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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE19921374 C2
Publication typeGrant
Application numberDE1999121374
Publication date29 Mar 2001
Filing date10 May 1999
Priority date10 May 1999
Also published asDE19921374A1
Publication number1999121374, 99121374, DE 19921374 C2, DE 19921374C2, DE-C2-19921374, DE19921374 C2, DE19921374C2, DE1999121374, DE99121374
InventorsRudolf Groskopf
ApplicantRudolf Groskopf
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Vorrichtung zur dreidimensionalen optischen Untersuchung eines Objektes mit Beleuchtung durch eine Lochplatte Apparatus for three-dimensional optical investigation of an object illuminated by a perforated plate translated from German
DE 19921374 C2
Abstract  available in
Claims(5)  translated from German
1. Mikroskopvorrichtung zur dreidimensionalen Untersuchung eines Objektes, 1. A device for three-dimensional microscope examination of an object,
  • - mit einem in einer Beleuchtungsebene ( 11 b) angebrachten Beleuchtungsraster ( 12 l, 12 s) mit einem vorgegebenen Rastermaß, das über ein oder mehrere optische Elemente ( 13 o, 13 u) in die Focusebene am Ort des zu vermessenden Objektes ( 14 ) abgebildet wird und dort eine Vielzahl von Leuchtpunkten erzeugt - Attached with an in an illumination plane (11 b) illumination grid (12 l, 12 s) with a predetermined pitch, which via one or more optical elements (13 o, 13 u) in the focus plane at the location of the object to be measured (14) is mapped and generates a plurality of luminous dots
  • - und mit einem Empfängerarray ( 17 ) mit voneinander getrennten lichtempfindlichen Bereichen in der Beobachtungsebene, welches das am oder im Objekt ( 14 ) reflektierte oder durch Fluoreszenz erzeugte und von den optischen Elementen ( 13 o, 13 u) übertragene Licht in Form von diskreten Bildern registriert, - And with a receiver array (17) with separate photosensitive areas in the observation plane, which reflected the on or in the object (14) or generated by fluorescence and of the optical elements (13 o, 13 u) light transmitted in the form of discrete images registered,
dadurch gekennzeichnet , characterized in
  • - daß das Beleuchtungsraster ( 12 l, 12 s), das Empfängerarray ( 17 ) und ein zugehöriger Strahlteilerspiegel ( 16 ) als eine kompakte, monolithische Baugruppe ausgeführt ist, die vorzugsweise auch ein strahlformendes Element ( 70 ) aufweist - In that the illumination grid (12 l, 12 s), the receiver array (17) and an associated beam splitter mirror (16) is designed as a compact and monolithic assembly, which preferably has a beam shaping element (70)
  • - und daß diese Baugruppe vermittels Stellgliedern ( 24 a, 24 b) um Bruchteile des Abstandes zweier benachbarter Leuchtpunkte verschiebbar ist und dabei eine Mikroscanbewegung der Leuchtpunkte gewährleistet. - And in that this assembly by means of actuators (24 a, 24 b) by fractions of the distance between two adjacent light-emitting points can be displaced and thereby ensures a micro scan movement of the luminous dots.
2. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder ( 24 a, 24 b) als Piezoaktuatoren ausgebildet sind. 2. A microscope apparatus according to claim 1, characterized in that the actuators (24 a, 24 b) are formed as piezo actuators.
3. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroscanbewegung der Leuchtpunkte während der Registrierung ein und desselben Bildes erfolgt, wobei Probenbereiche integral erfaßt werden. 3. A microscope apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the micro-scanning movement of the light points are one and the same image during registration, said sample regions are integrally detected.
4. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroscanbewegung der Leuchtpunkte außerhalb der Registrierung eines Bildes zwischen der Aufnahme zweier aufeinanderfolgender Bilder erfolgt, wobei Probenbereiche ortsaufgelöst erfaßt werden. 4. A microscope apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the micro-scanning movement of the light points are outside the registration of an image between the recording of two successive images, said sample regions are detected in a spatially resolved.
5. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale durch die Stellglieder ( 24 a, 24 b) erzeugbare Verstellbewegung mindestens so groß ist wie der Abstand der Leuchtpunkte. 5. A microscope apparatus according to claim 1, characterized in that the maximum by the actuators (24 a, 24 b) can be generated adjusting movement is at least as large as the distance between the luminous dots.
Description  translated from German

