DE19921374C2

DE19921374C2 - Device for three-dimensional optical examination of an object with illumination through a perforated plate

Info

Publication number: DE19921374C2
Application number: DE1999121374
Authority: DE
Inventors: Rudolf Groskopf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: DE19921374A1; JP2001012926A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikroskopvorrichtung zur dreidimensionalen Untersuchung eines Objektes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a microscope device for three-dimensional Examination of an object according to the preamble of claim 1.

In der confocalen Mikroskopie wird das Objekt in an sich bekannter Weise durch eine Lochblende beleuchtet und der beleuchtete Punkt wird mit einem Strahlungsempfänger beobachtet, dessen lichtempfindliche Fläche ebenso klein ist wie der beleuchtete Punkt (Minsky, M., US Patent 3 013 467 und Minsky, M., Memoir on inventing the confocal scanning microscope, Scanning 10, p. 128-138). Confocale Mikroskopie hat gegenüber konventioneller den Vorteil, daß sie Tiefenauflösung (Messung in z- Koordinate) liefert und daß wenig Streulicht bei der Bildaufnahme entsteht. Nur die im Focus befindliche Ebene des Objektes wird hell beleuchtet. Objektebenen oberhalb und unterhalb der Focusebene erhalten deutlich weniger Licht. Das Bild wird durch einen Scannvorgang aufgebaut. Es können einer oder mehrere Punkte gleichzeitig beleuchtet und beobachtet werden.In confocal microscopy, the object is illuminated in a manner known per se through a pinhole and the illuminated point is observed with a radiation receiver whose light-sensitive area is as small as the illuminated point (Minsky, M., US Patent 3,013,467 and Minsky, M., Memoir on inventing the confocal scanning microscope, Scanning 10 , p. 128-138). Confocal microscopy has the advantage over conventional microscopes that it provides depth resolution (measurement in z-coordinate) and that little stray light is produced during image acquisition. Only the plane of the object in focus is brightly illuminated. Object levels above and below the focus level receive significantly less light. The image is built up by a scanning process. One or more points can be illuminated and observed at the same time.

Drei Methoden für den Scannvorgang sind bekannt: Spiegelscannen, Nipkowscheibe und electronisches Scannen mit Matrixempfänger. Weitere Einzelheiten zum Stand der Technik beim Scannen mit Spiegel und mit Nipkowscheibe finden sich im Handbook of Biological Confocal Microscopy, Plenum Press, New York, London (Hrsg. James B. Pawley).Three methods for the scanning process are known: mirror scanning, Nipkow disc and electronic scanning with a matrix receiver. Further details on the status of the Technology for scanning with a mirror and with a Nipkow disc can be found in the Handbook of Biological Confocal Microscopy, Plenum Press, New York, London (Ed. James B. Pawley).

Ein confocales Bildaufnahmesystem mit confocaler Beleuchtung durch eine Lochplatte und electronischem Scannen durch Matrixempfänger wurde erstmals in DE 40 35 799 A1 vorgeschlagen. Dabei kommt ein Matrixempfänger zum Einsatz, dessen Pixel nur auf einem Teil (z. B. 30%) der dem Pixel zugeordneten Fläche lichtempfindlich sind und auf der Beleuchtungsseite wird typischerweise eine Lochplatte eingesetzt, die ebenso viele Löcher hat wie der Bildsensor lichtempfindliche Pixel. Die Tiefeninformation ergibt sich durch Aufnahme mehrerer Bilder aus verschiedenen Focusebenen und Auswertung des Helligkeitsmaximums individuell für die verschiedenen Pixel im Computer.A confocal imaging system with confocal lighting through a perforated plate and electronic scanning by matrix receivers was first described in DE 40 35 799 A1 suggested. A matrix receiver is used, the pixels of which are only open a portion (e.g. 30%) of the area assigned to the pixel is light sensitive and A perforated plate is typically used on the lighting side, which is also Many holes like the image sensor have light-sensitive pixels. The depth information results from taking several pictures from different focus levels and Evaluation of the brightness maximum individually for the different pixels in the Computer.

