DE4207630A1 - Verwendung eines stereomikroskops - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Stereomikroskops mit zwei Strahlengängen.

Stereomikroskope werden normalerweise dazu verwendet, Objekte stereoskopisch zu betrachten. Hierbei ist jeder Strahlengang einem Auge des Betrachters zugeordnet. Einer der Strahlengänge des Stereomikroskops kann dabei auch für den Anschluß einer Kamera zur Aufnahme des Objekts vorgesehen sein. Darüberhinaus sind für Stereomikroskope Meßokulare bekannt, die ein Vermessen des Objekts durch direkten Vergleich mit einer in einer Bildebene angeordneten Skala ermöglichen.

Bei allen bekannten Verwendungen von Stereomikroskopen werden beide Strahlengänge in derselben Richtung vom Objekt zum Okular genutzt.

Es sind sowohl Stereomikroskope mit getrennten Objektiven für beide Strahlengänge als auch solche mit einem einzigen Objektiv bekannt. Im zweiten Fall sind die geometrischen Voraussetzungen zum Erreichen größerer Blickwinkel günstiger. Vorteile ergeben sich auch bei der Justierung.

Als Verfahren zur Vermessung von Objekten ist die Lichtschnittmikroskopie bekannt. Dabei wird eine Lichtebene auf ein Objekt projiziert und die Projektion aus einer Richtung möglichst senkrecht zur Lichtebene betrachtet. Die Projektion der Lichtebene auf dem Objekt ist eine Linie, deren Verlauf präzise Informationen über die Kontur der Oberfläche des Objekts beinhaltet. Insbesondere lassen sich am Verlauf der Linie Höhenunterschiede auf der Oberfläche des Objekts qualitativ und quantitativ bestimmen. Die Lichtebene, die auf das Objekt projiziert wird, ist am einfachsten durch die rückwärtige Beleuchtung einer Spaltplatte bereitzustellen. Bei der Durchführung der Lichtschnittmikroskopie ist es bekannt, ein Mikroskop zur Betrachtung der Projektion der Lichtebene zu verwenden, und die Projektion mit einer Kamera aufzuzeichnen. Bislang werden zur Durchführung der Lichtschnittmikroskopie jedoch besondere, weitgehend nur für diesen Zweck einsetzbare Instrumente verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Einsatzmöglichkeit eines bekannten Stereomikroskops mit zwei Strahlengängen aufzuzeigen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Stereomikroskop zur Lichtschnittmikroskopie verwendet wird, wobei durch den einen Strahlengang eine Lichtebene auf ein Objekt projiziert wird und die Projektion der Lichtebene auf dem Objekt auf dem anderen Strahlengang abgebildet wird. Überraschend stellt sich heraus, daß ein herkömmliches Stereomikroskop in besonderem Maße zur Durchführung der Lichtschnittmikroskopie geeignet ist. Hierbei wird der eine Strahlengang entgegen seiner üblichen Richtung zur Projektion der Lichtebene auf das Objekt genutzt. Obwohl hieraus resultiert, daß die Projektion der Lichtebene unter einem verhältnismäßig flachen Winkel betrachtet wird und die Lichtebene auf diese Weise nicht mit einer Bildebene zusammenfällt, ergeben sich hieraus keine nennenswerten Schwierigkeiten für die Lichtschnittmikroskopie. Dies ist im wesentlichen auf die bei einem Stereomikroskop vorhandene große Tiefenschärfe der Abbildungsoptik zurückzuführen. Die Projektion der Lichtebene wird auch bei unterschiedlichem Abstand zum Objektiv scharf abgebildet und ist damit auswertbar.

An dem Stereomikroskop kann ein gemeinsames Objektiv für beide Strahlengänge vorgesehen sein. Das gemeinsame Objektiv erlaubt eine große Annäherung an das Objekt, wodurch der Winkel zwischen den beiden Strahlengängen am Objektivausgang und damit der Winkel, unter dem die Lichtebene betrachtet wird, besonders groß ist.