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikroskopvorrichtung zur dreidimensionalen Untersuchung eines Objektes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The present invention relates to a microscope apparatus 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). In confocal microscopy, the object is illuminated in a conventional manner through a pinhole and the illuminated spot is observed with a radiation receiver the photosensitive surface 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). Confocale Mikroskopie hat gegenüber konventioneller den Vorteil, daß sie Tiefenauflösung (Messung in z- Koordinate) liefert und daß wenig Streulicht bei der Bildaufnahme entsteht. Confocal microscopy has the advantage that it provides depth resolution (measured in the z-coordinate) and that little stray light during image acquisition compared to conventional. Nur die im Focus befindliche Ebene des Objektes wird hell beleuchtet. Only located in the focal plane of the object is brightly illuminated. Objektebenen oberhalb und unterhalb der Focusebene erhalten deutlich weniger Licht. Object planes above and below the focal plane received significantly less light. Das Bild wird durch einen Scannvorgang aufgebaut. The image is constructed by a scan. Es können einer oder mehrere Punkte gleichzeitig beleuchtet und beobachtet werden. There can be one or several points simultaneously illuminated and observed.

Drei Methoden für den Scannvorgang sind bekannt: Spiegelscannen, Nipkowscheibe und electronisches Scannen mit Matrixempfänger. Three methods for scanning are known: Mirror scanning, Nipkow disk and electro African scanning matrix receiver. 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). Further details on the state of the art scanning mirror and with Nipkow disk 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. A confocales imaging system with confocaler lighting through a perforated plate and electronischem by scanning receiver matrix was first proposed in DE 40 35 799 A1. 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. Here, a matrix receiver is used, the pixel on only a part (eg., 30%) of the pixels associated surface are sensitive to light and the illumination side a perforated plate is typically used, the same number of holes has as the image sensor photosensitive pixels. Die Tiefeninformation ergibt sich durch Aufnahme mehrerer Bilder aus verschiedenen Focusebenen und Auswertung des Helligkeitsmaximums individuell für die verschiedenen Pixel im Computer. The depth information is obtained by recording multiple images from different focus planes and evaluation of the maximum brightness 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. In the publication DE 196 48 316 C1 an arrangement is described in which typically assigned to four pixels of a light receiver hole on the perforated plate and is provided immediately before the receiver array, a prism array. 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. The prism array acts as a beam shaping element with which the light of each illumination spot is so split that arise out of focus two half-moon-shaped images. 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. In the document DE 196 51 667 A1 describes an arrangement in which also typically four per beneficiary pixels a lighting hole is assigned to the perforated plate and contains the anamorphic immediately before the receiver array is an array lenses. Jedem Beleuchtungsloch ist eine Linse zugeordnet. Each lighting hole is associated with a lens. Die anamorphotischen Linsen wirken hier ebenfalls als strahlformende Elemente, so daß sich im Focus ein kreisförmiges und außerhalb ein ovales Bild des Beleuchtungspunktes ergibt. The anamorphic lenses work here as well as beam-forming elements, so that there is a circular and outside an oval image of the illumination point in Focus. Bei den beiden letztgenannten Anordnungen wird die Tiefeninformation durch Auswertung der Differenz der Lichtsignale benachbarter Pixel gewonnen. In the latter two configurations, the depth information is obtained by evaluating the difference of the light signals of adjacent pixels.

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. The arrangements according to DE 40 35 799 A1, DE 196 48 316 C1, and DE 196 51 667 A1 have the advantage inter alia, that a great many Tiefenmeßpunkte can be recorded simultaneously, and they have the disadvantage that between the illumination points small sub-areas (gaps) the sample can not be readily detected. 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. In DE 40 35 799 A1 has therefore been proposed, with optical means to move the illumination point raster on the sample to small paths or the sample to move small paths. Beide Vorgehensweisen haben den Nachteil, daß sie aufwendig und justierempfindlich sind. Both approaches have the disadvantage that they are complicated and 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 an object of the present invention to provide an arrangement for computer controlled to move the Meßpunktraster 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. According done this by perforated plate, beam splitter, receiver array and - if applicable - the beam-forming element in a compact module are summarized, which is shifted by fine mechanical actuating elements. Das hat auch den Vorteil, daß unabhängig von dem gewählten Vergrößerungsmaßstab der Abbildungsoptik immer die gleichen Scannwege zur Abtastung der Lücken zurückzulegen sind. This also has the advantage that regardless of the selected magnification of the imaging optics, the same scan paths are always to be covered for scanning 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. With DE 196 40 421 A1 discloses a monolithically formed beam splitter cube with exactly one sensor and a receiver element and a beam-forming element is already known, but the bidirectional optical data transmission is used. Sie bringt für die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe keine Lösung, da Mittel zur Bildgebung fehlen. She brings no solution to the object of the present invention is based, as imaging agents are absent.