In der Druckschrift DE 196 48 316 C1 wird eine Anordnung geschildert, bei der typischerweise zugeordnet zu je vier Empfängerpixeln ein Beleuchtungsloch auf der Lochplatte und unmittelbar vor dem Matrixempfänger ein Prismenarray vorgesehen ist. Das Prismenarray wirkt als strahlformendes Element, mit dem das Licht eines jeden Beleuchtungspunktes so aufgespalten wird, daß sich außerhalb des Focus zwei halbmondförmige Bilder ergeben. In der Druckschrift DE 196 51 667 A1 ist eine Anordnung beschrieben, bei der ebenfalls typischerweise je vier Empfängerpixeln ein Beleuchtungsloch auf der Lochplatte zugeordnet ist und die unmittelbar vor dem Empfängerarray ein Array anamorphotischer Linsen enthält. Jedem Beleuchtungsloch ist eine Linse zugeordnet. Die anamorphotischen Linsen wirken hier ebenfalls als strahlformende Elemente, so daß sich im Focus ein kreisförmiges und außerhalb ein ovales Bild des Beleuchtungspunktes ergibt. Bei den beiden letztgenannten Anordnungen wird die Tiefeninformation durch Auswertung der Differenz der Lichtsignale benachbarter Pixel gewonnen.In the publication DE 196 48 316 C1 an arrangement is described in which typically assigned an illumination hole on the four receiver pixels Perforated plate and a prism array is provided in front of the matrix receiver. The prism array acts as a beam-shaping element with which everyone's light Illumination point is split so that two out of focus result in crescent-shaped images. In DE 196 51 667 A1 there is one Arrangement described, in which also typically four receiver pixels each Illumination hole is assigned to the perforated plate and the immediately before Receiver array contains an array of anamorphic lenses. Any lighting hole a lens is assigned. The anamorphic lenses also act as beam-shaping elements, so that there is a circular in the focus and one outside oval image of the lighting point results. With the latter two The depth information is obtained by evaluating the difference in the arrangements Light signals from neighboring pixels obtained.

Die Anordnungen nach DE 40 35 799 A1, DE 196 48 316 C1, und DE 196 51 667 A1 haben unter anderem den Vorteil, daß sehr viele Tiefenmeßpunkte gleichzeitig aufgenommen werden können und sie haben den Nachteil, daß zwischen den Beleuchtungspunkten kleine Teilflächen (Lücken) der Probe nicht ohne weiteres erfaßt werden können. In DE 40 35 799 A1 ist deshalb vorgeschlagen worden, mit optischen Mitteln das Beleuchtungspunktraster auf der Probe um kleine Wege zu verschieben oder die Probe um kleine Wege zu verschieben. Beide Vorgehensweisen haben den Nachteil, daß sie aufwendig und justierempfindlich sind.The arrangements according to DE 40 35 799 A1, DE 196 48 316 C1, and DE 196 51 667 A1 have the advantage, among other things, that a large number of depth measuring points can be used simultaneously can be included and they have the disadvantage that between the Illumination points of small sub-areas (gaps) of the sample are not readily detected can be. DE 40 35 799 A1 has therefore been proposed with optical Center the illumination point grid on the sample to move small paths or move the sample around small ways. Both approaches have that Disadvantage that they are complex and sensitive to adjustment.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, um computergesteuert das Meßpunktraster auf der Probe so zu verschieben, daß auch die Lücken zwischen den Beleuchtungspixeln erfaßt werden können.It is therefore the job of present invention to provide an arrangement to control the computer To shift the measuring point grid on the sample so that the gaps between the Illumination pixels can be detected.

