用于檢查微觀樣本的光顯微鏡和顯微鏡學方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于檢查微觀樣本的光顯微鏡和顯微鏡學方法。根據本發(fā)明，該顯微鏡學方法的其特征在于：在不同樣本記錄的高度測量范圍相互重疊的高度，記錄樣本記錄；在兩個分別的樣本記錄中，識別共同橫向區(qū)域；對共同橫向區(qū)域，能在兩個樣本記錄中獲得高度信息；并且在用于至少一個共同橫向區(qū)域的不同樣本記錄的高度信息的基礎上，確定不同樣本記錄的高度信息的聯系。本發(fā)明另外基于相應的光顯微鏡。
【專利說明】用于檢查微觀樣本的光顯微鏡和顯微鏡學方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明第一方面涉及根據權利要求1的前序的用于檢查微觀樣本的顯微鏡學方法(microscopy method)。
[0002]在第二方面中，本發(fā)明涉及根據權利要求12的前序的光顯微鏡。

【背景技術】
[0003]已知光顯微鏡和顯微鏡學方法的目的是確定樣本表面的高度。樣本表面一方面能理解成待檢查的對象的外邊界。然而，也可以理解成待檢查的對象的內部的表面，例如水溶液中的生物細胞或細胞成分。尤其對特征化技術表面和導出粗糙度測量值和地形，這些測量是相關的。
[0004]通過用于檢查微觀樣本的通用顯微鏡學方法，上述高度確定是可能的。在該方法中，假定通過光源設備，向樣本發(fā)射照明光，通過光學成像裝置，將來自樣本的樣本光導向檢測器單元，通過檢測器單元測量樣本光來產生多個樣本記錄，從每一樣本記錄獲得用于樣本的相應多個橫向區(qū)域(lateral reg1n)的高度信息,其中,在每一,清況下，每個樣本記錄的高度信息限定到一個高度測量范圍，并且不同樣本記錄的高度測量范圍彼此不同，由樣本記錄計算整體圖像，其中，整合不同樣本記錄的整體圖像高度信息。
[0005]用于檢查微觀樣本的通用光顯微鏡包括向樣本發(fā)射照明光的光源設備、將照明光導向樣本并且引導來自樣本的樣本光的光學成像裝置、測量樣本光來產生多個樣本記錄的檢測器單元、被設計成從每一樣本記錄獲得用于樣本的多個橫向區(qū)域的每一個的高度信息的電子控制評價裝置，其中，在每一情況下，每一樣本記錄的高度信息限定到一個高度測量范圍，并且不同樣本記錄的高度測量范圍相互不同，并且其中，電子控制評價裝置被另外設計成從樣本記錄計算整體圖像，其中，整合不同樣本記錄的整體圖像高度信息。
[0006]能理解整合不同樣本記錄的高度信息，在于不再與另外的各個樣本記錄的高度信息無關地提供一個樣本記錄的高度信息，而是相反，相對于共同基準點，表達樣本記錄的每一個的高度信息。因此，能有意圖地將一個樣本記錄的高度信息與來自另一樣本記錄的高度信息比較。
[0007]例如，已知通過共焦顯微鏡的高度檢查。在這種情況下，通過初始聚焦在某一高度平面的照明光，掃描樣本。同時，將樣本圖像記錄為上述樣本記錄。例如，能評價該樣本圖像來確認樣本區(qū)域，即樣本的特定橫向區(qū)域正好位于照明高度平面還是離它有一定距離。然后，在高度方向中，即，在從樣本延伸到光顯微鏡的物鏡的光軸的方向中，通過可調整樣本臺，移動樣本。然后，記錄和評價第二樣本圖像。現在確定在第一樣本圖像的情況下位于照明高度平面中的橫向區(qū)域的高度與第二樣本圖像的情況下位于照明高度平面的另一橫向區(qū)域的高度之間的關系。為此目的，檢測調整高度，由此，在兩個圖像的記錄之間的高度中移動樣本。然后，通過調整高度的知識，整合兩個樣本記錄的高度信息。缺點在于要求高成本調整元件來高精度地確定該高度。
[0008]為同時檢查多個橫向區(qū)域，在共焦顯微鏡中使用具有尼普科夫盤(Nipkow disc)的旋轉盤方法。在這種情況下，使用具有多個孔的盤，通過孔，照射多個橫向區(qū)域。通過旋轉該盤，在橫向方向執(zhí)行掃描。對具有不同高度測量范圍的樣本記錄，還要求在高度方向中移動樣本，這通常必須經高精度致動器系統(tǒng)來確定。
[0009]此外，會發(fā)生振動或碰撞，由于此，在測量期間，樣本的高度位置改變。在大多數情況下，因此，使用昂貴的減振臺。
[0010]在具有結構化照明的顯微鏡中，產生同樣的問題，其中，通常對不同點陣圖像產生樣本圖像并且樣本圖像被用于計算來產生高分辨率圖像。
[0011]同樣，在共焦和非共焦光部分的單獨同步記錄的情況下，必須執(zhí)行樣本的高度移動，由此，這關系到用于精確調整單元的高成本和不期望的振動效果。
[0012]此外，已知用于獲得高度信息的彩色共焦原理。在這種情況下，使用具有彩色效果的光學元件，其中，屈光力取決于波長。用這種方式，由其波長而定，能將光聚焦到不同高度平面上。能使用具有連續(xù)共焦檢測的寬帶光源或可調光源。取決于不同波長的光的強度，能推斷樣本的橫向區(qū)域的高度。通過不同波長的光的不同聚焦，限定高度測量范圍。如果樣本具有超出該高度測量范圍的大不相同的高度，還必須通過該測量方法，在高度方向中移動樣本。通常必須通過精確的調整裝置來檢測該移動距離。此外，例如樣本臺的振動對測量結果有非常大的不利影響。
[0013]在納米輪廓測定方法的情況下，同樣的問題也存在。其中，定位樣本，使得它位于寬視場共焦顯微鏡的軸向響應函數的上升或下降側面中。如果通過先前的校準步驟，已知不同樣本橫向區(qū)域的相對反射率，則能直接確定高度輪廓。然而，高度測量范圍有限，意指通常必須在高度方向中移動樣本，并且另外的樣本記錄是必要的。為聯系這些不同記錄的高度信息，要求樣本的高度調整的精確知識。
[0014]有許多另外的測量方法，但分別限定到一個高度測量范圍，并且要求相對于照明和檢測光路移動樣本。所有這些常規(guī)的方法具有通過高成本調整元件來高精度相對移動樣本是必要的并且測量結果仍然大大地受振動影響的缺點。


【發(fā)明內容】

[0015]能認為本發(fā)明的目的是表明顯微鏡學方法和光顯微鏡，通過它們，能在特別大的高度范圍上，精確并且成本有效地檢查樣本。
[0016]通過具有權利要求1的特征的顯微鏡學方法和通過具有權利要求2的特征的光顯微鏡，實現該目的。
[0017]根據本發(fā)明的顯微鏡學方法和根據本發(fā)明的光顯微鏡的有利變形是從屬權利要求的主題并且在下述描述中另外說明。
[0018]在上述類型的顯微鏡學方法中，根據本發(fā)明，提供在使得不同樣本記錄的高度測量范圍相互重疊的高度，記錄樣本記錄，在兩個分別的樣本記錄中識別共同的橫向區(qū)域，對此，能在兩個樣本記錄中獲得高度信息，并且在用于至于一個共同橫向區(qū)域的不同樣本記錄的高度信息的基礎上，確定不同樣本記錄的高度信息之間的聯系。
