DE3446727C2

DE3446727C2 - Auto focus device for microscopes

Info

Publication number: DE3446727C2
Application number: DE19843446727
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr.rer.nat. 7080 Aalen Faltermeier
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1983-08-10
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-12-04
Also published as: DE3446727A1

Abstract

Die Autofokuseinrichtung besitzt einen Hilfsbeleuchtungsstrahlengang (12), der in den Strahlengang des Mikroskops ein- bzw. ausgespiegelt wird. Die Hilfsbeleuchtung wird von zwei nebeneinander in einer zur Pupille des Mikroskopobjektivs konjugierten Ebene angeordneten Lichtquellen (13a, 13b) erzeugt, die alternierend geschaltet sind. Zum Nachweis des Meßlichtbündels dient ein Detektor (29) in einer von einer Blende (24) einseitig begrenzten Luke des Hilfsbeleuchtungsstrahlenganges.The autofocus device has an auxiliary illumination beam path (12) which is reflected in or out of the beam path of the microscope. The auxiliary lighting is generated by two light sources (13a, 13b) which are arranged next to one another in a plane conjugate to the pupil of the microscope objective and which are switched alternately. A detector (29) in a hatch of the auxiliary lighting beam path bounded on one side by a diaphragm (24) serves to detect the measuring light beam.

Description

In der Autofokuseinrichtung gemäß der Erfindung ist eine elektronische Anordnung vorgesehen, in der die Signale des bzw. der Empfänger im Takte der alternierend geschalteten Lichtquellen verarbeitcx werden. Dabei ist es zweckmäßig, eine weitere elektronische Schaltung vorzusehen, in der dem verarbeiteten Signal Offsetsparmungen einstellbarer Größe überlagert werden. Damit kann erreicht werden, daß die Autofokuseinrichtung entweder um einen vorbestimmten Betrag über oder unter 4er Schärfenebene einstellt, ohne daß optische Elemente verschoben werden müssen, was beispielsweise bei Objekten von Vorteil ist, die größere Höhendifferenzen aufweisen.In the autofocus device according to the invention is an electronic arrangement is provided in which the signals from the receiver or receivers are processed in time with the alternating light sources. It is expedient to provide a further electronic circuit in which offset savings of adjustable magnitude are superimposed on the processed signal. It can thus be achieved that the autofocus device either by a predetermined amount over or sets the focal plane below 4 without the need to move optical elements, which is advantageous for objects that are larger, for example Have height differences.

Außerdem können auf diese Weise Unterschiede in der Fokusdifferenz zwischen dem Licht der Hilfsbeleuchtung und der normalen mikroskopischen Beleuchtung korrigiert werden, die auf Unterschiede in der chromatischen Korrektion der verwendeten Objekte verschiedener Maßstabszahl zurückzuführen sind. In diesem Fall ist es besonders zweckmäßig, daß die Einstellung der Offsetspannungen mit der Umschaltung des Objektivrevolvers gekoppelt ist, da dies den Benutzer der Mühe enthebt, bei jedem Objektiv visuell erst einmal die Ebene zu bestimmen, auf die die Autofokuseinrichtung einstellen solLIn addition, differences in the focus difference between the light of the auxiliary lighting and the normal microscopic lighting can be corrected in this way, based on differences in the chromatic correction of the objects used in different scales. In In this case, it is particularly useful that the setting of the offset voltages with the switching of the Objective nosepiece is coupled, since this removes the trouble for the user to visually determine the plane to which the autofocus device should adjust for each objective

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnungen.Further advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention with reference to the drawings.

F i g. 1 a ist eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels, das die wesentlichen optischen Komponenten der Autofokuseinrichtung zeigt;F i g. Fig. 1 a is a schematic diagram of a first embodiment showing the essential optical components of the autofocus device;

Fig. Ib-Ie sind detailliertere Skizzen, die die optischen Verhältnisse in der Nähe des Detektors der Autofokuseinrichtung und die von ihm und der nachgeschalteten Elektronik abgegebenen Signale für verschiedene Fokussierzustände darstellt;Fig. Ib-Ie are more detailed sketches showing the optical conditions in the vicinity of the detector of the autofocus device and the signals emitted by it and the downstream electronics for various Represents focus states;

F i g. 2a ist die Prinzipskizze eines gegenüber den in F i g. 1 a dargestellten Ausführungsbeispiel leicht geänderten zweiten Ausführungsbeispiels;F i g. 2a is the schematic diagram of one compared to that in FIG. 1 a illustrated embodiment, slightly modified second embodiment;

Fig. 2b ist eine vergrößerte Darstellung des Sehfelds in der Ebene, in der der Detektor der Autofokuseinrichtung nach F i g. la oder F i g. 2a angeordnet ist;Fig. 2b is an enlarged view of the field of view in the plane in which the detector of the autofocus device according to FIG. la or F i g. 2a is arranged;

F i g. 2c ist eine vergrößerte Ansicht der Sekundärlichtquelle 112 aus Fi g. 2a.F i g. 2c is an enlarged view of the secondary light source 112 of FIG. 2a.

