte in einer Datenbank abrufbar vorgehalten, werden mittels der Steuereinheit 11 entsprechende Steuerbefehle erzeugt und an den Antrieb 10 geleitet. Mittels des Antriebs 10 wird der Spiegel 9 der Korrektureinheit 8 um einen Korrekturwinkel β geneigt. Der Korrekturwinkel β ist so gewählt, dass die Strahlen aller Wellenlängen wieder auf der optischen Achse 7 in der Bildebene 13 beziehungsweise auf dem Detektor 18 auftreffen und kein Farbquerfehler mehr auftritt (3).
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In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere des Verfahrens und der Konfiguration der Steuereinheit 11, können alternative oder zusätzliche Abbildungsfehler wie Farblängsfehler, Koma und/oder Astigmatismus korrigiert werden.
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Die Korrektureinheit 8 kann für eine Neigung des verstellbaren Spiegels 9 um die x-Achse x, die y-Achse y und/oder die z-Achse z eines kartesischen Koordinatensystems ausgebildet sein, so dass entsprechend auch mehrachsige Winkelfehler korrigiert werden können.
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Die Korrektureinheit 8 kann in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 ein (Differenz-)Prismen-Paar bestehend aus einem ersten Prisma 16 und einem zweiten Prisma 17 aufweisen. Beide Prismen 16, 17 können jeweils und unabhängig voneinander um die Normale einer Eintrittsfläche des betreffenden Prismas 16, 17 mittels des Antriebs 10 gesteuert rotiert werden. Der Antrieb 10 ist für eine Zustellbewegung jedes einzelnen Prismas 16, 17 ausgelegt.
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Die Wirkungsweise eines solchen Prismen-Paars ist in 5 veranschaulicht. Ein entlang der optischen Achse 7 auf die Eintrittsfläche des ersten Prismas 16 auftreffender Strahl wird durch Wirkung des ersten Prismas 16 in Richtung des vorderen Pfeils abgelenkt. Durch Wirkung des zweiten Prismas 17 erfolgt eine Ablenkung in Richtung des mittleren Pfeils. Die effektiv wirksame ablenkende Wirkung und Richtung des Strahls nach Durchlaufen des Prismen-Paars ergibt sich aus der Vektoraddition der beiden prismatischen Wirkungen und ist durch den Strahlengang 3 in Richtung des hinteren Pfeils symbolisiert.
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Die effektive prismatische Wirkung wird vorteilhaft so eingestellt, dass der Farbquerfehler in der Ebene des Bildfelds 13 korrigiert wird. Dabei kann der Farbquerfehler des Prismen-Paars zusätzlich für die Korrektur des Farbquerfehlers genutzt werden. Dieser ist konstant über das Bildfeld 13. Die Mitte des Bildfeldes 13 wird dabei, bei optimal korrigiertem Farbquerfehler, leicht versetzt.
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Eine verbesserte Ausführung besteht in der Verwendung von zwei achromatischen Prismen 16, 17, womit der Versatz der Bildfeldmitte bei optimal korrigiertem Farbquerfehler ausgeglichen werden kann. Jedes Prisma 16, 17 des Differenz-Prismen-Paars besteht beispielsweise aus zwei vorteilhaft miteinander verklebten oder verkitten Einzelprismen aus Materialien (z. B. Gläsern) mit unterschiedlichen Dispersionseigenschaften.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Anordnung 2 mit Korrektureinheit 8 und zwei zusätzlichen optischen Elementen 9, 14 im Unendlich-Raum des Strahlengangs 3 ist in 6 gezeigt. Die Korrektureinheit 8 ist nach dem Objektiv 5 angeordnet und ist selbst als eine erste wechselbare Komponente 14 ausgebildet. Diese ist verstellbar und fungiert zusätzlich als Korrektureinheit 8. Ein durch die zweite wechselbare Komponente 15 bedingter Winkelfehler α wird korrigiert, indem die Korrektureinheit 8 um den Korrekturwinkel β entsprechend geneigt wird. Die zweite wechselbare Komponente 15 ist beispielsweise ein Reflektorrevolver, Auskoppelspiegel oder ein zusätzlicher Strahlteilerrevolver.
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In einem vierten Ausführungsbeispiel ist wenigstens eines der optischen Elemente des Kompenssystems 4, im dargestellten Fall die Tubuslinse 6, gesteuert verstellbar, insbesondere neigbar (7).
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Dabei kann die Tubuslinse 6 individuell auf die verschiedenen zusätzlichen wechselbaren Komponenten 14, 15, die aktuell im Unendlich-Raum wirksam sind, eingestellt werden. Mit der Kippung oder Neigung der Tubuslinse 6 ändert sich auch die Neigung des Objektfelds 12, das in die Ebene des Bildfelds 13 scharf abgebildet werden soll. Optional kann das Bildfeld 13, z. B. der Detektor 13 in Form beispielsweise eines Kamerasensors oder die Kamera geneigt werden, um die Neigung auszugleichen und ein senkrecht beleuchtetes Bildfeld 13 erfassen zu können.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist durch die zweite wechselbare Komponente 15 ein Winkelfehler α in den Strahlengang 3 eingeführt. Dieser wird ausgeglichen, indem mittels der Steuereinheit 11 und des Antriebs 10 die Tubuslinse 6 entsprechend um den Korrekturwinkel β geneigt wird. Außerdem wird das Bildfeld 13 entsprechend geneigt, indem mittels des Antriebs 10 der verwendete Detektor 18 geneigt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mikroskop
- 2
- optische Anordnung
- 3
- Strahlengang
- 4
- Kompenssystem
- 5
- Objektiv
- 6
- Tubuslinse
- 7
- optische Achse
- 8
- Korrektureinheit
- 9
- Spiegel
- 10
- Antrieb
- 11
- Steuereinheit
- 12
- Objektfeld
- 13
- Bildfeld
- 14
- erste wechselbare Komponente
- 15
- zweite wechselbare Komponente
- 16
- erstes Prisma
- 17
- zweites Prisma
- 18
- Detektor / Kamera
- α
- Winkelfehler
- β
- Korrekturwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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