[0019]在上述類型的光顯微鏡中，根據本發(fā)明，采用電子控制評價裝置:
[0020]-在使得不同樣本記錄的高度測量范圍相互重疊的高度，記錄樣本記錄，
[0021]-在兩個分別的樣本記錄中，識別共同橫向區(qū)域，對此，能在兩個樣本記錄中獲得高度信息，即，識別至少一個共同橫向區(qū)域，對此，在兩個樣本記錄中獲得高度信息，在該橫向區(qū)域中，高度由此位于高度測量范圍內，并且
[0022]-在用于至少一個共同橫向區(qū)域的不同樣本記錄的高度信息的基礎上，確定不同樣本記錄的高度信息之間的聯系。
[0023]優(yōu)選通過控制評價裝置來自動地執(zhí)行這些步驟。
[0024]能明白本發(fā)明的基礎理念是通過在兩個分別的樣本記錄中識別共同橫向區(qū)域，整合不同樣本記錄的高度信息用于整體圖像，對共同橫向區(qū)域，能在兩個樣本記錄中獲得高度信息，并且通過經共同橫向區(qū)域的高度信息，確定剩余橫向區(qū)域的高度信息的關系，為此，能在兩個樣本記錄的僅一個中，獲得高度信息。
[0025]在下文中，詳細地闡述本發(fā)明的理念。
[0026]通過評價每一樣本記錄，能獲得高度信息。然而，高度信息僅構成表示樣本記錄內的不同橫向區(qū)域的高度關系的相對表示。開始未知一個樣本記錄的高度信息和另一樣本記錄的高度信息之間的關系。
[0027]通常，為此目的，使用精確調整裝置來檢測高度距離，通過精確調整裝置，能在兩個樣本記錄之間移動樣本。
[0028]根據本發(fā)明，不需要精確調整裝置。能明白本發(fā)明的主要理念在于通過來自樣本記錄本身的信息，確定不同樣本記錄的高度信息之間的聯系。由此，用能計算不同樣本記錄之間的樣本的高度調整的方式，評價樣本記錄。
[0029]為此，信息必須包含在兩個分別的樣本記錄中，從該信息，能確定哪一測量值，SP，哪一高度信息，特征化樣本區(qū)域的相同高度。為實現此，樣本和從一個樣本記錄到下一樣本記錄的照明和檢測光路之間的相對移動可能不是任何所需的水平。相反，相對移動正好是在兩個分別的樣本記錄的高度測量范圍相互重疊的高度執(zhí)行樣本記錄的大小。這是必要的，以便能在兩個分別的樣本記錄中，檢查樣本的至少一個重合橫向區(qū)域。該橫向區(qū)域的高度能用作基準高度。由此，在用于相同橫向區(qū)域的兩個樣本記錄中，確定高度信息。兩個樣本記錄的高度信息表示樣本區(qū)域的相同高度，是指向它們指定相同的絕對高度值。樣本記錄的剩余高度信息構成相對于該基準或絕對高度值的相對信息。由此，能將剩余高度信息轉換成絕對高度值。由此，在兩個樣本記錄的高度信息之間產生聯系。
[0030]在使得其高度測量范圍與上述樣本記錄的一個重疊的高度，依次記錄任選第三樣本記錄。由此，在這兩個樣本記錄中確定共同橫向區(qū)域，并且將所述共同橫向區(qū)域的高度用作用于第三樣本記錄的剩余高度信息的支持或基準值。
[0031]對于可能執(zhí)行的所有另外的樣本記錄，采用類似的過程。
[0032]根據本發(fā)明的優(yōu)選變形，如下實現聯系:對每一樣本記錄，將橫向區(qū)域的一個的高度信息確定為用于該樣本記錄的基準點。替代地，從多個橫向區(qū)域的高度信息，導出大體上的任意基準點。然后，將在用于不同橫向區(qū)域的樣本記錄中獲得的高度信息表達為相對于該樣本記錄的基準點的相對高度。對兩個樣本記錄共同的橫向區(qū)域的至少一個，確定已經對兩個樣本記錄中的該橫向區(qū)域確定的兩個相對高度之間的差。然后，通過所確定的差，確定高度偏移。該高度偏移能等于該差。如果對多個共同橫向區(qū)域，確定各個差，能將高度偏移固定為該差的平均值。為聯系兩個樣本記錄的高度信息，最后，通過高度偏移，修改這些樣本記錄的一個的相對高度。由此，兩個樣本記錄由此獲得的相對高度參考相同基準點。
[0033]優(yōu)選將高度信息選擇為來自橫向區(qū)域的測量精度最高的基準點。如果例如通過用于相關橫向區(qū)域的光強度的單調函數，確定高度信息，最高測量精度是橫向區(qū)域的光強度的信噪比最大的最高測量精度。
[0034]大體地能以任何所需的方式執(zhí)行樣本記錄，假定它包含在高度測量范圍的高度信息，即假定在樣本記錄的特定高度范圍內能使樣本表面的不同高度相互遠離。
[0035]能通過單個或多個樣本圖像形成樣本記錄。優(yōu)選記錄兩個樣本圖像，其構成樣本記錄。如在下文更詳細地描述，不需要高度調整來記錄這兩個樣本圖像。由此，能由樣本記錄覆蓋更大的高度測量范圍。
[0036]高度測量范圍例如能是I μ m。如果樣本具有更大高度差，對超出I μ m的高度測量范圍的樣本的橫向區(qū)域，能獲得無定量高度信息，或僅非常不準確的定量高度信息。
[0037]將檢測的樣本光能是從樣本傳播回的照明光，特別是反射或散射照明光。然而，這些樣本光也能是通過照明光的激發(fā)產生的冷光，即，熒光或磷光。
[0038]所使用的光源設備大體上是任何設計，只要它向樣本發(fā)射照明光，例如可見、紅外或紫外光。能包括一個或多個光源單元，例如激光器或LED。優(yōu)選通過光源設備，在樣本上產生由多個光點組成的光點圖案。為此，以相應的圖案，緊挨地布置多個光源。替代地，光源能照射遮光板，通過該遮光板形成光點圖案。該遮光板能由例如小孔或反射鏡組成。電子可調微鏡陣列(DMD:數碼微鏡器件)也能用作反射鏡。能使用基于例如可轉換液晶區(qū)域的其他電子激活光調制器。格柵能用作遮光板。能橫切和/或在光的傳播方向中可調該格柵。用這種方式，能照射的不同橫向區(qū)域的數量增加。此外，能改變銳利成像光點圖案的高度平面。格柵包括具有一個或兩個格柵常數的周期結構。替代地，格柵還能具有不規(guī)則結構，由此，同時產生不同維度的光點。
[0039]此外，光源設備或光學成像裝置還能具有掃描儀，通過掃描儀，照明光束相繼地照射不同橫向區(qū)域，由此產生光點圖案。
[0040]光點同時照射彼此分開的橫向區(qū)域。用這種方式，能在單個樣本記錄中，檢查樣本的多個橫向區(qū)域。由于總是將至少一個橫向區(qū)域用作基準來聯系不同樣本記錄的高度信息，因此，繼續(xù)強制地需要在樣本記錄中檢查多個橫向區(qū)域。
[0041]橫向區(qū)域能理解成橫切的、特別是垂直于高度方向的樣本的區(qū)域。由此，高度方向能理解成從光顯微鏡的物鏡到樣本的光軸的方向。
[0042]從多個樣本記錄計算的整體圖像包括樣本的多個橫向區(qū)域的兩個橫向和高度方向的坐標。因此，整體圖像能理解成3D圖像。