Erfindungsgemäß geschieht das, indem Lochplatte, Strahlungsteiler, Empfängerarray und - soweit vorhanden - auch das strahlformende Element in einer kompakten Baugruppe zusammengefaßt werden, die durch feinmechanische Stellelemente verschoben wird. Das hat auch den Vorteil, daß unabhängig von dem gewählten Vergrößerungsmaßstab der Abbildungsoptik immer die gleichen Scannwege zur Abtastung der Lücken zurückzulegen sind.According to the invention, this is done by Perforated plate, radiation splitter, receiver array and - if available - that too beam-shaping element can be combined in a compact assembly, the is moved by precision mechanical control elements. This also has the advantage that regardless of the selected magnification of the imaging optics the same scanning paths are to be used to scan the gaps.

Mit DE 196 40 421 A1 ist bereits ein monolithisch ausgebildeter Strahlteilerwürfel mit genau einem Sensor- und einem Empfängerelement sowie einem strahlformenden Element bekannt geworden, die jedoch der bidirektionalen optischen Datenübertragung dient. Sie bringt für die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe keine Lösung, da Mittel zur Bildgebung fehlen.DE 196 40 421 A1 already includes a monolithic beam splitter cube exactly one sensor and one receiver element as well as one beam-shaping element Element become known, however, of bidirectional optical data transmission serves. It does not achieve the object on which the present invention is based Solution because there are no imaging resources.

Mit DE 197 40 678 A1 ist bereits eine Anordnung mit einer als Piezoaktuator ausgebildeten Verschiebemechanik für eine Kollimatorlinse bekannt geworden, die der optischen Vermessung eines Objektes dient. Da nur jeweils ein einziger Meßpunkt erfaßt wird und da die Anordnung interferometrisch arbeitet, ist die Messung mit dieser Anordnung zeitaufwendig. Die Vorteile, die sich bei Anwendung eines Beleuchtungsrasters ergeben, fehlen hier.DE 197 40 678 A1 already provides an arrangement with a piezo actuator trained displacement mechanism for a collimator lens known to the optical measurement of an object. Since only one measuring point at a time is recorded and since the arrangement works interferometrically, the measurement is with this arrangement is time consuming. The benefits of using one Illumination grids are missing here.

Die vorliegende Erfindung bringt gegenüber dem Stande der Technik den Fortschritt, in kurzer Zeit mit einem CCD-Empfänger und einem an sich bekannten Beleuchtungsraster auch die Bereiche der Probe messen zu können, die in den Lücken zwischen den Beleuchtungspunkten liegen.The present invention advances over the prior art in a short time with a CCD receiver and a known one Illumination grid can also measure the areas of the sample that are in the gaps lie between the lighting points.

Die Figuren zeigen als Beispiel mögliche praktische Ausführungen nach der Erfindung.The figures show possible examples practical designs according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtanordnung einer Bildaufnahmeeinrichtung nach der Erfindung Fig. 1 shows an overall arrangement of an image pickup device according to the invention

Fig. 2a und 2b zeigen eine kompakte Baugruppe mit Lochplatte, Strahlteilerwürfel, strahlformendem Element und Matrix-Strahlungsempfänger. FIGS. 2a and 2b show a compact assembly with a perforated plate, beam splitter cube, strahlformendem element and matrix radiation receiver.

Fig. 3a und Fig. 3b zeigen das Beleuchtungspunktraster und verschiedene Möglichkeiten des Scanweges, der von der kompakten Baugruppe ausgeführt wird. Fig. 3a and Fig. 3b show the illumination grid point and different ways of scanning path, which is executed by the compact assembly.

Fig. 4a zeigt den zeitlichen Ablauf der Microscanbewegung für rasches Abscannen der Lücken ohne örtliche Auflösung FIG. 4a shows the timing of the MicroScan movement for rapid scanning of the gaps without spatial resolution

Fig. 4b zeigt den zeitlichen Ablauf der Microscannbewegeung für Abscannen der Lücken mit örtlicher Auflösung. FIG. 4b shows the timing of the Microscannbewegeung for scanning the gaps with local resolution.