In F i g. 1 a sind die für das Verständnis der Erfindung nötigen Teile eines Auflichtmikroskops dargestellt Vom Beobachtungsstrahlengang sind lediglich das Objektiv 1 und die Fubuslinse 2 zu sehen, die das Objekt 3 in die Zwischenbildebene 4 abbilden. Der oberhalb der Zwischenbildebene befindliche Teil des Mikroskops, also z. B. Okulare etc. sind hier nicht dargestelltIn Fig. 1 a shows the parts of a reflected light microscope necessary for understanding the invention From the observation beam path, only the objective 1 and the foot lens 2 can be seen, which the object 3 map in the intermediate image plane 4. The part of the microscope located above the intermediate image plane, ie z. B. eyepieces etc. are not shown here

Zwischen Objektiv 1 und Tubuslinse 2 befindet sich ein halbdurchlässiger Teilerspiegel 5, über den der von einer Mikroskop-Lichtquelle 6 ausgehende Beleuchtungsstrahlengang in den Beobachtungsstrahlengang eingespiegelt wird. Dieser Teilerspiegel S kann so beschaffen sein, daß sein Reflexionsvermögen für die Wellenlänge des Lichts der noch zu beschreibenden Hilfsbeleuchtung für die Autofokuseinrichtung größer ist als für das Licht der »normalen« Mikroskopbeleuchtung, das von der Glühlampe 6 ausgeht.Between the objective 1 and the tube lens 2 there is a semitransparent splitter mirror 5, via which the from an illumination beam path emanating from a microscope light source 6 into the observation beam path is reflected. This splitter mirror S can be designed so that its reflectivity for the wavelength of the light of the auxiliary lighting to be described for the autofocus device is greater than for the light of the "normal" microscope illumination emanating from the incandescent lamp 6.

Der Beleuchtungsstrahlengang des Mikroskops ist hier vereinfacht dargestellt. Er umfaßt einen Kollektor 7. ein IR-Sperrfilter 8, eine Leuchtfeldblende 9 sowie eine Hilfslinse 10.The illumination beam path of the microscope is shown here in a simplified manner. It includes a collector 7. an IR cut filter 8, a field diaphragm 9 and an auxiliary lens 10.

Zwischen der Leuchtfeldblende 9 und der Hilfslinse 10 ist ein halbdurchlässiger Strahlteiler 15 angeordnet, über den der Hilfsbeleuchtungsstrahlengang der zu einer Baueinheit 12 zusammengefaßten Autofokuseinrichtung in den Beleuchtungsstrahlengang des Mikroskops eingespiegelt wird.A semitransparent beam splitter 15 is arranged between the luminous field diaphragm 9 and the auxiliary lens 10, Via which the auxiliary illumination beam path of the autofocus device combined to form a structural unit 12 is reflected into the illumination beam path of the microscope.

Der HiUsbeleuchtungsstrahlcngang geht aus von zwei <n einer zur Pupille 11 des Objektivs 1 konjugierten Ebene nebeneinander angeordneten Lichtquellen 13a und 136, bei denen es sich z. B. um Leucht- oder Laserdioden handelt Ober eine Kollektorlinse 16 beleuchten die LichtquelThe secondary illumination beam path is based on two <n one conjugated to the pupil 11 of the objective 1 Level light sources 13a and 136 arranged side by side, which are, for. B. is light or laser diodes The light source is illuminated via a collector lens 16 len 13 eine rechteckige Blende 14 in einer zur Objekt ebene konjugierten Ebene (Luke). Die Blende 14 ist jedoch kein unverzichtbares Bauteil, sie kann entfallen, wenn z. B. als Lichtquellen Laserdioden eingesetzt werden. Es ist dann lediglich dafür zu sorgen, daß die Strahls lung beider Laserdioden an dieser Stelle auf den gleichen Punkt fokussiert wird.len 13 a rectangular aperture 14 in one to the object plane conjugate plane (Luke). However, the cover 14 is not an indispensable component, it can be omitted, if z. B. laser diodes are used as light sources. It is then only necessary to ensure that the radiation of both laser diodes is focused on the same point at this point.