[0043]通常不同樣本記錄的高度信息之間的聯系理解成相對于共同基準表達的不同樣本記錄的高度信息。事實上，樣本記錄初始提供用于其他各個基準點的高度信息，并且開始不知道這些不同基準點如何相關。
[0044]優(yōu)選將同一個高度值指定給兩個樣本記錄共同的橫向區(qū)域的每一個，以便聯系這兩個樣本記錄。兩個樣本記錄分別包含用于剩余橫向區(qū)域的高度信息，為此，能僅在兩個樣本記錄的一個中，獲得高度信息。從樣本記錄已知該高度信息與共同橫向區(qū)域的高度信息的關系。因此，現在能相對于上述高度值，表達剩余橫向區(qū)域的高度信息。
[0045]共同橫向區(qū)域能理解成至少相互重疊的樣本的橫向區(qū)域。它們優(yōu)選是同心并且具有相同的形狀。能分別由光點照射的樣本表面，限定橫向區(qū)域。在這種情況下，光點的大小能在光的傳播方向中改變，意指在樣本表面上產生的光點對兩個不同的樣本記錄能在大小方面不同。由此，共同橫向區(qū)域是同心并且是相同形狀，但具有不同大小。
[0046]為聯系兩個樣本記錄的高度信息，能通過計算對于共同橫向區(qū)域的不同樣本記錄的高度信息之間的差，計算這些樣本記錄的高度測量范圍之間的高度偏移，并且由該高度偏移置換這兩個樣本記錄中的一個的高度信息。例如，第一樣本記錄能示出橫向區(qū)域具有相對任意基準點的0.3μπι的高度。另一樣本記錄能示出相同橫向區(qū)域具有相對于另一任意基準點的0.8μπι的高度?，F在，能將這些樣本記錄之間的高度偏移確定為差:0.8 μ m-0.3 μ m = 0.5 μ m?，F在，由0.5 μ m置換兩個樣本記錄中的一個的所有高度信息。由此，相對于同一基準點，表達兩個樣本記錄的高度信息。
[0047]對每一樣本記錄，能有用地確定和選擇高度位于各個高度測量范圍內的橫向區(qū)域。僅使用這些所選擇的橫向區(qū)域的高度信息來計算整體圖像。能通過例如確定該測量值是否滿足特定信號質量，尤其是大于閾值，確定記錄測量值的橫向區(qū)域是否位于高度測量范圍內。
[0048]由此，能由僅在位于高度測量范圍內的樣本的橫向區(qū)域的高度下才是足夠的信號質量，限定高度測量范圍。尤其能通過超出特定閾值的信噪比，限定足夠的信號質量。
[0049]在這種情況下，其中，在兩個樣本記錄中識別多個共同橫向區(qū)域，優(yōu)選使用所有共同橫向區(qū)域的高度信息來確定剩余橫向區(qū)域的高度信息的聯系，為此，能在兩個樣本記錄的僅一個中，獲得高度信息。由此，能實現聯系的更大精度。
[0050]對共同橫向區(qū)域的每一個，能計算兩個樣本記錄的高度測量范圍之間的差，由此，根據測量不準確的結果，這些差能具有可忽略的不同值。由此，能由差形成平均值。該平均值能用作觀察中的兩個樣本記錄的高度測量范圍之間的高度偏移。
[0051]當使用多個共同橫向區(qū)域的高度信息來聯系高度信息時，能提供其來不同地加權用于多個共同橫向區(qū)域的高度信息。例如，取決于相關聯的信號質量，能實現高度信息的加權。如果例如由光強度導出高度信息，則通過更大的光強度，信噪比及信號質量更好。如果由圖像銳度確定橫向區(qū)域的高度信息，則通過用于各個橫向區(qū)域的測量信息的更大圖像銳度，信號質量越好。
[0052]為產生多個樣本記錄，能執(zhí)行高度掃描。在高度掃描期間，對每一樣本記錄，調整將樣本光引導到檢測器單元的樣本的高度范圍。為此，能在例如高度方面調整樣本。還能相對于樣本，調整照明和/或樣本光的光路。當使用對不同光波長，產生不同焦點的彩色光學系統(tǒng)時，通過不同波長的照明光的順序發(fā)射，能產生不同樣本記錄。這也能描述為Lambda掃描。
[0053]根據本發(fā)明的第四實施例，提供光學成像裝置，用于編碼高度信息，所述光學成像裝置具有點成像功能，通過該點成像功能，光源的點被成像在樣本的橫向區(qū)域上或樣本的橫向區(qū)域被成像在檢測器單元上的形態(tài)或形狀取決于各個橫向區(qū)域的高度。在通過檢測器單元記錄的樣本記錄中，然后，確定多個成像橫向區(qū)域的各自的形態(tài)或形狀。最后，由形狀導出各個橫向區(qū)域的高度信息。
[0054]例如，通過具有像散的光學元件，能實現這種點成像功能。為此，特別地，能在樣本和檢測器單元之間的光路中，提供柱面透鏡。通過柱面透鏡，畸變樣本的點狀或圓形形狀的橫向區(qū)域，使得檢測器單元上的圖像的寬度和長度相互不同。該圖像的寬度和長度由此取決于樣本的成像橫向區(qū)域的高度。由此，能由圖像的寬度和長度，導出高度信息。
[0055]替代地，還能將柱面透鏡布置在光源設備和樣本之間，由此，以畸變的方式，將點狀或圓形形狀的光源成像在樣本上，并且具體形狀取決于照射橫向區(qū)域的高度。然后，通過檢測器單元，測量照射區(qū)的形狀，由此，在所述檢測器單元前，不再需要另外的柱面透鏡。更明確地說，在這些實施例中，能使用具有像散的任何所需光學元件，代替柱面透鏡。
[0056]光學成像裝置還能包括具有點成像功能的所謂的相位片，在樣本光的傳播方向中，即在樣本的高度方向中，通過形態(tài)相關性，螺旋地成像點。
[0057]根據這些實施例，每一樣本記錄能包括正好一個樣本圖像。
[0058]根據本發(fā)明的優(yōu)選變形，通過下述操作，從樣本記錄獲得高度信息:
[0059]-強度確定，其中，例如以納米輪廓測定方法，從用于橫向區(qū)域的測量光強度，導出用于該橫向區(qū)域的高度信息，和/或
[0060]-銳度確定，其中，從用于橫向區(qū)域的確定圖像銳度，導出用于該橫向區(qū)域的高度信息。
[0061]替代地，還能確定相干性對比或相干性度，其以與光強度和銳度相同的方式取決于各個橫向區(qū)域的高度。此外，還能檢測照明光的反射光子的到達時間，以便獲得高度信肩、O
[0062]還能經照明光和樣本光的干涉，由樣本記錄確定高度信息。為此，將照明光引導到樣本并且在檢測器單元的方向中引導來自樣本的樣本光。照明光的一部分在該部分到達樣本前，被分支到基準路徑上，并且導致與檢測器單元的樣本光的干涉。干涉模式，或分別地，特定檢測器區(qū)域域的光強度，取決于樣本的高度，意指能獲得高度信息。這種樣本記錄還具有有限高度測量范圍。由此，將樣本移動到初始但不準確的已知不同高度并且計算以根據本發(fā)明的方式記錄的高度信息的聯系是好的理念。