In Fig. 1 ist mit (11) eine Lichtquelle, z. B. eine Halogenlampe, bezeichnet, die mit Hilfe des Kondensors (11k), evtl. über ein Filter (11f) (zur Aussonderung eines ausreichend schmalen Spektralbereiches), ein Beleuchtungsraster beleuchtet, das sich in der Beleuchtungsebene (11b) befindet. Es besteht aus einer lichtundurchlässigen Schicht mit kleinen Löchern. Eine derartige Schicht kann in bekannter Weise z. B. aus Chrom auf einer hergestellt werden. Die Löcher sind in der Schicht ebenso rasterförmig angeordnet wie die lichtempfindlichen Bereiche des Empfängerarrays (17). Die Löcher sind erheblich kleiner als ihr Abstand. Der Abstand der Löcher bzw. Bereiche von Mitte zu Mitte wird als Rastermaß bezeichnet.In Fig. 1 with ( 11 ) is a light source, for. B. a halogen lamp, which, with the aid of the condenser ( 11 k), possibly via a filter ( 11 f) (for separating out a sufficiently narrow spectral range), illuminates an illumination grid located in the illumination plane ( 11 b). It consists of an opaque layer with small holes. Such a layer can in a known manner, for. B. made of chrome on one. The holes in the layer are arranged in a grid pattern just like the light-sensitive areas of the receiver array ( 17 ). The holes are considerably smaller than their distance. The distance between the holes or areas from center to center is called the grid dimension.

Das Beleuchtungsraster wird durch die Linsen (13o, 13u) in die Focusebene (13f) abgebildet, so daß das Objekt (14) mit rasterförmig angeordneten Lichtpunkten beleuchtet wird. Bei nicht transparenten Objekten kann nur die Oberfläche (140) beleuchtet werden, während bei transparenten Objekten auch Schichten (14 s) im Inneren mit den Lichtpunkten beleuchtet werden können. Die vom Objekt in der Focusebene (13f) reflektierten Lichtstrahlen werden von den Linsen (13u, 13o) über einen Strahlteiler (16) zum Beispiel in der Empfängerebene (17b) focussiert. Zwischen den Linsen (13o, 13u) ist üblicherweise eine sog. Telezentrie-Blende (13t) angeordnet, welche dafür sorgt, daß der Mittenstrahl (13m) parallel zur optischen Achse (10) auf das Objekt (14) trifft, so daß die Lage der Lichtpunkte auf dem Objekt sich nicht ändert, wenn das Objekt (14) in Richtung der optischen Achse (10) bewegt wird.The illumination grid is imaged into the focus plane ( 13 f) by the lenses ( 13 o, 13 u), so that the object ( 14 ) is illuminated with light points arranged in a grid. In the case of non-transparent objects, only the surface ( 140 ) can be illuminated, while in the case of transparent objects, layers (14 s) inside can also be illuminated with the light points. The light beams reflected by the object in the focus plane ( 13 f) are focused by the lenses ( 13 u, 13 o) via a beam splitter ( 16 ), for example in the receiver plane ( 17 b). A so-called telecentric diaphragm ( 13 t) is usually arranged between the lenses ( 13 o, 13 u), which ensures that the center beam ( 13 m) strikes the object ( 14 ) parallel to the optical axis ( 10 ), so that the position of the light spots on the object does not change when the object ( 14 ) is moved in the direction of the optical axis ( 10 ).

Erfindungsgemäß ist die weiter unten ausführlicher erläuterte kompakte Baugruppe über ein Stellglied (24a) mit dem Tragarm (21) verbunden. Eine Steuerleitung (18w) ermöglicht die Ansteuerung der Microscannbewegung durch den Computer (18).According to the invention, the compact assembly, which is explained in more detail below, is connected to the support arm ( 21 ) via an actuator ( 24 a). A control line ( 18 w) enables the microscanning movement to be controlled by the computer ( 18 ).

Der vorerwähnte Strahlteiler (16) ist für Auflichtanwendungen als halbdurchlässiger Spiegel ausgeführt. Für Fluoreszenzanwendungen wird vorzugsweise in an sich bekannter Weise ein dichroitischer Spiegel eingesetzt.The aforementioned beam splitter ( 16 ) is designed as a semi-transparent mirror for reflected light applications. For fluorescence applications, a dichroic mirror is preferably used in a manner known per se.