Ein hinter der Blende 14 angeordneter Strahlteiler 15 läßt etwa 50% der Strahlung der Lichtquellen 13 passieren. Dieser hindurchtretende Teil wird von der linse 17A beam splitter 15 arranged behind the diaphragm 14 allows about 50% of the radiation from the light sources 13 to pass. This penetrating part is held by the lens 17 auf einen Detektor 19 fokussiert Vor diesem Detektor 19 ist ein Filter 18 vorgeschaltet, das auf die Wellenlänge der Hilfsbeleuchtung abgestimmt ist und das von der Lichtquelle 6 der Mikroskopbeleuchtung ausgehende und durch das IR-Sperrfilter 8 hindurchtretende Lichtfocused on a detector 19 Upstream of this detector 19 is a filter 18 which is matched to the wavelength of the auxiliary lighting and that of the Light source 6 emanating from the microscope illumination and passing through the IR blocking filter 8 vom Detektor 19 fernhältfrom the detector 19 keeps away

Der Detektor 19 ist mit einer elektronischen Schaltung 20 verbunden. Diese Schaltung 20 enthält einen Oszillator und eine Treiberschaltung, durch die die beiden Lichtquellen 13a und 136 alternierend eingeschaltetThe detector 19 is connected to an electronic circuit 20. This circuit 20 includes one Oscillator and a driver circuit through which the two light sources 13a and 136 are switched on alternately und ihre Intensität geregelt werden. Die Intensität beider Lichtquellen 13a und 136 wird mit Hilfe des vom Detektor 19 gewonnenen Signals, unabhängig von Alterungserscheinungen der Lichtquellen jeweils auf den gleichen Wert eingeregeltand their intensity can be regulated. The intensity of both light sources 13a and 136 is measured with the help of the from Detector 19 obtained signal, regardless of aging of the light sources in each case on the adjusted to the same value

Der vom Strahlteiler 15 reflektierte Teil des Hilfslichts gelangt über die Hilfslinse 10, den Auflichtreflektor 5 und das Objektiv 1 auf das Objekt 3 und wird dort, abhängig von den Oberflächeneigenschaften des Objekts 3, zum Teil in Autokollimation reflektiert Der re-The part of the auxiliary light reflected by the beam splitter 15 reaches the object 3 via the auxiliary lens 10, the incident light reflector 5 and the objective 1 and is there depending on the surface properties of the object 3, partly reflected in autocollimation The re- flektierte Teil des Hilfslichtbündels, d. h. also das Meßlichtbündel trifft dann wieder auf den Strahlteiler 15 auf, geht zum Teil durch ihn hindurch und wird über einen dichroitischen Teilerspiegel 25 aus dem Beleuchtungsstrahlengang des Mikroskops ausgespiegeltflexed part of the auxiliary light beam, d. H. so the measuring light bundle then hits the beam splitter 15 again, partially passes through it and is reflected out of the illumination beam path of the microscope via a dichroic splitter mirror 25

Das Meßlichtbündel wird von einer Linse 26 nach Durchtritt durch eine Falschlichtblende 31, die sich in einer zur Objektpupilie konjugierten Ebene befindet und ein weiteres Filter 28, das die gleiche Transmissionscharakteristik wie das Filter 18 besitzt in der EbeneThe measuring light beam is from a lens 26 after passing through a false light diaphragm 31, which is in a plane conjugate to the object pupil is located and a further filter 28 which has the same transmission characteristic as the filter 18 in the plane einer das Sehfeld an dieser Stelle einseitig begrenzenden Blende 24 fokussiert (siehe F i g. 2b). Direkt hinter der Blende 24 befindet sich ein Detektor 29 zur Erzeugung des eigentlichen Autofokussignals, das zur Höhenverstellung des Objekts 3 oder des Objektivs 1 weiter-a diaphragm 24 delimiting the field of view on one side at this point is focused (see FIG. 2b). Directly behind the aperture 24 is a detector 29 for generating the actual autofocus signal, which is used to adjust the height of the object 3 or the lens 1 verarbeitet wird. Dazu ist der Detektor 29 mit dem Eingang eines phasenempfindlichen Gleichrichters 22 verbunden, dem außerdem ein Referenzsignal auf der Frequenz des die Lichtquellen 13a und 136 schaltenden Oszillators in der elektronischen Schaltung 20 zugeführtis processed. For this purpose, the detector 29 is connected to the input of a phase-sensitive rectifier 22, which also receives a reference signal at the frequency of the light sources 13a and 136 that switches Oscillator in the electronic circuit 20 is supplied

eo wird.eo will.

