DE10144593A1 - Verfahren zur Ermittlung von Positionswerten und Scanmikroskop - Google Patents
Verfahren zur Ermittlung von Positionswerten und ScanmikroskopInfo
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Abstract
Ein Verfahren zur Steuerung eines Scanmikroskops mit einer resonanten Strahlablenkeinrichtung, die eine Resonanzfrequenz und einen Resonanzfrequenzbereich aufweist, ist offenbart. Das Verfahren ist durch Schritte des Erzeugens einer elektrischen Antriebsoszillation, die eine Antriebsfrequenz aufweist, mit einem unabhängigen Oszillator, wobei die Antriebsfrequenz innerhalb des Resonanzfrequenzbereichs liegt, und des Übergebens der Antriebsoszillation an die resonante Strahlablenkeinrichtung gekennzeichnet. Außerdem ist ein Scanmikroskop mit einer resonanten Strahlablenkeinrichtung offenbart.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Scanmikroskops mit einer resonanten Strahlablenkeinrichtung.
- Des weiteren betrifft die Erfindung ein Scanmikroskop mit einer Lichtquelle, die einen Beleuchtungslichtstrahl zur Beleuchtung eines Objektes emittiert, mit einer resonanten Strahlablenkeinrichtung zum Führen des Beleuchtungslichtstrahles über das Objekt, die eine Resonanzfrequenz und einen Resonanzfrequenzbereich aufweist.
- In der Scanmikroskopie wird eine Probe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, um das von der Probe emittierte Reflexions- oder Fluoreszenzlicht zu beobachten. Der Fokus des Beleuchtungslichtstrahles wird mit Hilfe einer steuerbaren Strahlablenkeinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Objektebene bewegt, wobei die Ablenkachsen meist senkrecht aufeinander stehen, so daß ein Spiegel in x-, der andere in y-Richtung ablenkt. Die Verkippung der Spiegel wird beispielsweise mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen bewerkstelligt. Die Leistung des vom Objekt kommenden Lichtes wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung ausgerüstet.
- Speziell in der konfokalen Scanmikroskopie wird ein Objekt mit dem Fokus eines Beleuchtungslichtstrahles in drei Dimensionen abgetastet.
- Ein konfokales Rastermikroskop umfaßt im allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende - die sog. Anregungsblende - fokussiert wird, einen Strahlteiler, eine Strahlablenkeinrichtung zur Strahlsteuerung, eine Mikroskopoptik, eine Detektionsblende und die Detektoren zum Nachweis des Detektions- bzw. Fluoreszenzlichtes. Das Beleuchtungslicht wird über einen Strahlteiler eingekoppelt. Das vom Objekt kommende Fluoreszenz- oder Reflexionslicht gelangt über die Strahlablenkeinrichtung zurück zum Strahlteiler, passiert diesen, um anschließend auf die Detektionsblende fokussiert zu werden, hinter der sich die Detektoren befinden. Detektionslicht, das nicht direkt aus der Fokusregion stammt, nimmt einen anderen Lichtweg und passiert die Detektionsblende nicht, so daß man eine Punktinformation erhält, die durch sequentielles Abtasten des Objekts zu einem dreidimensionalen Bild führt. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Bilddatennahme erzielt.
- Idealer Weise beschreibt die Bahn des Abtastlichtstrahles auf bzw. in dem Objekt einen Mäander. (Abtasten einer Zeile in x-Richtung bei konstanter y- Position, anschließend x-Abtastung anhalten und per y-Verstellung auf die nächste abzutastende Zeile schwenken und dann bei konstanter y-Position diese Zeile in negative x-Richtung abtasten u. s. w.). Die Abtastbahn weicht bei zunehmend höherer Abtastgeschwindigkeit mehr und mehr von der Mäanderform ab. Dieses Phänomen ist im Wesentlichen auf die Massenträgheit der bewegten Elemente zurückzuführen. Bei schnellem Abtasten ähnelt die Abtastbahn eher einer Sinuskurve, wobei es jedoch oft vorkommt, dass sich die Teil-Bahnkurve für die Abtastung in positive x- Richtung von der Teil-Bahnkurve bei der Abtastung in negative x-Richtung unterscheidet.