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. With DE 197 40 678 A1 discloses an arrangement with a designed as a piezo actuator displacement mechanism for a collimator lens become known, which is used for optical measurement of an object. Da nur jeweils ein einziger Meßpunkt erfaßt wird und da die Anordnung interferometrisch arbeitet, ist die Messung mit dieser Anordnung zeitaufwendig. Since only a single measuring point is detected, and since the arrangement operates interferometrically, the measurement with this arrangement is time-consuming. Die Vorteile, die sich bei Anwendung eines Beleuchtungsrasters ergeben, fehlen hier. The benefits derived from the application of a lighting grid, is 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 brings relative to the prior art, the progress, with a CCD receiver and a known illumination grid to be able to measure the areas of the sample in a short time, which lie in the gaps between the lighting points.

Die Figuren zeigen als Beispiel mögliche praktische Ausführungen nach der Erfindung. The figures show by way of example possible practical embodiments 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. Fig. 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 that runs from the compact assembly.

Fig. 4a zeigt den zeitlichen Ablauf der Microscanbewegung für rasches Abscannen der Lücken ohne örtliche Auflösung Fig. 4 shows the timing of 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 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 ( 11 k), evtl. über ein Filter ( 11 f) (zur Aussonderung eines ausreichend schmalen Spektralbereiches), ein Beleuchtungsraster beleuchtet, das sich in der Beleuchtungsebene ( 11 b) befindet. In Fig. 1, (11) a light source, for. Example, a halogen lamp, referred to by means of the condenser (11 k), possibly via a filter (11 f) (for the separation of a sufficiently narrow spectral range), a lighting grid lighting, which is located in the illumination plane (11b). Es besteht aus einer lichtundurchlässigen Schicht mit kleinen Löchern. It consists of an opaque layer with tiny holes. Eine derartige Schicht kann in bekannter Weise z. B. aus Chrom auf einer hergestellt werden. Such a layer can, for. Example of chromium are produced on an in known manner. Die Löcher sind in der Schicht ebenso rasterförmig angeordnet wie die lichtempfindlichen Bereiche des Empfängerarrays ( 17 ). The holes are also arranged like a grid in the layer as the light-sensitive regions of the receiver arrays (17). Die Löcher sind erheblich kleiner als ihr Abstand. The holes are substantially smaller than their distance. Der Abstand der Löcher bzw. Bereiche von Mitte zu Mitte wird als Rastermaß bezeichnet. The distance of the holes from center to center or areas is referred to as pitch.

Das Beleuchtungsraster wird durch die Linsen ( 13 o, 13 u) in die Focusebene ( 13 f) abgebildet, so daß das Objekt ( 14 ) mit rasterförmig angeordneten Lichtpunkten beleuchtet wird. The illumination grid is determined by the lenses (13 o, 13 u) in the focal plane (13 f) ready, so that the object (14) is illuminated with a grid-shaped arrangement of light spots. 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. For non-transparent objects, only the surface (140) can be illuminated, while transparent objects and layers (14 s) can be lit inside with the points of light. Die vom Objekt in der Focusebene ( 13 f) reflektierten Lichtstrahlen werden von den Linsen ( 13 u, 13 o) über einen Strahlteiler ( 16 ) zum Beispiel in der Empfängerebene ( 17 b) focussiert. From the object in the focal plane (13 f) the reflected light rays from the lens (13 U, 13 O) focussed via a beam splitter (16) for example in the receiver plane (17 b). Zwischen den Linsen ( 13 o, 13 u) ist üblicherweise eine sog. Telezentrie-Blende ( 13 t) angeordnet, welche dafür sorgt, daß der Mittenstrahl ( 13 m) 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. Between the lenses (13 o, 13 u) is usually a so-called. Telecentric aperture (13 t) is arranged, which ensures that the central beam (13 m) meets parallel to the optical axis (10) onto the object (14), 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 ( 24 a) mit dem Tragarm ( 21 ) verbunden. According to the invention explained in more detail below compact assembly via an actuator (24 a) with the supporting arm (21) is connected. Eine Steuerleitung ( 18 w) ermöglicht die Ansteuerung der Microscannbewegung durch den Computer ( 18 ). A control line (18 m) enables control of Microscan motion by the computer (18).