Die Signalveriäuic auf den drei inii dein Giciciii iciiiciThe Signalveriäuic on the three inii dein Giciciii iciiici

22 verbundenen Leitungen Udiode, U_nI und U_psd sind in der Fig. lb—Ie für vier verschiedene Fälle dargestellt: F i g. Ib zeigt die Signalverläufe für den Fall, daß sich es das Objekt 3 außer Fokus unterhalb der Schärfenebene des Objektivs 1 befindet In diesem Falle gelangt, abhängig vom Maß der Defokussierung, nur Licht aus dem von der Lichtquelle 13a ausgehenden MeßlichtbUndel a22 connected lines Udiode, U _n I and U _ps d are shown in Fig. Lb-Ie for four different cases: F i g. Ib shows the signal curves for the case that the object 3 is out of focus below the focal plane of the objective 1. In this case, depending on the degree of defocusing, only light from the measuring light bundle a emanating from the light source 13a arrives

5 65 6

auf den Detektoren 29 und der Gleichrichter 22 gibt identische Bauteile sind in F i g. 2a mit gleichen Bezugseine positive Regelspannung Upsd ab. zeichen versehen und werden an dieser Stelle nichtIdentical components on the detectors 29 and the rectifier 22 are shown in FIG. 2a a positive control voltage Upsd with the same reference. characters and are not used at this point

F i g. Ic zeigt die Signalverläufe für den Fall, daß sich nochmals erläutert Die nachfolgende Beschreibung der das Objekt 3 im Fokus des Objektivs 1 befindet In Fig. 2a beschränkt sich also darauf die Unterschiede zu diesem Falle liegen die von den Meßlichtbündeln a und 5 dem in F i g. 1 a dargestellten Beispiel herauszustellen.
6 erzeugten Bilder der Blende 14 aufeinander und wer- Der in F i g. 2a dargestellte Autofokusbaustein 112 istF i g. Ic shows the signal curves for the case that the following description of the object 3 in the focus of the objective 1 is explained again G. 1 a to highlight the example shown.
6 generated images of the diaphragm 14 on top of one another and are shown in FIG. 2a is the autofocus module 112 shown

den beide durch die Blende 24 vom Detektor 29 fernge- an einen Kameraausgang des Mikroskops angesetzt, als halten. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 22 ist Zwischentubus ausgeführt oder in einen Beobachtungsdeshalb 0 bzw. sehr klein. Geringe Offsetspannungen tubus integriert. Dementsprechend wird die Hilfsbekönnen dann auftreten, wenn z. B. die von beiden Licht- io leuchtung für die Autofokuseinrichtung über einen zwiquellen 13a und 13/» erzeugten Meßspots nicht völlig sehen der Tubuslinse 2 und der Zwischenbildebene 4 des identisch sind. Mikroskops eingeschalteten Strahlteiler 115 in den Be-both of which are remotely attached to a camera output of the microscope through the diaphragm 24 from the detector 29, as keep. The output voltage of the rectifier 22 is implemented in an intermediate tube or in an observation therefore 0 or very small. Low offset voltages integrated into the tube. Accordingly, the assistance will be able to occur when z. B. the lighting of both lights for the autofocus device via a twin source 13a and 13 / »generated measurement spots do not fully see the tube lens 2 and the intermediate image plane 4 of the are identical. Microscope switched on beam splitter 115 in the loading

F i g. Id zeigt die Signalverläufe für den Fall, daß sich obachtungsstrahlengang des Mikroskops eingekoppelt das Objekt 3 außer Fokus oberhalb der Schärfenebene bzw. das vom Objekt reflektierte Meßlicht an dieser des Objektivs 1 befindet Es gelangt dann nur das vom is Stelle aus dem Mikroskop ausgekoppelt Als Primär-Mcßlichtbündel b erzeugte Bild der Blende 14 auf den lichtquelle für die Hilfsbeleuchtung dient eine Laserdi-Detektor 29 und der Gleichrichter 22 gibt eine negative ode 109, hinter der ein Kondensor 110 angeordnet ist. In Regelspannung Upsd mit negativen Vorzeichen ab. einer zur Pupille 11 des Objektivs 1 konjugierten EbeneF i g. Id shows the signal curves for the case that the observation beam path of the microscope is coupled in the object 3 out of focus above the focal plane or the measuring light reflected by the object is on this of the objective 1. Mcßlichtbündel b generated image of the diaphragm 14 on the light source for the auxiliary lighting is a Laserdi detector 29 and the rectifier 22 gives a negative ode 109, behind which a condenser 110 is arranged. In control voltage Upsd with a negative sign. a plane conjugated to the pupil 11 of the objective 1