An dem Stereomikroskop kann in jedem Strahlengang ein Strahlteiler vorgesehen sein, wobei von dem Objekt aus hinter den Strahlteilern in dem einen Strahlengang ein Projektor einerseits und ein Okular andererseits und in dem anderen Strahlengang eine Kamera einerseits und ein Okular andererseits angeordnet sind. Auf diese Weise ist vorteilhaft die Durchführung der Lichtschnittmikroskopie zugleich mit der stereoskopischen Betrachtung des Objekts möglich.

Die Kamera ist vorteilhafterweise als CCD-Kamera ausgebildet. Eine CCD-Kamera zeichnet die Projektion der Lichtebene in einer für eine softwaregestütze Auswertung geeigneten Weise auf. Theoretisch ist es auch möglich bei der Lichtschnittmikroskopie auf eine Kamera ganz zu verzichten. In diesem Fall wäre die Projektion der Lichtebene auf der Oberfläche des Objekts mit einem Meßokular direkt zu vermessen.

Der Projektor kann als Lichtquelle einen Laser aufweisen. Ein Laserstrahl ist durch eine Optik in dem Maße in eine Lichtebene umformbar, wie dies für die Durchführung der Lichtschnittmikroskopie notwendig ist. Vorteilhaft weist die unter Zuhilfenahme eines Lasers bereitgestellte Lichtebene eine hohe, leicht registrierbare Lichtintensität auf.

Der Projektor kann eine Spaltplatte oder eine Stichplatte aufweisen. Insbesondere wenn eine Leuchtdiode oder Glühlampe als Lichtquelle in dem Projektor zum Einsatz kommt, empfiehlt es sich, die Lichtebene durch eine Spaltplatte zu formen, die von hinten zu beleuchten ist. In einzelnen Fällen mag auch eine Strichplatte sinnvoll sein. Hier ist dann die Lichtebene der Bereich der geringsten Lichtintensität, also eigentlich eine "Dunkelebene".

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Verwendung eines ersten Stereomikroskops zur Lichtschnittmikroskopie,

Fig. 2 die Verwendung eines zweiten Stereomikroskops zur Lichtschnittmikroskopie und

Fig. 3 ein zu vermessendes Objekt mit aufprojizierter Lichtebene.

Das in Fig. 1 dargestellte Stereomikroskop 1 weist für zwei Strahlengänge 2, 3 jeweils ein gesondertes Objektiv 4, 5 und Okular 6, 7 auf. Hierbei ist das Okular 7 als Meßokular ausgebildet. Vor dem Okular 6 ist in dem Strahlengang 2 eine Strichplatte 8 angeordnet, die von hinten von einer Lichtquelle 10 beleuchtet wird. Die Strichplatte 8 blendet das Licht der Lichtquelle 9 bis auf eine einzelne Lichtebene aus. Diese Lichtebene wird durch das Okular 6 und das Objektiv 4 auf ein Objekt 10 projiziert. Die Projektion der Lichtebene wird durch das Objektiv 5 und das Okular 7 abgebildet. Die Projektion der Lichtebene wird hierbei unter einem Winkel 11, der deutlich größer als 0° aber auch kleiner als 90° ist, betrachtet. Auf diese Weise macht sich eine von einer Ebene abweichende Oberflächenkontur des Objekts 10 durch eine Abweichung der Projektion der Lichtebene von einer geraden Linie bemerkbar. Das Maß der Abweichung ist durch das als Meßokular ausgebildete Okular 7 feststellbar. Wie ersichtlich, läßt sich ein herkömmliches Stereomikroskop 1 auf diese Weise zur Lichtschnittmikroskopie verwenden. Es ist nur ein die Spaltplatte 8 und die Lichtquelle 9 aufweisender Projektor 8, 9 vorzusehen.