[0063]根據另一優(yōu)選實施例，執(zhí)行彩色共焦樣本檢查或白光干涉量度學來產生樣本記錄，由該樣本記錄獲得高度信息。在這些情況下，照明光的焦平面是波長相關的。由此，通過共焦布置，能將多個光點照射在不同樣本區(qū)域上。通過使用例如小孔圓盤或數字隔膜，通過檢測器單元，僅測量來自這些精確的照射樣本區(qū)域的樣本光。通過彩色高效光學元件，對不同波長的光，產生不同共焦平面。取決于波長，對每一照射樣本區(qū)域，能確定樣本光的強度。通過確定強度最大的波長，可以確定與照射橫向區(qū)域的高度重合的多個共焦平面中的共焦平面。
[0064]能將照明光發(fā)射為覆蓋寬光譜范圍的白光。在這種情況下，檢測器單元以分辨波長的方式測量。替代地，能相繼地發(fā)射不同波長范圍的照明光。用這種方式，檢測器單元的波長分辨率是不必要的。
[0065]根據另外的，尤其是優(yōu)選的實施例，能以對每一樣本記錄，分別記錄至少兩個樣本圖像的方式，設計光學成像裝置、光源設備和檢測器單元，無需機械地移動樣本、光學成像裝置或檢測器單元。為記錄兩個樣本圖像:
[0066]-通過光源設備和光學成像裝置，將至少兩個光點圖案聚焦在不同樣本或高度平面上和/或
[0067]-通過光學成像裝置和檢測器單元產生并且單獨地測量至少兩個不同樣本平面的圖像。
[0068]根據這些實施例，由此使用空間相等的布置來記錄至少兩個樣本圖像。在這些圖像的記錄之間，不執(zhí)行高度方向的掃描移動。此外，提高精度是可能的，因為不存在機械移動的不準確并且光學部件的振動具有降低的影響。此外，樣本相關的校準不是必要的。在下文中，更詳細地描述這些實施例的結構。
[0069]相對于該橫向區(qū)域，照射樣本區(qū)域或橫向區(qū)的大小取決于聚焦光點的高度平面的高度。由此取決于樣本的表面輪廓，在具有一個高度平面的樣本表面上，產生不同大小的光點。
[0070]在相對小的照射橫向區(qū)域，將具有高樣本光強度的相應小區(qū)域照射在檢測器單元上。另一方面，較大的照射橫向區(qū)域導致照射在檢測器單元上的相當大的區(qū)域和較小的樣本光強度。
[0071]能由此確定照射橫向區(qū)域位于聚焦光點圖案的高度平面內部還是外部。然而沒有樣本專用的基準測量，不能由單個樣本圖像確定位于高度平面的外部的橫向區(qū)域位于該高度平面上方還是下方。這通過借助于第二樣本圖像變得可能。
[0072]為記錄兩個樣本圖像，光點圖案能被聚焦在不同高度平面上。由此，記錄兩個樣本圖像的檢測器元件能位于同一像平面上來記錄兩個圖像。為第二樣本圖像而被照射的橫向區(qū)域是大于還是小于為第一樣本圖像而被照射的相應橫向區(qū)域，取決于該橫向區(qū)域的高度位于在第一樣本圖像的情況下聚焦光點圖案的第一高度平面上方還是下方。由此，能從對兩個樣本圖像中的相同橫向區(qū)域獲得的測量信息的比較，確定該橫向區(qū)域的高度在第一高度平面上方還是下方。
[0073]另一方面，如果必須比較不同、不等的橫向區(qū)域的測量信息，則在隨樣本改變的折射率和/或光散射的程度將歪曲該結果。
[0074]替代地，為記錄兩個樣本圖像，在樣本表面上產生相同的光點圖案，并且將不同高度平面成像在檢測器單元上并且單獨地測量。檢測器單元相應地記錄至少兩個樣本圖像，其中，定位檢測器單元的檢測器元件的檢測器平面可選地與第一高度平面和由此不同的第二高度平面共軛。聚焦光點圖案的高度平面能與第一或第二高度平面相同或均兩者均不同。
[0075]上述替代方案還能描述如下:將樣本上的某一高度平面成像在兩個空間偏移的像平面上。由此，兩個像平面分別與高度平面光學共軛。像平面相對于檢測器單元的檢測器平面不同地設置，并且被分別測量，由此，記錄兩個樣本圖像。由此，通過不同的銳度將高度平面成像在檢測器平面上。由對兩個樣本圖像中的相同橫向區(qū)域獲得的測量信息的比較確定該橫向區(qū)域的高度位于第一高度平面上方還是下方。
[0076]借助于先前存儲的基準數據，定量聲明是可能的。在具有已知高度輪廓的對象上，在前基準測量中確定這些基準數據。通過比較圖像銳度或光強度，可以通過基準數據說明所檢查的橫向區(qū)域的高度離兩個高度平面有多遠。
[0077]通常，高度平面是平面，但也可以是彎曲或其他形態(tài)的表面。這是例如具有彎曲圖像傳感器的情形。通常，高度平面能理解成可與檢測器單元的檢測器表面光學共軛，或與將在樣本上成像高度平面的光源設備的光點圖案光學共軛的表面。
[0078]光源設備優(yōu)選包括第一和至少第二光源單元來將光點圖案聚焦在不同高度平面。由此，在與樣本上的第一高度平面光學地共軛的平面中布置第一光源單元，并且在與樣本上的第二高度平面光學共軛的平面上布置第二光源單元。由此，能使用空間固定布置來在不同高度平面中產生光點圖案。
[0079]為了設計簡單，能前后布置至少兩個光源單元。由此，能使用檢測器單元的同一個檢測器區(qū)域，例如相同相機傳感器元件來記錄至少兩個樣本圖像。
[0080]然而，如果兩個光源單元的照明光能彼此區(qū)分，能同時記錄至少兩個樣本圖像。
[0081]特別地，為此，通過光源設備和光學成像裝置聚焦在不同像平面中的兩個光點圖案能在光屬性方面有區(qū)別。取決于光屬性，通過分束裝置，將樣本光引導到不同光路上，在不同光路的每一個中，通過檢測器單元測量樣本圖像。光屬性能是例如照明和樣本光的偏振或波長。由此，分束裝置能包括取決于光偏振或光波長反射或透射光的偏振分束器和/或二向色元件。
[0082]對樣本記錄，能記錄兩個樣本圖像，其中，將光點圖案聚焦在同一個高度平面上，而其中，不同的高度平面能成像在檢測器單元上。
[0083]為此，分束裝置能存在于樣本和檢測器單元之間，通過該分束裝置，穿過至少兩個空間不同的檢測光路分離樣本光。檢測器單元包括用于不同檢測光路的每一個的分別的檢測器區(qū)域。由此，不同高度平面成像在不同檢測器區(qū)域上。
[0084]換句話說，通過樣本光，將照射高度平面的圖像產生為檢測光路的每一個中的各個像平面，其中，在相對于各個檢測器區(qū)域的不同平面中，產生不同檢測光路的像平面。
[0085]能例如通過不同相機，形成兩個檢測器區(qū)域。然而，特別優(yōu)選不同檢測器區(qū)域為聯合相機的不同部分，即，共享相機芯片。
[0086]根據優(yōu)選實施例，通過光衍射元件，形成分束裝置，其中，由光衍射元件的不同衍射級，產生兩個檢測光路。通過特別少的光損失，具有少量部件，由此低成本的結構是可能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0087]在下文中，參考附加示例性圖，描述本發(fā)明的另外的優(yōu)點和特征，其中:
[0088]圖1為了說明根據本發(fā)明的理念，示出具有不同高度平面中的三個所識別的樣本點的樣本表面；