F i g. Ie zeigt die Signalverläufe für den Fall, daß sich berindet sich eine Blende 121, die zwei nebeneinander zwar das Objekt im Fokus des Objektivs 3 beflndet, daß 20 angeordnete Blendenöffnungen 113a und 1136. aufaber Dejustierungen z. B. der Teilerspiegel oder ande- weist Vor jede Blendenöffnung ist eines von zwei separer optischer Komponenten im Meßlichtstrahlengang rat ansteuerbaren optischen Schaltern 112a und 1126 in das von beiden Bündeln a und 6 erzeugte, gemeinsame Form von elektrisch ansteuerbaren Flüssigkeitskristall-Bild der Blende 14 in Richtung auf den Detektor 29 schichten gesetzt Die Schichten 112a und 1126 werden verschieben. Infolge der phasenempfindlichen Gleich- 25 von einer elektrischen Schaltung 108 angesteuert und richtung ergibt sich, wie im Fall nach F i g. Ic, ein Regel- decken die ihnen zugeordnete Blendenöffnung zyklisch signal Upsd vom Betrage 0, & h. die Autofokuseinrich- ab bzw. geben diese frei.F i g. Ie shows the signal curves for the case that there is a diaphragm 121, which two side by side are the object in the focus of the lens 3, that 20 arranged diaphragm openings 113a and 1136. but misalignments z. B. the splitter mirror or other points in front of each aperture is one of two separate optical components in the measuring light beam rat controllable optical switches 112a and 1126 in the common form of electrically controllable liquid crystal image of the aperture 14 generated by the two bundles a and 6 in the direction Layers placed on detector 29 Layers 112a and 1126 will shift. As a result of the phase-sensitive direct 25 controlled by an electrical circuit 108 and direction results, as in the case according to FIG. Ic, a rule cover the diaphragm opening assigned to them cyclically signal Upsd of the amount 0, & h. the autofocus device or enable it.

tung reagiert relativ unempfindlich auf Dejustierungen Die Blendenöffnungen 113a und 1136 wirken daherThe device reacts relatively insensitively to misalignments. The diaphragm openings 113a and 1136 therefore act

oder Verkippungen der optischen Komponenten. Durch wie zwei alternierend geschaltete Sekundärlichtquellen die Differenzbildung bei der phasenempfindlichen 30 und entsprechen in dieser Form den beiden Lichtquellen Gleichrichtung wird auch unmoduiiertes Streulicht un- 13a und 136 im Ausführungsbeispiel nach Fig. la. Aus terdrückt, das auf irgendeine Weise von der Lichtquelle der detaillierten Ansicht nach F i g. 2c geht die Form der 6 auf den Detektor 29 gelangt Blende 121 klar hervor.or tilting of the optical components. With two alternating secondary light sources the difference formation in the phase-sensitive 30 and correspond in this form to the two light sources Rectification is also unmodulated scattered light 13a and 136 in the embodiment according to FIG. the end that is suppressed in any way from the light source of the detailed view of FIG. 2c goes the form of the 6 on the detector 29 diaphragm 121 comes out clearly.

Das Regelsignal Upsd, das der Gleichrichter 22 abgibt Die eigentliche Meßblende 14, die die Form des Meßwird zusätzlich einer weiteren Schaltung 23 zugeführt 35 lichtbündels in der Objektebene und in der dazu konjuin der dem Signal Upsd eine einstellbare Offsetspannung gierten Ebene bestimmt in der der Detektor 29 und die aufgesetzt wird. Je nach Höhe dieses Offsets bewegt die Halbblende 24 angeordnet sind, besitzt eine rechteckige von der Autofokuseinrichtung angesteuerte Mechanik Gestalt(vgLFig.2b).The control signal Upsd, which the rectifier 22 emits.The actual measuring diaphragm 14, which determines the shape of the measurement, is additionally fed to a further circuit 23 35 light bundles in the object plane and in the plane associated with the signal Upsd an adjustable offset voltage is determined in which the detector 29 and which is put on. Depending on the height of this offset, the half-diaphragm 24 is arranged to be moved, has a rectangular mechanism controlled by the autofocus device (see FIG. 2b).

das Objekt auf Ebenen, die etwas vor oder hinter der Die Gewinnung des Regelsignals aus der Ausgangs-the object on levels that are slightly in front of or behind the The extraction of the control signal from the output

Schärfenebene des Objektivs 1 liegen. Die Einstellung 40 spannung des Detektors 29 erfolgt in diesem Beispiel in dieser Offsetspannungen wird von einer Einrichtung 32 gleicher Weise wie schon anhand von F i g. la beschriegesteuert die einen Code-Leser für die Maßstabszahl ben.The focal plane of the lens 1 lie. The setting 40 voltage of the detector 29 takes place in this example in These offset voltages are generated by a device 32 in the same way as already on the basis of FIG. la described who have a code reader for the yardstick.

des gerade in Arbeitsstellung befindlichen Objektivs of the lens currently in working position

umfaßt Ein solcher Code-Leser ist z. B. in der DE-PS Hierzu 3 Blatt ZeichnungenSuch a code reader is e.g. B. in DE-PS 3 sheets of drawings