Das Objekt (14) kann durch eine Verstellvorrichtung (15) in allen 3 Raumrichtungen bewegt werden, so daß verschiedene Schichten (14s) und verschiedene Bereiche des Objektes (14) abgescannt werden können. The object ( 14 ) can be moved in all 3 spatial directions by an adjusting device ( 15 ), so that different layers ( 14 s) and different areas of the object ( 14 ) can be scanned.

Die Signale des Empfängerarrays (17) werden über die Verbindungsleitung (17v) in einen Computer (18) übertragen, der in bekannter Weise die Auswertung übernimmt und auf einem Bildschirm (18b) die Ergebnisse der Auswertung z. B. in Form von graphischen Darstellungen oder Bildern wiedergibt. Der Computer (18) kann auch über die Verbindungsleitung (18v) die Verschiebung der Focusebene (13f) im Objekt und das Scannen in x- und y- Richtung steuern. Diese Steuerung kann im Computer als festes Programm vorliegen oder abhängig von den Ergebnissen der Auswertung erfolgen.The signals of the receiver array ( 17 ) are transmitted via the connecting line ( 17 v) to a computer ( 18 ), which takes over the evaluation in a known manner and displays the results of the evaluation on a screen ( 18 b), for. B. in the form of graphic representations or images. The computer ( 18 ) can also control the shift of the focus plane ( 13 f) in the object and the scanning in the x and y directions via the connecting line ( 18 v). This control can be present in the computer as a fixed program or can take place depending on the results of the evaluation.

In Fig. 2a und 2b ist die kompakte Baugruppe aus Beleuchtungsraster (12l, 12s), strahlformendem Element(70), Teilerspiegel (16) und Empfängerarray (17) in einem größeren Maßstab und in zwei verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Strahlteilerwürfel (20) ist auf einer Seite mit dem Beleuchtungsraster (12l, 12s) versehen. Auf der anderen trägt er in diesem Beispiel strahlformende Elemente (70) und den Strahlungsempfänger (17). Als strahlformende Elemente können, wie in DE 196 48 316 C1 vorgesehen, Prismenpaare oder, wie in DE 196 51 667 A1 vorgesehen, anamorphotische Linsen Verwendung finden.In Fig. 2a and 2b, the compact assembly of the illumination grid (12 l, s 12), strahlformendem element (70), beam splitter (16) and receiver array shown (17) in a larger scale and in two different views. The beam splitter cube ( 20 ) is provided on one side with the lighting grid ( 12 l, 12 s). On the other, in this example, he carries beam-shaping elements ( 70 ) and the radiation receiver ( 17 ). As beam-shaping elements, as provided in DE 196 48 316 C1, pairs of prisms or, as provided in DE 196 51 667 A1, anamorphic lenses can be used.

Mit (16) ist die Strahlteilerschicht bezeichnet. Erfindungsgemäß ist die kompakte Baugruppe über ein Stellglied (24a), den Tragarm (21) und das Stellglied (24b) mit dem Widerlager (= feststehende Fläche) (25) verbunden. Wie bei Erläuterung von Fig. 1 schon erwähnt, werden die Stellglieder vom Rechner angesteuert, um erfindungsgemäß die Microscannbewegung auszuführen.The beam splitter layer is designated by ( 16 ). According to the invention, the compact assembly is connected to the abutment (= fixed surface) ( 25 ) via an actuator ( 24 a), the support arm ( 21 ) and the actuator ( 24 b). As already mentioned in the explanation of FIG. 1, the actuators are controlled by the computer in order to carry out the microscanning movement according to the invention.