[0089]圖2示出具有圖1的三個所識別的樣本點的樣本表面，其中，高度測量范圍是使得能測量第一和第三樣本點的高度；
[0090]圖3示出具有圖1的三個所識別的樣本點的樣本表面，其中，高度測量范圍是使得能測量第二和第三樣本點的高度；
[0091]圖4示出樣本的截面，其中，識別在第一樣本記錄中能確定高度信息的樣本點；
[0092]圖5示出圖4的樣本的截面，其中，識別在第二樣本記錄中能確定高度信息的樣本占.
[0093]圖6示出圖4的樣本的截面，其中，識別在第一和第二樣本記錄兩者中能確定高度信息的樣本點；
[0094]圖7示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的實施例的部件，通過該部件，能檢查樣本的兩個不同高度平面，而無需部件的機械運動；
[0095]圖8示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的另一實施例的部件，通過該部件，能檢查樣本的兩個不同高度平面，無需部件的機械運動；
[0096]圖9示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的又一實施例的部件，通過該部件，能檢查樣本的兩個不同高度平面，無需部件的機械運動；
[0097]圖10示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的另一實施例的部件，其中，通過光衍射元件，能同時檢查樣本的兩個不同高度平面；
[0098]圖11示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的第一實施例；
[0099]圖12示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的第二實施例；
[0100]圖13示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的第三實施例；
[0101]圖14示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的第四實施例。
[0102]通常通過相同的參考符號，在附圖中，提供相同的部件或具有相同效果的部件。

【具體實施方式】
[0103]首先，通過參考圖1至3，描述本發(fā)明的基本理念。
[0104]圖1示出通過垂直于光軸的樣本表面50的截面圖。識別樣本表面50的三個樣本點xl、x2和x3，即:樣本的三個橫向區(qū)域。這三個樣本點具有不同的高度，其中，高度方向在所示的z方向中延伸。
[0105]對三個樣本點xl、x2和x3的每一個，示出所謂的響應曲線1、2和3。響應曲線表示樣本點的信號強度有多取決于檢查高度平面zl、z2。由此，在X方向中繪制信號強度的水平。如果所檢查的高度平面正好延伸通過樣本點，則信號強度處于最高。然而，對應于該響應曲線，如果檢查高度平面位于離樣本點可忽略的距離，則測量樣本點的另外的信號。
[0106]由信號強度獲知的物理屬性取決于測量方法。例如，信號強度能是光強度、圖像銳度或相干性對比。
[0107]當記錄樣本時，從有限的高度測量范圍，僅能獲得高度信息。該高度測量范圍取決于響應曲線的寬度。圖2示出圖1的樣本表面50，其中，示出了第一高度測量范圍4。該高度測量范圍4用于第一樣本記錄。該高度測量范圍符合高度平面zl的檢查，為此目的，能在與zl共軛的平面中，布置檢測器單元的檢測器平面。高度測量范圍正好對應于響應曲線的寬度，其中，通過信號強度位于特定閾值以上還是以下，限定寬度。
[0108]第一和第三樣本點xl和x3的高度位于高度測量范圍4內。由此，能從該樣本記錄獲得用于這些樣本點的高度信息。另一方面，第二樣本點x2位于高度測量范圍4外，意指對第二樣本點x2，不能確定高度信息，或確定僅具有不足的精度的高度信息。
[0109]圖3再次示出圖1和2的樣本表面50，其中，第二高度測量范圍5用于第二樣本記錄，其中，檢查高度平面z2。該高度測量范圍5不同于第一高度測量范圍4。為實現從第一到第二高度測量范圍的變化，例如能在高度方向中移動樣本。具有值x2和x3的樣本點，而不是具有值xl的樣本點位于高度測量范圍5內。由此，能獲得用于x2和x3，而不是用于xl的高度信息。
[0110]現在，整合兩個樣本記錄的高度信息來產生整體圖像。然而，開始不知道兩個樣本記錄的兩個高度測量范圍的關系。
[0111]不同樣本記錄的高度信息是指不同基準點。這種基準點能例如是圖2和3所示的高度測量范圍的下限。
[0112]例如通過第一圖像記錄,從圖2能確定橫向區(qū)域xl相對于基準點A,具有例如0.8 μ m的高度值ζΙΑ，并且橫向區(qū)域x3相對于基準點A，具有例如0.2 μ m的高度值z3A。通過圖3的第二圖像記錄，能相應地確定橫向區(qū)域x2相對基準點B，具有例如0.3 μ m的高度值z2B，并且橫向區(qū)域x3相對于基準點B，具有例如0.8 μ m的高度值z3B。然而，并不知道基準點A和B如何相關。
[0113]通常，為此目的，通過精確的致動器系統(tǒng)或調整元件，檢測為從第一到第二高度測量范圍的轉變而移動樣本的高度。該高度調整表示基準點A和B之間的差，并且在上述例子中，為0.6 μ m?，F在能將該0.6 μ m的差與高度值z2B和z3B相加，由此，兩個樣本記錄的高度值與同一基準點相關。
[0114]該常規(guī)方法的缺點在于為了準確結果，要求非常精確因此昂貴的調整元件。此外，未考慮振動，由于該振動，樣本的實際高度暫時偏離由調整元件設定的高度。
[0115]通過本發(fā)明，避開這些問題。
[0116]由此，從圖像記錄本身，確定兩個樣本記錄的基準點相互如何聯系。換句話說，通過記錄圖像信息計算基準點A和B之間的高度差，作為這些樣本記錄的高度信息之間的聯系O
[0117]為此目的，利用對于共同橫向區(qū)域x3，在兩個樣本記錄中獲得高度信息的事實。在上述例子中，該高度信息為z3A = 0.2μπι以及z3B = 0.8 μ m0由于該高度信息與同一橫向區(qū)域相關，其也構成同一高度值。因此，在最簡單的情況下，通過該高度信息之間的差z3B-z3A = 0.6 μ m，能通過高度信息z3A和z3B，確定基準點A和B之間的高度差。
[0118]由此確定的值0.6 μ m表示兩個樣本記錄的高度信息之間的聯系。
[0119]有利地不要求高精度調整元件來調整樣本的高度。如果例如使用較不準確的調整元件，對上述例子，表示0.4 μ m+/-0.2 μ m的高度調整，通過上述本發(fā)明的方法，能確定更準確的值。