32 02 461 dargestellt Es läßt sich auf diese Weise sicher- 45 32 02 461 shown It can be safely 45

stellen, daß die infolge unterschiedlicher chromatischer
Korrektion der Objektive verschieden großen Ablagen
der Foki des Meß- und Beleuchtungsstrahlenganges automatisch berücksichtigt werden in dem Sinne, daß die
Autofokuseinrichtung stets das Objekt in die für den 50
Spektralbereich des Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlenganges geltende Schärfenebene einfährtmake that the result of different chromatic
Correction of the lenses of different sized shelves
the foci of the measuring and illuminating beam path are automatically taken into account in the sense that the
Autofocus device always the object in the for the 50
Spectral range of the illumination and observation beam path enters the applicable focal plane

Die im Ausführungsbeispiel getrennt dargestellten
Schaltungen 20, 22 und 23 können selbstverständlich
zusammengefaßt und mit der hier nicht dargestellten 55
Steuerelektronik für die Ansteuerung des die Refokussierbewegung durchführenden Motors auf eine Platine
aufgebaut werden.Those shown separately in the exemplary embodiment
Circuits 20, 22 and 23 can of course
summarized and with the 55 not shown here
Control electronics for the control of the motor performing the refocusing movement on a circuit board
being constructed.

In F i g. 2a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich von dem in F i g. 1 a gezeichneten dadurch 60
unterscheidet daß die Antofokuseinrichtung nicht in
den Beleuchtungs- sondern in den Beobachtungsstrahlcngang des Mikroskops eingespiegelt wird. Dies hat
wie schon gesagt den Vorteil, daß die Autofokuseinrichlung ohne weiteres auch dann arbeitet wenn der Be- 65
leuchtungsstrahlengang für Dunkelfeldbeleuchtung
ausgelegt istIn Fig. 2a shows a further exemplary embodiment which differs from that shown in FIG. 1 a drawn thereby 60
distinguishes that the Antofocus device is not in
the illumination is reflected into the observation beam path of the microscope. this has
As already said, the advantage that the autofocus device works without any problems even when the loading 65
lighting beam path for dark field lighting
is designed

Im Vergleich zu der Ausführungsform nach Fig. laIn comparison to the embodiment according to FIG

Claims

1 2 In dem in der Haupt-Anmeldung offenbarten Ausfüh- Patentansprüche: rungsbeispiel für eine Auflichtautofokuseinrichtung nach Fig. 1 wird eine von der Hilfsbeleuchtung durch-1 2 In the embodiment disclosed in the main application: example for a reflected light autofocus device according to FIG.

1. Autofokuseinrichtung für Mikroskope, mit einer strahlte, relativ großflächige Marke in Form eines Spie-Hilfsbeleuchtung, die in den Strahlengang des Mi- 5 gelgitters in Autokollimation auf sich selbst abgebildet, kroskops eingespiegelt wird, und einem oder mehre- Mit einer derartigen Marke ist es schwierig, bei Objekren Detektoren zur Erzeugung eines dem Fokussier- ten, die eine ausgeprägte Höhenstruktur aufweisen, auf zustand entsprechende!¹; Signals, wobei die Hilfsbe- bestimmte Objektdetails scharf einzustellen, da die Auleuchtung. mindestens zwei alternierend geschaltete tofokuseinrichtung über einen relativ großen Objektbe-LJchtquellen (13a, 13A; 113a, U3b) enthält, die ne- to reich integriert und ein der mittleren Objektentfernung beneinander in oder in der Nähe einer Pupille ange- entsprechendes Regelsignal liefert.1. Autofocus device for microscopes, with a radiated, relatively large-area mark in the form of a mirror auxiliary lighting, which is mapped onto itself in autocollimation in the beam path of the Mi- gelgitter, is reflected in a microscope, and one or more with such a mark It is difficult, in the case of objects, to produce detectors that correspond to the state of the focused object, which has a pronounced height structure! ¹ ; Signal, with the help of setting certain object details in focus, as the lighting. contains at least two alternating tofocus devices over a relatively large object light sources (13a, 13A; 113a, U3b) , which are neatly integrated and deliver a control signal corresponding to the mean object distance in or near a pupil.

ordnet sind (nach Patent 33 28 821), dadurch ge- Aus der DE-OS 3219 503 ist zwischenzeitlich eineare arranged (according to patent 33 28 821), thereby ge From DE-OS 3219 503 is now one

kennzeichnet, daß in der Objektebene von der Autofokuseinrichtung für Mikroskope bekanntgewor-indicates that the autofocus device for microscopes has become known in the object plane.