- Die Leistung des vom Objekt kommenden Lichtes wird in festen Zeitabständen während des Abtastvorganges gemessen und so Rasterpunkt für Rasterpunkt abgetastet. Der Meßwert muss eindeutig der dazugehörigen Scanposition zugeordnet werden, um aus den Meßdaten ein Bild erzeugen zu können. Zweckmäßiger Weise werden hierfür die Zustandsdaten der Verstellelemente der Strahlablenkeinrichtung laufend mitgemessen oder, was allerdings weniger genau ist, direkt die Steuersolldaten der Strahlablenkeinrichtung verwendet.
- Die Verwendung resonant arbeitender Strahlablenkeinrichtungen, um höhere Abtastraten zu erzielen ist bekannt. Hierbei wird die Strahlablenkeinrichtung, die oft als Galvanometerspiegel ausgeführt sind, in einem Rückkopplungskreis betrieben, in dem ein Positionsaufnehmer die aktuelle Stellung des Spiegels ermittelt und in ein elektrische Signal umsetzt, das anschließend verstärkt als Antriebssignal der Strahlablenkeinrichtung zugeführt wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Strahlablenkeinrichtung immer mit der Resonanzfrequenz, die beispielsweise durch Temperaturänderungen erheblich schwanken kann, betrieben wird.
- In der Deutschen Patentanmeldung DE 41 16 387 A1 ist ein Steuersystem für einen Laserdrucker beschrieben, der eine Resonanz-Abtasteinrichtung mit einem oszillierenden Spiegel enthält, der das Laserbündel über die Oberfläche des Druckmediums führt, um aufeinanderfolgende Pixelplätze mit dem Laserbündel zu belichten. Jede vollständige Spiegelschwingung entspricht dabei einem Abtastzyklus. Ein Regler dient zum Pulsieren der Laserquelle entsprechend einer ausgewählten Abbildung. Eine Synchronisationseinrichtung dient zum Synchronisieren der Arbeitsweise des Reglers mit der Winkelbewegung des Spiegels. Die Synchronisationseinrichtung arbeitet während jedem Abtastzyklus kontinuierlich und stellt die Betriebsfrequenz des Reglers in Abhängigkeit von Änderungen der Winkelgeschwindigkeit des Spiegels und von Änderungen der Resonanzfrequenz der Resonanz-Abtasteinrichtung ein, indem dem Regler ein Laserimpuls-Zeitgebersignal zugeführt wird.
- In der Deutschen Patentanmeldung DE 43 22 694 A1 ist ein konfokales Mikroskop beschrieben, das eine Scanneranordnung enthält, in der die Ablenkanordnung entlang der x-Achse zwei Resonanz-Scanner enthält, die um parallele Achsen bei unterschiedlichen Frequenzen oszillieren, von denen eine Harmonische der anderen ist. Als Folge davon kann die Abtastung entlang der x-Achse nahezu linear durchgeführt werden, obwohl sie in Verbindung mit einer Resonanz auftritt, und deshalb Vorteile entsprechend der Schnelligkeit von Resonanzsystemen erzielt werden können. Ein Galvanometer dreht das Gehäuse eines der Resonanz-Scanner um dessen Achse, um eine x-Achse-Schwenkfunktion zu erzielen.