Das strahlformende Element muß nicht in jedem Falle vorhanden sein. Zum Beispiel ist in DE 40 35 799 A1 ist eine Anordnung geschildert, die keiner strahlformenden Elemente bedarf. Dort wird die Tiefenauflösung durch Einsatz eines Matrixempfängers erreicht, dessen Pixel nur auf einem Teil ihrer Fläche lichtempfindlich sind.The beam-shaping element need not always be present. For example is DE 40 35 799 A1 describes an arrangement that does not have any beam-shaping elements requirement. There the depth resolution is achieved by using a matrix receiver, whose pixels are only sensitive to light on part of their surface.

Fig. 3a zeigt die Beleuchtungspunkte (121) in der Probenebene und als Beispiel einen mäanderförmigen Weg (23a), den sie in der Probenebene in einer x-y-Scannbewegung zurücklegen. Erfindungsgemäß werden auf diese Weise die Lücken, die sich zwischen den Beleuchtungspunkten befinden, ebenfalls in Bildinformation umgesetzt, die vom Computer (18) ausgewertet werden kann. Fig. 3a shows the illumination points (121) in the sample plane, and as an example of a meandering path (23 a), which they cover in the sample plane in an XY scanning movement. According to the invention, the gaps that are located between the illumination points are also converted into image information that can be evaluated by the computer ( 18 ).

Fig. 3b gibt eine spiralförmige Bewegung wieder. Mit (23b) ist eine Bewegung gekennzeichnet, die kontinuierlich erfolgt. Der gleiche Scanweg kann, wie in (23c) wiedergegeben, als Aufeinanderfolge von Bewegungsschritten zurückgelegt werden, so daß die Beleuchtungspunkte nacheinander schrittweise die Positionen 0, 1, 2, . . ., 23, 24, 0 und so fort annehmen. FIG. 3b is a spiral motion again. A movement which is continuous is identified by ( 23 b). The same scan path can be covered as a sequence of movement steps, as shown in ( 23 c), so that the illumination points successively move to positions 0, 1, 2,. , ., 23, 24, 0 and so on.

Fig. 4a zeigt den zeitlichen Ablauf von Bildaufnahme, Bewegung der kompakten Baugruppe und Auslesen des Bildes aus dem Matrixsensor für den Fall, daß zur integralen Aufnahme der den Beleuchtungspunkten zugeordneten Probenteilflächen die Microscanbewegung während der Aufnahme eines Bildes (TV-Frame) erfolgt. Mit 1 sind die Zeitphasen der Bildaufnahme gekennzeichnet, in denen auf dem Strahlungsempfänger eingestrahltes Licht in Ladungsträger umgesetzt wird. In den Pausen zwischen den Bildaufnahmen findet das Auslesen 2 der Ladungen der einzelnen Pixel aus dem Strahlungsempfängerarray statt. Erfindungsgemäß wird während der Bildaufnahme in diesem Falle die kompakte Baugruppe in einer Mäander- oder in einer Spiralbewegung so geführt, daß die im Raster bestehenden Lücken auf der Probenoberfläche abgetastet werden. Dies ist in 3 wiedergegeben. So wird ein integrales Signal über die entsprechenden Teilflächen der Probe gewonnen. Sofort nach Aufnahme eines Bildes kann der nächste Schritt in z-Richtung mit dem Antrieb 15 (Fig. 1) durchgeführt werden. FIG. 4a shows the timing of image pickup, movement of the compact assembly, and reading out the image from the array sensor in the event that takes place to the integral recording of the illumination points associated sample faces the MicroScan movement during an image (TV-frame) recording. 1 denotes the time phases of the image recording in which light irradiated on the radiation receiver is converted into charge carriers. In the pauses between the image recordings, the 2 charges of the individual pixels are read out from the radiation receiver array. According to the invention, the compact assembly is guided in a meandering or in a spiral movement during the image acquisition in such a way that the gaps existing in the grid are scanned on the sample surface. This is shown in FIG. 3. In this way, an integral signal is obtained over the corresponding partial areas of the sample. Immediately after taking an image, the next step in the z direction can be carried out with the drive 15 ( FIG. 1).