Hilfsbeleucbtung ein Meßspot erzeugt wird, der auf den, die im wesentlichen dem Stand der Technik nachAuxiliary lighting a measuring spot is generated, which is based on the, which essentially according to the prior art

eine in oder in der Nähe einer Luke im Strahlengang 15 der DE-PS 21 02 922 entspricht Wegen des nur einseitigone in or near a hatch in the beam path 15 of DE-PS 21 02 922 corresponds because of the only one-sided

der Hilfsbeleuchtung angeordnete, das Sehfeld ein- durch die Pupille des Mikroskops geführten Meßstrah-the auxiliary lighting, the field of view is guided through the pupil of the microscope

seitig begrenzende Blende (24) abgebildet wird, hin- lenbündels und der Abbildung des Meßspots auf einelaterally delimiting aperture (24) is imaged, inner bundle and the image of the measuring spot on one

ter der sich mindestens ein Detektoi (29) befindet Differenzdiode besitzt auch diese bekannte Autofokus-the at least one Detektoi (29) is located differential diode also has this well-known autofocus

2. Autofokuseinrichtung nach Anspruch 1, da- einrichtung die in der Hauptanmeldung DE-OS durch gekennzeichnet, daß ein Strahlteiler (15) vor- 20 33 28 821 zum Stand der Technik genannten Nachteile, gesehen ist, der die Hilfsbeleuchtung in einen ersten, Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine in den Strahlengang des Mikroskops eingekoppel- zuverlässig und mit hoher Genauigkeit arbeitende, einten, und einen zweiten, auf einen die Intensität der fach aufgebaute Autofokuseinrichtung für Mikroskope Hilfsbeleuchtung messenden, weiteren Detektor (19) zu schaffen, die außerdem auf begrenzte Objektbereigerichteten Teil zerlegt 25 ehe im Sehfeld des Mikroskops einstellbar ist2. autofocus device according to claim 1, that the device in the main application DE-OS characterized in that a beam splitter (15) has the disadvantages mentioned in relation to the prior art, is seen that the auxiliary lighting in a first, It is the object of the present invention a Coupled into the beam path of the microscope reliably and with high accuracy, one, and a second, on one the intensity of the compartment built autofocus device for microscopes To create additional detector (19) which measures auxiliary lighting and which also dismantles 25 to a limited part directed towards the object before it can be adjusted in the field of view of the microscope

3. Autofokuseinrichtung nach Anspruch 1—2, da- Diese Aufgabe wird gemäß den im Kennzeichen des durch gekennzeichnet, daß die Hilfsbeleuchtung (12) Hauptanspruches angegebenen Merkmalen gelöst3. Auto focus device according to claim 1-2, that this task is carried out in accordance with the characteristics of the characterized in that the auxiliary lighting (12) solved the main claim specified features

in den Beleuchtungsstrahlengang eines Auflichtmi- Demnach wurden die Signale zweier Meßlichtbündel,In the illuminating beam path of a reflected light beam, the signals of two measuring light bundles,

kroskops eingekoppelt ist QriQ · 4cC) connected to the microscope is QriQ 4cC) die unterschiedliche Bereiche der Pupille alternierendthe different areas of the pupil alternate

4. Autofokuseinrichtung nach Anspruch 1 —2, da- 30 durchsetzen, mit dem gleichen Detektor erfaßt und mitdurch gekennzeichnet, daß die Hilfsbeleuchtung einander verglichen. In dieser Anordnung ist die Auto-(112) in den Beobachtungsstrahlengang eines Auf- fokuseinrichtung sehr viel unempfindlicher gegen Störlichtmikroskops eingekoppelt ist C tiß· 2c£) 4. autofocus device according to claim 1-2, enforce 30, detected with the same detector and characterized in that the auxiliary lighting is compared to each other. In this arrangement the auto (112) is coupled into the observation beam path of a focus device much less sensitive to the stray light microscope is C tiß · 2c £) signale als die mit einem einzigen, die Pupille einseitigsignals than those with a single one, the pupil unilateral

5. Autofokuseinrichtung nach Anspruch 1 —4, da- durchsetzenden Meßstrahlenbündel in Verbindung mit durch gekennzeichnet, daß eine elektronische An- 35 einer Differenzdiode arbeitenden Autofokuseinrichtunordnung (22) vorgesehen ist, in der die Signale des gen nach den Stand der Technik.5. autofocus device according to claim 1-4, penetrating measuring beam bundle in connection with characterized in that an electronic device (22) operating a differential diode is provided, in which the signals of the prior art.

bzw. der Detektoren (29) im Takte der Umschaltung Zur Erzeugung des Meßspots kann eine Blende belie-or the detectors (29) in the cycle of switching.

der Lichtquellen (\3a,b;i\3a,b) verarbeitet werden. biger Form in einer Luke des Hilfsbeleuchtungsstrah-of the light sources (\ 3a, b; i \ 3a, b) are processed. biger shape in a hatch of the auxiliary lighting beam