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

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

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

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

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

Das strahlformende Element muß nicht in jedem Falle vorhanden sein. The beam-shaping element may not be present in every case. Zum Beispiel ist in DE 40 35 799 A1 ist eine Anordnung geschildert, die keiner strahlformenden Elemente bedarf. For example, in DE 40 35 799 A1, an arrangement is described, which requires no beam-forming elements. Dort wird die Tiefenauflösung durch Einsatz eines Matrixempfängers erreicht, dessen Pixel nur auf einem Teil ihrer Fläche lichtempfindlich sind. There, the depth resolution is achieved by using a matrix beneficiary whose pixels are sensitive to light only on a portion of its area.

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

Fig. 3b gibt eine spiralförmige Bewegung wieder. FIG. 3b is a spiral motion again. Mit ( 23 b) ist eine Bewegung gekennzeichnet, die kontinuierlich erfolgt. With (23 b) is in a movement, which takes place continuously. Der gleiche Scanweg kann, wie in ( 23 c) wiedergegeben, als Aufeinanderfolge von Bewegungsschritten zurückgelegt werden, so daß die Beleuchtungspunkte nacheinander schrittweise die Positionen 0, 1, 2, . The same scanning path, as shown in (23 c), are completed as succession of steps of movement, so that the illumination points successively stepwise positions 0, 1, 2,. . , ., 23, 24, 0 und so fort annehmen. ., 23, 24, 0, and suppose so forth.

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. Fig. 4A shows the timing of image capture, motion of the compact assembly, and reading out the image from the matrix sensor for the case where the integral recording of the illumination points associated sample partial areas takes place Microscan movement while taking a picture (TV frame). Mit 1 sind die Zeitphasen der Bildaufnahme gekennzeichnet, in denen auf dem Strahlungsempfänger eingestrahltes Licht in Ladungsträger umgesetzt wird. 1 with the time phases of the image pickup are marked, in which is irradiated on the radiation receiver light converted into charge carriers. In den Pausen zwischen den Bildaufnahmen findet das Auslesen 2 der Ladungen der einzelnen Pixel aus dem Strahlungsempfängerarray statt. In the intervals between image captures the reading 2 of the charges of each pixel takes place from the radiation receiver array. 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. According to the invention, the compact assembly is guided in a meander or a spiral movement so that the gaps existing in the grid on the sample surface are scanned during image capture in this case. Dies ist in 3 wiedergegeben. This is represented in Figure 3. So wird ein integrales Signal über die entsprechenden Teilflächen der Probe gewonnen. Thus, an integral signal on the corresponding partial areas of the sample is obtained. Sofort nach Aufnahme eines Bildes kann der nächste Schritt in z-Richtung mit dem Antrieb 15 ( Fig. 1) durchgeführt werden. Immediately after recording an image 15 (FIG. 1), the next step in the z-direction are carried out with the drive.

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. Fig. 4b shows the timing of image acquisition, motion of the compact assembly and reading the image from the array sensor for the case that for spatially resolved recording of the lighting points associated sample faces the Microscan motion between two consecutive TV frames performs just one step. Mit 1 sind die Zeitphasen der Bildaufnahme gekennzeichnet, in denen auf den Strahlungsempfänger eingestrahltes Licht in Ladungsträger umgesetzt wird. With 1, the time periods of image acquisition are identified, in which irradiated onto the radiation receiver light converted into charge carriers. In den Pausen zwischen den Bildaufnahmen findet das Auslesen 2 der Ladungen der einzelnen Pixel aus dem Strahlungsempfängerarray statt. In the intervals between image captures the reading 2 of the charges of each pixel takes place from the radiation receiver array. 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. During the image acquisition is in this case the silent compact assembly, so that in this case each image culled only a small part of the sample surface is recorded. 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. After taking a picture, the compact module B. from 0 to 1. After recording the next image is moved by one step, for then continues from 1 to 2 and so on until -. If desired - all positions from 0 to 24 ( have been taken see 23c in Fig. 3b). Dies ist in 3 wiedergegeben. This is represented in Figure 3. Erst nach 25 Bildern wird bei diesem Beispiel hochauflösender 3D-Bilderfassung der nächste Schritt in z-Richtung mit dem Antrieb ( 15 ) erfolgen. Only after 25 frames of high-resolution 3D imaging of the next step in the z-direction with the drive (15) is carried out in this example.

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Classifications
International ClassificationG02B21/36, G01B11/24, G02B21/00, G02B26/08
Cooperative ClassificationG02B21/004
European ClassificationG02B21/00M4A5A
Legal Events
DateCodeEventDescription
30 Nov 2000OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
29 Mar 2001D2Grant after examination
27 Sep 20018364No opposition during term of opposition