- Um ein fehlerfreies Abbild des Objektes zu erreichen muss die Zeit für das Durchlaufen einer Abtastzeile ein Vielfaches der Zeit für das Abtasten eines Objektpunktes sein. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so kommt es zu verzerrenden Bildpunktverschiebungen in aufeinanderfolgenden Zeilen. Da die Resonanzfrequenz der Strahlablenkeinrichtung von den Abtastbedingungen, wie beispielsweise der maximalen Auslenkung des Scanspiegels und von den Umgebungsbedingungen, insbesondere von der Temperatur abhängig ist und somit ständig schwankt, während die Zeit für das Abtasten eines Objektpunktes konstant ist, ist mit resonanten Strahlablenkeinrichtungen eine schnellere Scangeschwindigkeit nur auf Kosten der Bildqualität erzielbar.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Scanmikroskops mit einer resonanten Strahlablenkeinrichtung anzugeben, mit dem auch bei wechselnden Abtast- und Umgebungsparametern eine optimale Bildqualität erzielbar ist.
- Die objektive Aufgabe wird durch ein Verfahren und gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- - Erzeugen einer elektrischen Antriebsoszillation, die eine Antriebsfrequenz aufweist, mit einem unabhängigen Oszillator, wobei die Antriebsfrequenz innerhalb des Resonanzfrequenzbereichs liegt, und
- - Übergeben der Antriebsoszillation an die resonante Strahlablenkeinrichtung.
- Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung ein Scanmikroskop mit einer resonanten Strahlablenkeinrichtung anzugeben, mit dem auch bei wechselnden Abtast- und Umgebungsparametern eine optimale Bildqualität erzielbar ist.
- Diese Aufgabe wird durch ein Scanmikroskop gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein unabhängiger Oszillator vorgesehen ist, mit dem eine Antriebsoszillation, die eine Antriebsfrequenz innerhalb des Resonanzfrequenzbereichs aufweist, erzeugbar ist, die die Strahlablenkeinrichtung antreibt.
- Die Erfindung hat den Vorteil, das gleichzeitig sowohl eine hohe Abtastgeschwindigkeit, als auch eine optimale Bildqualität erzielbar ist.
- In einer bevorzugen Ausgestaltung wird die elektrische Antriebsoszillation aus einer Grundoszillation, die eine Grundfrequenz aufweist, erzeugt, wobei die Grundfrequenz ein erstes ganzzahliges Vielfaches der Antriebsfrequenz ist. Vorzugsweise ist die Grundoszillation eine Rechteckoszillation. Die Antriebsoszillation ist bevorzugter Weise eine Sinusoszillation oder eine sinusförmige Oszillation.
- In einer bevorzugen Ausgestaltung beinhaltet der Oszillator einen Digital- Analog-Wandler und Zähler.
- Das Verfahren kann den weiteren Schritt des Erzeugens eines Pixeltaktes, der eine Pixelfrequenz aufweist, aus der Grundoszillation, wobei die Grundfrequenz ein zweites ganzzahliges Vielfaches der Pixelfrequenz ist, umfassen Weiterhin können die weiteren Schritte des zeilenweisen Führens eines Beleuchtungslichtstrahles über ein Objekt mit der Strahlablenkeinrichtung und des Detektierens von vom Objekt ausgehenden Detektionslichtes im Pixeltakt, vorgesehen sein.
- In einer bevorzugen Ausgestaltung weist die Antriebsoszillation eine Amplitude auf und Schwankungen der Resonanzfrequenz oder Schwankungen der Auslenkung der Strahlablenkung aufgrund einer Veränderung der Resonanzfrequenz werden durch Steuerung der Amplitude kompensiert. Insbesondere zur Kompensation größerer Schwankungen ist vorgesehen, dass das erste ganzzahlige Vielfache entsprechend des Vorzeichens der Änderung der Resonanzfrequenz erhöht oder verringert wird.
- Der Oszillator erzeugt vorzugsweise eine Grundoszillation, die eine Grundfrequenz aufweist, aus der die Antriebsoszillation synthetisiert wird. Die Grundfrequenz ist ein erstes ganzzahliges Vielfaches der Antriebsfrequenz.
- Vorzugsweise ist die Grundoszillation eine Rechteckoszillation. Es kann sich jedoch auch um eine Sinusoszillation, eine sinusähnliche Oszillation oder jede andere Oszillation handeln.