[0120]如果由于保持樣本的樣本臺的振動，改變所調整的高度，所記錄的高度信息基于所改變的高度。與通過調整裝置的高度確定相比，相應地大量排除振動的干涉影響。
[0121]本發(fā)明的方法所需的是在兩個樣本記錄中，總是存在至少一個共同橫向區(qū)域，對該共同橫向區(qū)域，在兩個樣本記錄中，能獲得高度信息。為此，兩個樣本記錄之間的高度測量范圍的變化必須小于高度測量范圍本身。因此，兩個樣本記錄的高度測量范圍相互重疊。由此，在兩個樣本記錄之間，實現小于高度測量范圍的高度測量范圍的變化，其中，不必由測量傳感器或調整元件，檢測該變化的精確值。
[0122]另外，本發(fā)明的方法另外所需的在兩個樣本記錄中，將測量相等的橫向區(qū)域，而不是相對于彼此偏移的橫向區(qū)域。為此，在用于兩個樣本記錄的同一橫向區(qū)域上，產生光點，因此，從同一橫向區(qū)域發(fā)出樣本光。
[0123]另外要求必須通過每一樣本記錄，檢查多個橫向區(qū)域。僅用這種方式，兩個樣本記錄能包括兩個共同橫向區(qū)域和剩余橫向區(qū)域，對其能在樣本記錄的僅一個中獲得高度信肩、O
[0124]在圖1至3的例子中，識別共同橫向區(qū)域x2，為此，通過兩個樣本記錄，能獲得用于該共同橫向區(qū)域x2的高度信息。
[0125]在圖4和5中示出了另一例子。圖4表示在所檢查的高度平面zl中獲得其高度信息的樣本的橫向區(qū)域。由此，紙平面對應于橫向平面，即，高度方向垂直于紙平面。相應地，圖5示出在所檢查的高度平面z2中獲得其高度信息的樣本的橫向區(qū)域。在圖6中示出了在兩種情況下能獲得用于共同橫向區(qū)域的高度信息的共同橫向區(qū)域。
[0126]圖6中所示的對橫向區(qū)域獲得的所有高度信息優(yōu)選用來聯系兩個樣本記錄的高度信息。為此目的，例如，以上述方式，對這些橫向區(qū)域的每一個，確定高度差。然后，從所確定的多個高度差，形成平均值，并且用來聯系兩個樣本記錄的高度信息。
[0127]為計算平均值，能不同地加權多個高度差，例如取決于相關測量的信噪比。
[0128]樣本記錄的類型原則上是任意的。然而，如果在大的高度范圍上獲得高度信息，而不是必須通過致動器系統(tǒng)調整的樣本高度是很有利的。在參考圖7至10所述的本發(fā)明的有利實施例中是可能的。
[0129]這些圖示出根據本發(fā)明的光顯微鏡的檢測器單元30的不同結構。這些實施例的共同特征在于能記錄不同樣本圖像，無需特別是樣本、光源設備、檢測器單元和它們之間必要的光學元件的機械移動。
[0130]為此，檢測器單元包括兩個空間上相互不同的檢測器區(qū)域，在所示的所有實施例中，在其上成像與在前例子不同的高度平面，例如zl和z2。
[0131]在圖7的例子中，由兩個相機35、36形成兩個檢測器區(qū)域。相機35位于檢測平面37并且相機36位于不同的檢測平面38中。通過兩個不同檢測光路之間的分束裝置39，將待檢測的樣本光55分到兩個相機35、36。分束裝置能例如是部分可透光鏡。
[0132]在圖8的實施例中，使用不同波長的照明光。傳播回的樣本光能被反射或散射照明光，由此能具有與照明光相同的波長。在這種情況下，二向色元件能用作分束裝置39，取決于波長，其將樣本光反射到相機35或者將其透射到相機36。用于兩個相機的成像光學系統(tǒng)是不同的或具有取決于波長而不同的焦距。用這種方式，能將兩個相機35、36布置成與兩個不同樣本平面共軛。
[0133]圖9示出一個實施例，其中，使用彩色有效光學元件(未示出)。其具有取決于波長而不同的焦距。由此，通過不同波長的照明光，能檢查不同樣本平面。傳播回的樣本光能具有相同的波長。在此將二向色元件用作分束裝置39，由波長而定，其將樣本光反射到相機35或將其透射到相機36。兩個相機35、36依次位于對于各自的測量光波長而光學地與兩個不同樣本平面共軛的檢測平面37、38。
[0134]圖10中示出了另外的實施例，其中，通過同一相機35的一部分，形成并排放置的兩個檢測器區(qū)域。為分束樣本光55，使用衍射元件39，其具有取決于衍射級的不同焦距。如果樣本光55衍射成不同衍射級并且分別由相機35檢測，能同時產生兩個樣本圖像。由于衍射級的不同焦距，這兩個樣本圖像依次對應于不同樣本平面。
[0135]如果以圖7至10所示的一種方式，記錄兩個樣本圖像，能從這些圖像獲得高度信息，無需每一樣本所需的新校準測量。為獲得高度信息，將樣本圖像的記錄數據加入計算。對不同橫向區(qū)域，分別確定用于每一樣本圖像的光強度。然后，分別確定用于同一橫向區(qū)域的兩個樣本圖像的兩個光強度的比率。這些比率表示高度的單調圖像。還能將該比率除以對特定橫向區(qū)域確定的比率。在大體上相同的方式，代替光強度，還能為每一橫向區(qū)域確定并且使用相應圖像部分的銳度。
[0136]在圖11中示出了根據本發(fā)明的光顯微鏡100的實施例。將光源設備10、包括物鏡40的光學成像裝置和檢測器單元30包括為其主要部件。
[0137]在簡單的設計中，能省略下文所述的元件13、14、15、16、20和21。
[0138]在所示的例子中，經過光學元件12，將由光源設備10發(fā)出的照明光11引導到波長濾波器13。例如，能聲光地設計該波長濾波器，并且便于選擇將轉送的照明光11的波長部分。
[0139]接著，照明光11到達光學地設置的開關元件14，通過該開關元件14，將照明光11選擇性地引導到兩個光路15、16的一個上。經例如光纖和能由部分可透光反射鏡替換的可選開關元件21，在兩個光路15、16上引導照明光，進入照明結構20的不同側。照明結構20在照明光11的截面上將空間結構印在照明光11上。例如，照明結構20能是格柵。
[0140]照明結構20在一側上反射，使得至少在照明結構20處部分反射來自光路16的照明光11，而在照明結構20處，至少部分透射來自光路15的照明光11。由此，將照明光11的兩個部分整合到共同光路上，然后引導到物鏡40。通過物鏡40，將照明光11聚焦到樣本50的區(qū)域的高度或樣本平面51上。照明結構優(yōu)選位于與樣本平面51光學共軛的平面中，使得被銳利成像到樣本平面51中。
[0141]如果相繼記錄多個樣本記錄，其中，在橫向方向中改變照明結構20的位置，在特定環(huán)境下，省略元件14、16和21以及照明結構的反射也是可能的。
[0142]通過對樣本50的照射，樣本50發(fā)出將通過物鏡40記錄的樣本光55。分束裝置25布置在物鏡40和照明結構20之間，通過分束裝置25，樣本光55不是被引導到照明結構20，而是檢測器單元30。能以圖7至10所示的一種方式，設計檢測器單元30并產生樣本記錄。電子控制評價裝置(未示出)執(zhí)行所記錄的樣本圖像的評價。