Fig. 4b zeigt den zeitlichen Ablauf von Bildaufnahme, Bewegung der kompakten Baugruppe und Auslesen des Bildes aus dem Matrixsensor für den Fall, daß zur ortsaufgelösten Aufnahme der den Beleuchtungspunkten zugeordneten Probenteilflächen die Microscanbewegung zwischen zwei aufeinanderfolgenden TV- Frames nur einen Schritt vollführt. Mit 1 sind die Zeitphasen der Bildaufnahme gekennzeichnet, in denen auf den Strahlungsempfänger eingestrahltes Licht in Ladungsträger umgesetzt wird. In den Pausen zwischen den Bildaufnahmen findet das Auslesen 2 der Ladungen der einzelnen Pixel aus dem Strahlungsempfängerarray statt. Während der Bildaufnahme steht in diesem Falle die kompakte Baugruppe still, so daß in diesem Falle je ausgelesenem Bild nur ein kleiner Teil der Probenoberfläche aufgenommen wird. Nach der Aufnahme eines Bildes wird die kompakte Baugruppe um einen Schritt bewegt, z. B. von 0 nach 1. Nach der Aufnahme des nächsten Bildes dann von 1 nach 2 und so fort, bis - wenn erwünscht - alle Positionen von 0 bis 24 (siehe 23c in Fig. 3b) eingenommen worden sind. Dies ist in 3 wiedergegeben. Erst nach 25 Bildern wird bei diesem Beispiel hochauflösender 3D-Bilderfassung der nächste Schritt in z-Richtung mit dem Antrieb (15) erfolgen. FIG. 4b shows the timing of image pickup, movement of the compact assembly, and reading out the image from the array sensor in the case that the micro-scanning movement between two successive TV frames performs only one step for the spatially resolved recording of the illumination points associated sample partial areas. 1 denotes the time phases of the image acquisition in which light irradiated onto the radiation receiver is converted into charge carriers. In the pauses between the image recordings, the 2 charges of the individual pixels are read out from the radiation receiver array. In this case, the compact assembly stands still during image recording, so that in this case only a small part of the sample surface is recorded for each image read out. After taking an image, the compact assembly is moved one step, e.g. B. from 0 to 1. After taking the next picture then from 1 to 2 and so on until - if desired - all positions from 0 to 24 (see 23c in Fig. 3b) have been taken. This is shown in FIG. 3. In this example of high-resolution 3D image acquisition, the next step in the z direction with the drive ( 15 ) will only take place after 25 images.

Claims

1. microscope device for three-dimensional examination of an object,

- With a lighting grid ( 12 l, 12 s) attached in a lighting plane ( 11 b) with a predetermined grid dimension, which via one or more optical elements ( 13 o, 13 u) into the focus plane at the location of the object ( 14 ) to be measured is mapped and generates a large number of luminous dots there
- And with a receiver array ( 17 ) with separate light-sensitive areas in the observation plane, which is reflected on or in the object ( 14 ) or generated by fluorescence and transmitted by the optical elements ( 13 o, 13 u) in the form of discrete images registered,

characterized by

- That the lighting grid ( 12 l, 12 s), the receiver array ( 17 ) and an associated beam splitter mirror ( 16 ) is designed as a compact, monolithic assembly, which preferably also has a beam-shaping element ( 70 )
- And that this assembly by means of actuators ( 24 a, 24 b) is displaceable by a fraction of the distance between two adjacent light points and thereby ensures a microscan movement of the light points.

2. Microscope device according to claim 1, characterized in that the actuators ( 24 a, 24 b) are designed as piezo actuators.

3. Microscope device according to claim 1 or 2, characterized in that that the microscan movement of the luminous dots during registration one and the same image takes place, sample areas being recorded integrally become.

4. Microscope device according to claim 1 or 2, characterized in that that the microscan movement of the luminous dots outside the registration one image between taking two successive images takes place, sample areas are recorded spatially resolved.

5. Microscope device according to claim 1, characterized in that the maximum adjustment movement which can be generated by the actuators ( 24 a, 24 b) is at least as large as the distance between the luminous dots.