- Zum Synthetisieren der Antriebsoszillation aus der Grundoszillation sind insbesondere zwei Ausgestaltungen geeignet:
- a) In einer Ausgestaltung sind die Datenwerte des kompletten Kurvenzuges in einem Speicher abgelegt und werden aus diesem zyklisch, mit einer hohen Ausgabefrequenz (> 50 MHz) auszugeben. Dabei ist ein sehr schneller Speicher und ein sehr schneller Digital-Analog-Wandler notwendig. Bei einer Ausgabefrequenz von beispielsweise 50 MHz und ein Resonanzfrequenz von 4 kHz werden pro Periode 12500 Werte ausgegeben. Um die Antriebsfrequenz nachzusteuern um z. B. eine Drift der Resonanzfrequenz des Galvos auszugleichen, müssen bei diesem Verfahren sehr viele Werte neu berechnet werden.
- b) In einer anderen Ausgestaltung wird ausgenutzt, dass das Systemverhalten eines resonanten Strahlablenkeinrichtung (z. B. Galvanometer) dem eines Bandpasses mit einer sehr hohen Güte entspricht. Es genügt, dass im Spektrum der Grundoszillation die Resonanzfrequenz enthalten ist. Eventuell vorhandene andere Frequenzen werden durch das Systemverhalten gedämpft. Um die Antriebsoszillation exakt zu erzeugen, ist es nötig, den Ausgabezeitpunkt der Werte präzise einzuhalten.
- In einer bevorzugen Ausgestaltung beinhaltet der Oszillator mindestens einen Digital-Analog-Wandler und Zähler. Einer der Zähler ist zur Erzeugung der Grundoszillation ist als Ringzähler mit einer möglichst hohen Zählfrequenz ausgestaltet. Der Oszillator erzeugt aus der Grundoszillation einen Pixeltakt, der eine Pixelfrequenz aufweist, wobei die Grundfrequenz ein zweites ganzzahliges Vielfaches der Pixelfrequenz ist.
- Der vorzugsweise kontinuierlich und vorzugsweise Zeile für Zeile über bzw. durch das Objekt geführte Beleuchtungslichtstrahl verursacht einen kontinuierlichen Strom von Detektionslicht, das mit einem Detektor in ein zur Leistung proportionales elektrisches Signal umgesetzt wird. Der Pixeltakt gibt an, welche Abschnitte des Detektionslichtstromes einem Bildpunkt (Pixel) zuzuordnen sind. Das vom Objekt ausgehende Detektionslicht ist im Pixeltakt detektierbar.
- In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist ein Modulationsmittel vorgesehen, mit dem die Amplitude der Antriebsoszillation variierbar ist. Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass Schwankungen der Resonanzfrequenz, die durch Veränderung der Scanparameter oder durch Änderung der Umgebungsparameter verursacht sein können, durch Steuerung oder Regelung der Amplitude kompensierbar sind. Eine Änderung der Resonanzfrequenz kann durch eine relative Messung der erforderlichen Antriebsleistung des Antriebsoszillation ermittelt werden.
- Insbesondere bei größeren Veränderungen der Resonanzfrequenz die durch eine Steuerung oder Regelung der Amplitude nicht mehr kompensierbar sind, ist vorgesehen, den Pixeltakt anzupassen. Hierzu sind Mittel zum Variieren des ersten ganzahligen Vielfachen vorgesehen. Vorzugsweise wird der Pixeltakt durch teilen aus der Grundoszillation erzeugt, wobei die Mittel zum Variieren des ersten ganzahligen Vielfachen den Teiler ändern.
- In einer bevorzugen Ausgestaltung ist das Scanmikroskop ein konfokales Scanmikroskop ist.
- In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigt:
- Fig. 1 eine erfindungsgemäßes Scanmikroskop.
- Fig. 2 eine schematische Darstellung der Erzeugung der Antriebsoszillation.
- Bildverarbeitungseinheit umfassenden Regelung.
- Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäßes Scanmikroskop, das als konfokales Scanmikroskop ausgeführt ist. Der von einem Beleuchtungssystem 1 kommende Beleuchtungslichtstrahl 3 wird von einem Strahlteiler 5 zum Strahlablenkeinrichtung 7 reflektiert, das einen kardanisch aufgehängten Scanspiegel 9 beinhaltet, der den Strahl durch die Scanoptik 11, die Tubusoptik 13 und die Mikroskopoptik 15 hindurch über bzw. durch das Objekt 17 führt. Der Beleuchtungslichtstrahl 3 wird bei nicht transparenten Objekten 17 über die Objektoberfläche geführt. Bei biologischen Objekten 17 (Präparaten) oder transparenten Objekten kann der Beleuchtungslichtstrahl 3 auch durch das Objekt 17 geführt werden. Dies bedeutet, dass aus verschiedenen Fokusebenen des Objekts 17 nacheinander durch den Beleuchtungslichtstrahl 3 abgetastet werden. Die nachträgliche Zusammensetzung ergibt dann ein dreidimensionales Bild des Objekts 17. Der vom Beleuchtungssystem 1 kommende Beleuchtungslichtstrahl 3 ist in als durchgezogene Linie dargestellt. Das vom Objekt 17 ausgehende Detektionslicht 19 gelangt durch die Mikroskopoptik 15, die Tubusoptik 13, die Scanoptik 11 und über die Strahlablenkeinrichtung 7 zum Strahlteiler 5, passiert diesen und trifft auf Detektor 21, der als Photomultiplier ausgeführt ist. Das vom Objekt 17 ausgehende Detektionslicht 19 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Im Detektor 21 werden elektrische, zur Leistung des vom Objekt ausgehenden Detektionslichtes 19 proportionale Detektionssignale 23 erzeugt und an die Verarbeitungseinheit 25 weitergegeben. Die in der Strahlablenkeinrichtung mit Hilfe eines induktiv oder kapazitiv arbeitenden Positionssenors erfassten Positionssignale werden ebenfalls an die Verarbeitungseinheit 25 übergeben. Ein Oszillator 27 erzeugt eine Grundoszillation 29, die eine Grundfrequenz von 80 MHz aufweist, in Form einer Rechteckoszillation. Diese wird mit einem Teilerbaustein 31 durch 20.000 geteilt und anschließend die nullte Ordnung mit einem Filter 33 synthetisiert. Das resultierende Signal wird mit einem Verstärker 35 verstärkt und als Antriebsoszillation 37 der Strahlablenkeinrichtung 7 zugeführt. Der Verstärker 35 ist als steuerbarer Verstärker ausgeführt, was eine Regelung der Amplitude der Antriebsoszillation über ein Regelsignal 53, das von der Verarbeitungseinheit 25 errechnet und an den Verstärker 35 übermittelt wird, ermöglicht. Ein Anteil der Grundoszillation 29 wird einem weiteren Teiler 39übermittelt, der eine Division durch 4 vornimmt und so einen Pixeltakt 41 mit einer Pixelfrequenz von 20 MHz erzeugt. Der vorzugsweise kontinuierlich und vorzugsweise Zeile für Zeile über bzw. durch das Objekt geführte Beleuchtungslichtstrahl 3 verursacht einen kontinuierlichen Strom von Detektionslicht 19. Der Pixeltakt 41 gibt an, welche Abschnitte des Detektionslichtstromes einem Bildpunkt 43 (Pixel) zuzuordnen sind. Die Positions- und Detektionssignale 23 werden in der Verarbeitungseinheit 25 einander zugeordnet und zu einem Abbild 55 aus Bildpunkten 43 zusammengesetzt, das auf dem Display 45 eines PC 57 angezeigt wird. In der Zeichnung ist die im Abbild 55 nicht sichtbare Scanbahn 47, entlang der das Beleuchtungslicht durch das Objekt 17 geführt wird zum besseren Verständnis schematisch eingezeichnet. Die Zeit für das Abscannen einer Bildzeile ist ein ganzzahliges Vielfaches der Zeit, in der Daten für ein Pixel genommen werden. Auf diese Weise sind Bildfehler durch den Versatz von Pixeln in aufeinanderfolgenden Zeilen vermieden. Das bei einem konfokalen Scanmikroskop üblicherweise vorgesehene Beleuchtungspinhole 49 und das Detektionspinhole 51 sind der Vollständigkeit halber schematisch eingezeichnet. Weggelassen sind wegen der besseren Anschaulichkeit hingegen einige optische Elemente zur Führung und Formung der Lichtstrahlen. Diese sind einem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann hinlänglich bekannt.
- Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Erzeugung der Antriebsoszillation. Der Oszillator 27 erzeugt eine Grundoszillation 29. Die Periodendauer der Grundoszillation 29 repräsentiert die Auflösung mit der die Periodendauer der synthetisierten Antriebsoszillation 37 eingestellt werden kann. Die Grundoszillation 29 wird an einen Ringzähler 71 weitergeleitet. Ein Zählerdurchlauf ist gleich der Periodendauer des synthetisierten Signals. Dieser Zähler hat hier die Funktion eines Zeitnormals. Der auch als Ringzähler ausgelegte weitere Zähler 59 dient als Indexzähler für einen ersten Speicher 61 und ein weiterer Speicher 63. Beide Tabellen 61, 63 haben die gleiche Dimension (m mögliche Indexwerte). Der Zähler 59 kann bei einem Durchlauf alle m Werte adressieren bevor er wieder auf den Anfangswert zurückspringt.
- Unter einem Indexwert I ist in dem zweiten Speicher 63 der Ausgabezeitpunkt, der durch einen Zählerstand des Ringzählers 71 repräsentiert wird, abgelegt. In dem ersten Speicher 61 ist der Wert abgelegt, der ausgegeben werden soll, wenn der Oszillator 27 den Wert TA(I) erreicht hat. Der Komparator 69 vergleicht TA(I) dem Ringzählerstand. Sind beide Werte gleich, so erkennt dies die Steuerungslogik 65 und initiiert einerseits einen Schreibzyklus des Digital Analog Wandlers 67, der den digitalen Wert TW(I) in die Antriebsoszillation 37 für die Strahlablenkeinrichtung 7 umsetzt und andererseits ein Inkrementieren des Zählers weiteren Zählers 59. Bei der Belegung der Tabellen ist darauf zu achten, dass die Ausgabezeitwerte in dem zweiten Speicher 63 streng monoton steigen, und dass der größte Wert in dem zweiten Speicher 63 kleiner ist, als der maximal Zählerstand des Ringzälers 71.
- Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Bezugszeichenliste 1 Beleuchtungssystem
3 Beleuchtungslichtstrahl
5 Strahlteiler
7 Strahlablenkeinrichtung
9 Scanspiegel
11 Scanoptik
13 Tubusoptik
15 Mikroskopoptik
17 Objekt
19 Detektionslicht
21 Detektor
23 Detektionssignale
25 Verarbeitungseinheit
27 Oszillator
29 Grundoszillation
31 Teilerbaustein
33 Filter
35 Verstärker
37 Antriebsoszillation
39 Teiler
41 Pixeltakt
43 Bildpunkt
45 Display
47 Scanbahn
49 Beleuchtungspinhole
51 Detektionspinhole
53 Regelsignal
55 Abbild
57 PC
61 erster Speicher
63 zweiter Speicher
65 Steuerungslogik
67 Analog-Digital-Wandler
69 Komparator
71 Ringzähler
Claims (24)
1. Verfahren zur Steuerung eines Scanmikroskops mit einer resonanten
Strahlablenkeinrichtung, die eine Resonanzfrequenz und einen
Resonanzfrequenzbereich aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Erzeugen einer elektrischen Antriebsoszillation, die eine
Antriebsfrequenz aufweist, mit einem unabhängigen Oszillator, wobei
die Antriebsfrequenz innerhalb des Resonanzfrequenzbereichs liegt,
und
- Übergeben der Antriebsoszillation an die resonante
Strahlablenkeinrichtung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
elektrische Antriebsoszillation aus einer Grundoszillation, die eine
Grundfrequenz aufweist, erzeugt wird, wobei die Grundfrequenz ein erstes
ganzzahliges Vielfaches der Antriebsfrequenz ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Grundoszillation eine Rechteckoszillation ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebsoszillation eine Sinusoszillation ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Oszillator einen Digital-Analog-Wandler und Zähler
beinhaltet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch
die weiteren Schritte:
- Erzeugen eines Pixeltaktes, der eine Pixelfrequenz aufweist, aus der
Grundoszillation, wobei die Grundfrequenz ein zweites ganzzahliges
Vielfaches der Pixelfrequenz ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren
Schritt:
- zeilenweises Führen eines Beleuchtungslichtstrahles über ein Objekt
mit der Strahlablenkeinrichtung und
- Detektieren von vom Objekt ausgehenden Detektionslichtes im
Pixeltakt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebsoszillation eine Amplitude aufweist und Schwankungen der
Resonanzfrequenz durch Steuerung der Amplitude kompensiert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
Schwankungen der Resonanzfrequenz durch Anpassen des ersten
ganzahligen Vielfachen kompensiert werden.
10. Scanmikroskop mit einer Lichtquelle, die einen Beleuchtungslichtstrahl
zur Beleuchtung eines Objektes emittiert, mit einer resonanten
Strahlablenkeinrichtung zum Führen des Beleuchtungslichtstrahles über das
Objekt, die eine Resonanzfrequenz und einen Resonanzfrequenzbereich
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein unabhängiger Oszillator
vorgesehen ist, mit dem eine Antriebsoszillation, die eine Antriebsfrequenz
innerhalb des Resonanzfrequenzbereichs aufweist, erzeugbar ist, die die
Strahlablenkeinrichtung antreibt.
11. Scanmikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
elektrische Antriebsoszillation im Oszillator aus einer Grundoszillation, die
eine Grundfrequenz aufweist, erzeugbar ist, wobei die Grundfrequenz ein
erstes ganzzahliges Vielfaches der Antriebsfrequenz ist.
12. Scanmikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Grundoszillation eine Rechteckoszillation ist.
13. Scanmikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebsoszillation eine Sinusoszillation ist.
14. Scanmikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass der Oszillator mindestens einen Digital-Analog-Wandler
und Zähler beinhaltet.
15. Scanmikroskop nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass der Oszillator einen Ringzähler beinhaltet, mit die
Grundoszillation erzeugbar ist.
16. Scanmikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass der Oszillator aus der Grundoszillation einen Pixeltakt
erzeugt, der eine Pixelfrequenz aufweist, wobei die Grundfrequenz ein zweites
ganzzahliges Vielfaches der Pixelfrequenz ist.
17. Scanmikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das
der Beleuchtungslichtstrahl zeilenweise über das Objekt führbar ist.
18. Scanmikroskop nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Detektor vorgesehen ist, mit dem von vom Objekt ausgehendes
Detektionslichtes im Pixeltakt detektierbar ist.
19. Scanmikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Antriebsoszillation eine Amplitude aufweist und Mittel zum Variieren
vorgesehen sind, mit dem die Amplitude variierbar ist.
20. Scanmikroskop nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass
Schwankungen der Resonanzfrequenz durch Steuerung oder Regelung der
Amplitude kompensierbar sind.
21. Scanmikroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel zum Variieren des ersten ganzahligen Vielfachen vorgesehen sind.
22. Scanmikroskop nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass
Schwankungen der Resonanzfrequenz durch Anpassen des ersten
ganzahligen Vielfachen kompensierbar sind.
23. Scanmikroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass das Scanmikroskop ein konfokales Scanmikroskop ist.
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