[发明专利]用于测量光学仪器的聚焦状态的系统和方法

权利要求书

1.一种用于测量光学仪器(1)的聚焦状态的系统(6)，所述系统(6)包括：

-至少一个第一光学元件(7、8a、8b、8)，所述至少一个第一光学元件(7、8a、8b、8)被配置为形成所述光学仪器(1)的物镜(2)的出射光瞳(P)的像(P’)；

-至少一个第二光学元件(9、9a、9b、9’、12)，所述至少一个第二光学元件(9、9a、9b、9’、12)被基本上放置在形成所述出射光瞳(P)的所述像(P’)的地方，并且被配置为使来自所述出射光瞳(6)的光线的至少一部分偏转，以使得在所述出射光瞳(P)的所述像(P’)的下游，来自所述出射光瞳(P)的第一部分的第一光线(R1)和来自所述出射光瞳(P)的第二部分的第二光线(R2)跟随分开的光路，并且被聚焦到两个二维像(IM1、IM2)中，所述出射光瞳(P)的所述第一部分和所述第二部分是不重叠的；以及

-计算机(13)，所述计算机(13)被配置为将所述两个二维像(IM1、IM2)之间的相互距离(Y)确定为所述两个二维像(IM1、IM2)之间的相互刚性横向位移，并且基于所述相互距离(Y)，确定所述光学仪器(1)的对应的散焦。

2.根据权利要求1所述的系统(6)，其中，所述至少一个第一光学元件(7、8a、8b、8)包括能够定位在所述光学仪器(1)的所述物镜(2)的上游的分束器(7)，所述分束器(7)被配置为捕获来自所述物镜(2)的光，并且使光的一部分沿着所述系统(6)的光轴(z’)偏转。

3.根据权利要求2所述的系统(6)，其中，所述至少一个第二光学元件(9、9a、9b、9’、12)被配置为捕获来自所述出射光瞳(P)的所述第一部分的所述第一光线(R1)和/或来自所述出射光瞳(P)的所述第二部分的所述第二光线(R2)，并且使这些光线远离所述光轴(z’)偏转。

4.根据权利要求3所述的系统(6)，其中，所述至少一个第二光学元件(9、9a、9b、9’、12)包括至少一个棱镜(9)或至少一个反射镜(9a、9b、9’)，所述至少一个棱镜(9)或至少一个反射镜(9a、9b、9’)被基本上放置在形成所述出射光瞳(P)的所述像(P’)的地方。

5.根据前述任一项权利要求所述的系统(6)，其中，所述至少一个第二光学元件(9、9a、9b、9’、12)还包括被基本上放置在形成所述出射光瞳(P)的所述像(P’)的地方的掩膜(12)，所述掩膜(12)包括两个开口，所述两个开口限定所述第一光线(R1)来自的所述出射光瞳(P)的所述第一部分和所述第二光线(R2)来自的所述出射光瞳(P)的所述第二部分。

6.根据前述任一项权利要求所述的系统(6)，其中，所述计算机(13)被配置为：对所述两个二维像(IM1、IM2)应用全局价值函数，从而提供它们的相似性的测量，并且将所述相互距离(Y)确定为使所述全局价值函数的值最大化的所述两个二维像(IM1、IM2)之间的相互刚性横向位移。

7.根据权利要求6所述的系统(6)，其中，所述全局价值函数包括所述二维像(IM1、IM2)之间的二维互相关或所述两个二维像(IM1、IM2)之间的相互信息函数。

8.根据权利要求6或7所述的系统(6)，其中，所述计算机(13)被配置为：通过对所述两个二维像(IM1、IM2)应用至少两个不同的全局价值函数来计算所述相互距离(Y)的至少两个值，并且通过组合所述至少两个值来确定所述相互距离(Y)的唯一值。

9.根据前述任一项权利要求所述的系统(6)，其中，所述计算机(13)被配置为通过应用其系数取决于所述光学仪器(1)的光学性质的方程Y(Δz)的逆方程，来基于所述相互距离(Y)确定所述光学仪器(1)的所述散焦。