[0143]可以相繼地檢查不同高度平面并且通過根據彩色共焦原理的可調光源設備10，記錄各自的樣本圖像。
[0144]能在用于不同樣本記錄的高度方向中，調整樣本50。
[0145]在圖11中，在樣本50上，示出兩個高度平面51和52。這些能是與圖7至10的平面37和38共軛的平面。
[0146]在圖12中示出了另一實施例。尤其通過未在分束裝置25前布置如圖11中的照明結構20，而是布置在分束裝置25和物鏡40之間，以此區(qū)別于上述實施例。照明結構20具有用于轉送物鏡40和分束裝置25之間的轉送光的區(qū)域?？梢詸M向移動、尤其是旋轉照明結構，使得改變轉送區(qū)的位置。
[0147]轉送區(qū)，或另外的元件上提供的光引導區(qū)大于對應于光路中的該點的光學分辨率。即:將樣本平面的點成像在小于上述區(qū)的一個的照明結構20上的表面上。這對應于不完全共焦濾波。也如圖7至10所示，對高度信息的確定，不只將來自共焦樣本區(qū)域的樣本光引導到檢測器單元30的事實很重要。
[0148]可選地，照明結構20能夠朝向物鏡40反射，使得在此部分地反射樣本光并且由第二檢測器單元30檢測。在這種情況下，照明結構20的反射面優(yōu)選相對于光軸不是垂直的，而是傾斜的，沿該光軸，樣本光55通過以達到照明結構20。
[0149]照明結構20還能被設計成取決于旋轉位置，使照明結構20的自由區(qū)域進入光路。由此，不空間濾波照明和樣本光。
[0150]圖13中示出了另外的實施例。其中，照明結構20位于物鏡40和分束裝置25之間并帶來真正共焦檢測。能橫向移動照明結構并且由例如可旋轉Nipkow圓盤形成。
[0151]如果掃描儀單元32布置在照明結構20和樣本50之間，能使用固定照明結構20。
[0152]圖14示出了另一實施例。在分束裝置25和檢測器單元30之間，另外布置光學元件33，所述光學元件33具有點成像功能，通過該光學元件，將樣本的橫向區(qū)域成像在檢測器單元上的形態(tài)和形狀取決于各個橫向區(qū)域的高度。
[0153]光學元件33能是變形光學元件。其將射線束以不同強度折射到相互垂直的兩個方向中。其例子是柱面透鏡。
[0154]替代地，光學元件33能是包括螺旋點成像功能的所謂相位片。
[0155]檢測器單元還能由單個相機形成。
[0156]還可以在照明光路，而不是檢測光路中布置光學元件33。由此，點成像功能取決于各個橫向區(qū)域的高度，通過該點成像功能，將光源的點成像到樣本的橫向區(qū)域上。
[0157]圖11至14所述的照明結構20還能包括具有不同焦距的兩個不同類型的微透鏡。通過每一類型的微透鏡掃描樣本50，由此，對不同高度平面，記錄至少兩個樣本圖像。在這種情況下，檢測器單元30能包括單個相機。所記錄的兩個樣本圖像廣泛地對應于在圖7至10的實施例中記錄的兩個樣本圖像。
[0158]此外，還可以在照明光路和檢測光路中提供分別的照明結構20，其中，例如，就用于光的引導區(qū)的大小而言，這兩個照明結構20相互不同。
[0159]通過所述的實施例的每一個，能通過簡單的裝置，產生覆蓋各個高度測量范圍的精確樣本記錄。無需必不可少的高成本的位置測量裝置或調整裝置，能有利地整合樣本記錄。
[0160]參考符號的列表
[0161]1,2,3不同樣本點的響應函數
[0162]4,5高度測量范圍
[0163]10光源設備
[0164]11照明光
[0165]12光學元件
[0166]13波長濾波器
[0167]14開關元件
[0168]15,16不同光路
[0169]20照明結構
[0170]21用于將照明光引導到照明結構上的開關元件
[0171]25分束裝置
[0172]30檢測器單元
[0173]32掃描儀單元
[0174]33變形的光學元件
[0175]35，36檢測器單元的相機
[0176]37，38 像平面
[0177]39分束裝置，衍射裝置
[0178]40 物鏡
[0179]50 樣本,樣本表面
[0180]51，52樣本或高度平面
[0181]55 樣本光
[0182]100光顯微鏡
【權利要求】
1.一種用于檢查微觀樣本(50)的顯微鏡學方法， 其中，通過光源設備(10)，將照明光(11)發(fā)射到所述樣本(50)， 其中，通過光學成像裝置(39，40)，將來自所述樣本(50)的樣本光(55)引導到檢測器單元(30)， 其中，通過所述檢測器單元(30)，測量所述樣本光(55)來產生樣本記錄， 其中，從每一樣本記錄，獲得用于所述樣本(50)的分別的多個橫向區(qū)域(xl-x4)的高度?目息， 其中，將每一樣本記錄的高度信息限定到各自的高度測量范圍(4，5)，并且不同樣本記錄的高度測量范圍(4，5)相互不同，并且 其中，由所述樣本記錄計算整合不同樣本記錄的高度信息的整體圖像， 其特征在于: 在使得不同樣本記錄的所述高度測量范圍(4，5)相互重疊的高度，記錄樣本記錄， 在兩個分別的樣本記錄中識別共同橫向區(qū)域(x3)，對所述共同橫向區(qū)域(x3)，能在兩個樣本記錄中獲得高度信息，并且 在至少一個共同橫向區(qū)域(x3)的不同樣本記錄的高度信息的基礎上，確定不同樣本記錄的高度信息之間的聯系。
2.根據權利要求1所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 將同一個高度值指定給所述兩個樣本記錄的這些共同橫向區(qū)域(x3)的每一個。