6. Autofokuseinrichtung nach Anspruch 5, da- lenganges angeordnet werden, die von beiden Lichtdurch gekennzeichnet, daß eine elektronische An- 40 quellen ausgeleuchtet wird. Die Blende kann jedoch entordnung (23) vorgesehen ist, in der dem im Takte der fallen, wenn z. B. Laserdioden als Lichtquellen verwen-Umschaltung verarbeiteten Signal (U_psd) Offsetspan- det werden. Es ist dann lediglich dafür za sorgen, daß die nungen einstellbarer Größe überlagert werden. Strahlungen beider Laserdioden auf den gleichen Punkt6. autofocus device according to claim 5, which are arranged in a row, which are characterized by both light in that an electronic source 40 is illuminated. The diaphragm can, however, entordnung (23) is provided in which the fall in the cycle when z. B. Use laser diodes as light sources - switch-over processed signal (U _psd ) offset voltage. It is then only necessary to ensure that the adjustable size voltages are superimposed. Radiation of both laser diodes on the same point

7.7th Autofokuseinrichtung nach Anspruch 6, da- in einer Luke des Hilfsbeleuchtungsstrahlenganges fodurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Off- 45 kussiert werden.Autofocus device according to Claim 6, characterized in that in a hatch of the auxiliary illumination beam path that the setting of the offsets are focused.

setspannungen (U_orrs*) mit der Umschaltung des Ob- Es ist zweckmäßig einen Strahlteiler vorzusehen, derset voltages (U _o rrs *) with the switching of the Ob- It is advisable to provide a beam splitter that

jektivrevolvers gekoppelt ist die Hilfsbeleuchtung in einen ersten, in den Strahlengang des Mikroskops eingekoppelten und einen zwei-The auxiliary lighting is coupled to a jective turret in a first, coupled into the beam path of the microscope and a second

ten, auf einen die Intensität der Hilfsbeleuchtung mes-measure the intensity of the auxiliary lighting

50 senden, weiteren Detektor gerichteten Teil zerlegt. Über den weiteren Detektor können dann Alterungser-Send 50, further detector-directed part disassembled. The additional detector can then be used to

Die Erfindung betrifft eine Autofokuseinrichtung für scheinungen der Lichtquellen der Hilfsbeleuchtung erMikroskope, mit einer Hilfsbeleuchtung, die in den kannt und beide Lichtquellen auf gleiche Intensität ein-Strahlengang des Mikroskops eingespiegelt wird, und geregelt werden.The invention relates to an autofocus device for phenomena of the light sources of the auxiliary lighting erMikroskope, with auxiliary lighting that knows in the and both light sources are reflected on the same intensity a beam path of the microscope, and are regulated.

einem oder mehreren Detektoren zur Erzeugung eines 55 Die Hilfsbeleuchtung wird vorteilhaft in den Beleuchdem Fokussierzustand entsprechenden Signals, gemäß tungsstrahlengang eines Auflichtmikroskops eingekopdem Oberbegriff des Anspruches 1. pelt. Der Beleuchtungsstrahlengang ist nämlich in der In der Haupt-Anmeldung gemäß DE-OS 33 28 821 ist Regel für das Ansetzen derartiger Zusatzgeräte leichter eine derartige Autofokuseinrichtung beschrieben. Infol- zugänglich. Diese Lösung hat auch den Vorteil, daß z. B. ge der dort offenbarten Anordnung zweier alternierend 60 keine Bildausgänge im Beobachtungstubus durch die geschalteter Lichtquellen in einer Pupille des Mikro- Autofokuseinheit belegt werden, skops bleiben Gleichlichtanteile,die aus DeJustierungen Es ist jedoch schwierig eine derartige Autofokuseinoptischer Bauteile oder Reflexlicht aus dem eigentlichen richtung in den Strahlengang einer Dunkelfeldbeleuch-Beleuchtungsstrahlengang des Mikroskops resultieren, tungseinrichtung cinzuspiegcln. Um die Autofokuseinohne Einfluß auf das Regelsignal. Die vorliegende Erfin- 65 richtung auch in dieser Betriebsart einsetzen zu können, dung betrifft eine weitere Verbesserung der in der kann es vorteilhaft sein, die Einspiegelung des HilfsHaupt-Anmeldung beschriebenen Autofokuseinrich- strahlenganges in den Beobachtungstubus vorzunehtung. men.one or more detectors for generating a signal. The illuminating beam path is namely in the In the main application according to DE-OS 33 28 821 rule for attaching such additional devices is easier such an autofocus device described. Infol- accessible. This solution also has the advantage that, for. B. Ge the arrangement of two alternating 60 no image outputs in the observation tube through the switched light sources are occupied in a pupil of the micro-autofocus unit, However, it is difficult to mirror such an autofocus in optical components or reflected light from the actual direction into the beam path of a dark field illumination beam path of the microscope. To the autofocus without affecting the control signal. To be able to use the present invention also in this operating mode, This application relates to a further improvement in the in which it can be advantageous to mirror the autofocusing device beam path described in the auxiliary main application into the observation tube. men.