Das in Fig. 2 dargestellte Stereomikroskop 1 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 im wesentlichen darin, daß nur ein Objektiv 4 für beide Strahlengänge 2, 3 und in jedem der Strahlengänge 2, 3 ein Strahlteiler 12, 13 vorgesehen ist. Vom Objekt aus ist hinter den Strahlteiler 12 ein Projektor 8, 9 mit Spaltplatte 8 und Lichtquelle 9 einerseits und ein Okular 6′ andererseits angeordnet. Beim Strahlengang 3 sind es eine Kamera 14 einerseits und ein Okular 7′ andererseits. Die Okulare 6′, 7′ dienen hierbei zur Betrachtung des Objekts 10 unabhängig von der Lichtschnittmikroskopie. Die Lichtschnittmikroskopie wird ausschließlich mit Hilfe des Projektors 8, 9 und der Kamera 14 durchgeführt, kann aber durch die Okulare 6′, 7′ beobachtet, überwacht oder gesteuert werden. Zur Gleichrichtung aller optischen Achsen im Bereich der Okulare 6′, 7′, des Projektors 8, 9 und der Kamera 14 sind Umlenkspiegel 15, 16 vorgesehen. Zur Trennung der Strahlengänge 2, 3 im Anschluß an das Objektiv 4 dienen Prismen 17, 18. Die Ausführungsform des Stereomikroskops 1 gemäß Fig. 2 bietet Vorteile hinsichtlich der Justierung und der geometrischen Verhältnisse bei Annäherung des Objektivs 4 an das Objekt 10.

In Fig. 3 ist die Projektion der durch das Okular 6 und das Objektiv 4 gemäß den Fig. 1 und 2 auf das Objekt 10 fokussierten Lichtebene dargestellt. Die Projektion ist eine Linie 19, deren Verlauf Informationen über die Kontur der Oberfläche 20 des Objekts 10 beinhaltet. Wenn die Kamera 14 gemäß Fig. 2 beispielsweise eine CCD-Kamera ist, kann nach Abscannen des gesamten Objekts 10 aus dem jeweiligen Verlauf der Linie 19 eine mathematische Darstellung der Oberfläche 20 des Objekts 10 gewonnen werden. Hierbei ist natürlich die zugrundeliegende Geometrie, insbesondere der Winkel 11 und die Vergrößerung des Stereomikroskops 1 zu berücksichtigen.

Bezugszeichenliste

 1 Stereomikroskop
 2 Strahlengang
 3 Strahlengang
 4 Objektiv
 5 Objektiv
 6 Okular
 7 Okular
 8 Strichplatte
 9 Lichtquelle
10 Objekt
11 Winkel
12 Strahlteiler
13 Strahlteiler
14 Kamera
15 Umlenkspiegel
16 Umlenkspiegel
17 Prisma
18 Prisma
19 Linie

Claims (6)

1. Verwendung eines Stereomikroskops (1) mit zwei Strahlengängen (2, 3) zur Lichtschnittmikroskopie, wobei durch den einen Strahlengang (2) eine Lichtebene auf ein Objekt (10) projiziert wird und die Projektion der Lichtebene auf dem Objekt (10) durch den anderen Strahlengang (3) abgebildet wird.

2. Verwendung eines Stereomikroskops nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stereomikroskop (1) ein gemeinsames Objektiv (4) für beide Strahlengänge (2, 3) vorgesehen ist.

3. Verwendung eines Stereomikroskops nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stereomikroskop (1) in jedem Strahlengang (2, 3) ein Strahlteiler (12, 13) vorgesehen ist, wobei von dem Objekt (10) aus hinter den Strahlteilern (12, 13) in dem einen Strahlengang (2) ein Projektor (8, 9) einerseits und ein Okular (6′) andererseits und in dem anderen Strahlengang (3) eine Kamera (14) einerseits und ein Okular (7′) andererseits angeordnet sind.

4. Verwendung eines Stereomikroskops nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (14) eine CCD-Kamera ist.

5. Verwendung eines Stereomikroskops nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor (8, 9) als Lichtquelle (9) einen Laser aufweist.

6. Verwendung eines Stereomikroskops nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor (8, 9) eine Spaltplatte (8) oder eine Strichplatte aufweist.