3.根據權利要求1或2所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 計算兩個樣本記錄的高度測量范圍(4，5)之間的高度偏移，來通過計算共同橫向區(qū)域(x3)的這些樣本記錄的高度信息之間的差并使這兩個樣本記錄中的一個的高度信息移動所述高度偏移，聯系這兩個樣本記錄的高度信息。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 對每一樣本記錄，確定并選擇高度位于各自的高度測量范圍(4，5)內的橫向區(qū)域(xl，x3 ；x2, x3),并且 僅使用這些被選擇的橫向區(qū)域(xl，x3 ；χ2, χ3)的高度信息來計算所述整體圖像。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 在兩個樣本記錄中識別多個共同橫向區(qū)域(x3，x4)的情況下，使用所有共同橫向區(qū)域(x3,x4)的高度信息來確定僅能在兩個樣本記錄中的一個中獲得高度信息的剩余橫向區(qū)域(xl，x2)的高度信息的聯系。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 當使用多個共同橫向區(qū)域(x3，x4)的高度信息來確定高度信息的聯系時，不同地加權所述多個共同橫向區(qū)域(x3，x4)的高度信息。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 將所述橫向區(qū)域(xl，x2, χ3, χ4)中的一個的高度信息固定為每一樣本記錄中的基準點， 將在不同橫向區(qū)域(xl，x2, χ3, χ4)的樣本記錄中獲得的高度信息表達為相對于該樣本記錄的所述基準點的相對高度， 對兩個樣本記錄中的共同橫向區(qū)域中的至少一個(x3)，確定在對所述兩個樣本記錄中的該橫向區(qū)域(x3)確定的兩個相對高度之間的差， 通過所確定的差，確定高度偏移；并且 為聯系所述兩個樣本記錄的高度信息，通過所述高度偏移，改變這些樣本記錄中的一個的相對高度。
8.根據權利要求1至7中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 執(zhí)行高度掃描，在所述高度掃描期間，對每一樣本記錄，調整所述樣本(50)的高度范圍，將來自所述樣本(50)的樣本光(50)引導到所述檢測器單元(30)上。
9.根據權利要求1至8中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 為編碼高度信息，提供光學成像裝置(33)，所述光學成像裝置(33)具有點成像功能，所述點成像功能使得:所述光源設備(10)的點成像在所述樣本(50)的橫向區(qū)域(xl-x4)上，或所述樣本(50)的橫向區(qū)域(xl-x4)成像到所述檢測器單元(30)上的形態(tài)或形狀取決于各個橫向區(qū)域(xl-x4)的高度， 在通過所述檢測器單元(30)記錄的樣本記錄中，確定多個成像橫向區(qū)域(xl-x4)的各自的形態(tài)，并且由所述形態(tài)，導出各個橫向區(qū)域(xl-x4)的高度信息。
10.根據權利要求1至9中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 通過下述操作，從樣本記錄獲得高度信息: -強度確定，其中，從橫向區(qū)域(xl-x4)的測量光強度，導出該橫向區(qū)域(xl-x4)的高度信息，和/或 -銳度確定，其中，從橫向區(qū)域(xl-x4)的確定圖像銳度，導出該橫向區(qū)域(xl-x4)的高度?目息。
11.根據權利要求1至10中的任一項所述的顯微鏡學方法， 其特征在于， 執(zhí)行彩色共焦樣本檢查或白光干涉測量法，其中，照明光(11)的焦平面是波長相關的，以產生樣本記錄，從所述樣本記錄，獲得高度信息。
12.—種用于檢查微觀樣本的光顯微鏡,具有: 光源設備(10)，用于將照明光(11)發(fā)射到樣本(50)， 光學成像裝置(12，20，33，40)，用于將照明光(11)引導到所述樣本(50)并且引導來自所述樣本(50)的樣本光(55), 檢測器單元(30)，用于測量所述樣本光(55)來產生多個樣本記錄， 電子控制評價裝置，用于被設計成從每一樣本記錄，獲得用于所述樣本的多個橫向區(qū)域的各個的高度信息， 其中，每一樣本記錄的高度信息被限制到各自的高度測量范圍(4，5)，并且不同樣本記錄的高度測量范圍(4，5)相互不同，并且 其中，所述電子控制評價裝置另外被設計成由所述樣本記錄計算整合不同樣本記錄的整體圖像高度信息的整體圖像， 其特征在于， 采用所述電子控制評價裝置: -在使得不同樣本記錄的高度測量范圍(4，5)相互重疊的高度記錄樣本記錄， -在兩個分別的樣本記錄中識別共同橫向區(qū)域(x3)，對所述共同橫向區(qū)域(x3)，在兩個樣本記錄中獲得高度信息，并且 -在至少一個共同橫向區(qū)域(x3)的不同樣本記錄的高度信息的基礎上，確定不同樣本記錄的高度信息的聯系。
13.根據權利要求12所述的光顯微鏡， 其特征在于:所述光學成像裝置(12，20，33，40)、所述光源設備(10)和所述檢測器單元(30)被設計成使得對每一樣本記錄，能分別記錄至少兩個樣本圖像，無需機械移動所述樣本(50)、所述光學成像裝置(12，20，33，40)或所述檢測器單元(30)，其中，為記錄所述兩個樣本圖像:-通過所述光源設備(10)和所述光學成像裝置(12，20，33，40)，將至少兩個光點圖案聚焦到不同樣本平面(51，52)中，和/或 -通過所述光學成像裝置(12，20，33，40)和所述檢測器單元(30)產生并且單獨地測量至少兩個不同樣本平面(51，52)的圖像。
14.根據權利要求12或13所述的光顯微鏡， 其特征在于: 在所述樣本(50)和所述檢測器單元(30)之間，提供分束裝置(39)，通過所述分束裝置(39)，穿過至少兩個空間不同的檢測光路，分離所述樣本光(55)， 所述檢測器單元(30)包括用于不同檢測光路中的每一個的分別的檢測器區(qū)域，并且 將不同的樣本平面(51，52)成像到不同檢測器區(qū)域上。
15.根據權利要求14所述的光顯微鏡， 其特征在于: 所述不同檢測器區(qū)域是所述檢測器單元(30)的共用相機(31)的不同部分。
16.根據權利要求13至15中的任一項所述的光顯微鏡， 其特征在于: 通過所述光源設備(10)和所述光學成像裝置(12，20，33，40)，聚焦到不同樣本平面(51,52)的兩個光點圖案在光屬性方面不同， 通過所述分束裝置(39)，取決于所述樣本光(55)的光屬性將所述樣本光(55)引導于不同光路上，并且 能夠在不同光路的每一個中，通過所述檢測器單元(30)，測量樣本圖像。
17.根據權利要求12至16中的任一項所述的光顯微鏡， 其特征在于: 所述光源設備(10)包括將光點圖案聚焦到不同樣本平面(51，52)上的第一光源單元和第二光源單元，其中，在與第一樣本平面(51)光學共軛的平面中布置所述第一光源單元，并且其中，在與第二樣本平面(52)光學共軛的平面中布置所述第二光源單元。
【文檔編號】G02B21/06GK104515469SQ201410521200
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】赫爾穆特·利珀特, 尼爾斯·蘭霍爾茨 申請人:卡爾蔡司顯微鏡有限責任公司