DE102009012292A1

DE102009012292A1 - Light auto-focusing method for use in microscope, involves arranging detector elements such that profiles of radiation property registered by detector elements are different and focus position is set based on profiles

Info

Publication number: DE102009012292A1
Application number: DE200910012292
Authority: DE
Inventors: Paul Hing; Sven Dr. Hensler
Original assignee: Sensovation AG
Current assignee: Miltenyi Imaging GmbH
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-16

Abstract

The method involves focusing light from a light source (12) at a measurement light focus in a sample (6), where the light source has a LED. The light reflected from the sample is guided through an optical system (22) in two light paths onto two detector elements. The measurement light focus is moved into layers of the sample that reflects the light to different extents. The detector elements are arranged such that profiles of a radiation property registered by the detector elements are different and a focus position is set based on the profiles. An independent claim is also included for an auto-focusing device comprising an optical system.

Description

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Aufnehmen eines Bildes eines Gegenstands, bei dem der Gegenstand durch ein optisches System auf mehrere Detektorelemente eines Detektors abgebildet wird und das Bild mit einem Lichtfilter mit mehreren unterschiedlich filternden Filterbereichen in mehrere unterschiedlich gefilterte Bildbereiche aufgeteilt wird.The Application relates to a method for capturing an image of a Article in which the object is divided by an optical system into several Detector elements of a detector is displayed and the image with a light filter with several differently filtering filter areas divided into several differently filtered image areas.

Stand der TechnikState of the art

Zur Aufnahme von Farbbildern ist es bekannt, eine Farbkamera mit einem farbempfindlichen Detektor zu verwenden. Ein farbempfindlicher Detektor ist üblicherweise auf drei Farben beschränkt. Bei Verwendung eines Bayer-Musters besteht ein Pixel jeweils aus einem blau-, einem rot- und zwei grünempfindlichen Detektorzellen, aus deren Signalen alle Zwischenfarben zusammengesetzt werden. Durch die benötigten vier Detektorzellen pro Pixel ist die Auflösung eines solchen Farbdetektors gering.to Recording color images is known to be a color camera with a color-sensitive detector to use. A color-sensitive detector is usually limited to three colors. When using a Bayer pattern, one pixel each consists of one blue, one red and two green sensitive detector cells, from whose signals all intermediate colors are put together. By The necessities Four detector cells per pixel is the resolution of such a color detector low.

Zum Erreichen einer hohen Bildauflösung verbunden mit einer hohen Farbauflösung ist ein Linienspektrograph bekannt. Ein Gegenstand wird Linie für Linie abgescannt, wobei das Bild einer Linie spektral aufgefächert wird, beispielsweise durch ein Prisma, sodass ein dreidimensionales Bild der Linie entsteht. Auf diese Weise wird Linie für Linie ein dreidimensionales Bild aufgenommen und abgespeichert und die einzelnen Bilder werden zu einem dreidimensionalen Farbbild zusammengesetzt.To the Achieved a high image resolution with a high color resolution is a line spectrograph known. An item becomes line by line scanned, whereby the image of a line is spectrally fanned out, for example, by a prism, so that a three-dimensional image the line is created. In this way, line by line becomes a three-dimensional one Image is taken and saved and the individual images become assembled into a three-dimensional color image.

Es ist außerdem bekannt, mehrere Farbfilter nacheinander vor den Detektor zu bewegen und so von einem Gegenstand mehrere Bilder in unterschiedlichen Frequenzbereichen nacheinander aufzunehmen. Die Aufnahmen können zu einem hyperspektralen Bild kombiniert werden.It is also known to move several color filters in succession in front of the detector and so on an object several pictures in different Record frequency ranges one after the other. The shots can too a hyperspectral image.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufnehmen eines Bilds eines Gegenstands anzugeben, mit dem hoch aufgelöste Farbbilder aufgenommen werden können.It It is an object of the invention to provide a method for picking up a To specify an image of an object with the high-resolution color images can be included.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß die unterschiedlich gefilterten Bildbereiche des Bilds gleichzeitig auf den Detektor abgebildet werden, insbesondere nebeneinander. Auf ein Wechseln von Filtern vor dem Detektor kann verzichtet werden und es können schnell hintereinander Aufnahmen des Gegenstands gemacht werden.These The object is achieved by a method of the type mentioned, in according to the invention, the different filtered image areas of the image simultaneously on the detector be imaged, in particular next to each other. On a change Filters in front of the detector can be dispensed with and it can be fast one after another take pictures of the object.

Der Lichtfilter kann ein Spektralfilter oder ein Polarisationsfilter sein. Er kann unmittelbar vor dem Detektor oder direkt auf dem Detektor angeordnet sein. Zweckmaßigerweise ist der Lichtfilter in einer Bildebene des optischen Systems angeordnet, wobei 1/10 der Brennweite des optischen Systems am Lichtfilter als Abstand von der mathematischen Bildebene tolerierbar ist und als noch in der Bildebene angesehen werden kann. Der Lichtfilter kann ein Kantenfilter, Interferenzfilter oder Absorberfilter sein. Die Filterbereiche können spektral unterschiedlich filtern, sodass die Bildbereiche spektral unterschiedlich gefiltert sind. Sie können konkrete Formen annehmen, beispielsweise Streifen, ein Schachbrettmuster und/oder ein Mikromuster, bei dem die Filterbereiche eine Länge und/oder Breite unter 100 Mykrometer aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die Filterbereiche in ihrer Ausdehnung größer als zwei, insbesondere größer als zehn Detektorelemente oder Pixel. Ebenfalls möglich ist eine räumlich kontinuierlich variierende Filtercharakteristik.Of the Light filter can be a spectral filter or a polarizing filter be. It can be directly in front of the detector or directly on the detector be arranged. expediently the light filter is arranged in an image plane of the optical system, where 1/10 of the focal length of the optical system on the light filter as Distance from the mathematical image plane is tolerable and as can still be viewed in the picture plane. The light filter can an edge filter, interference filter or absorber filter. The filter areas can spectrally different, so that the image areas spectral are filtered differently. They can take concrete forms, for example Stripes, a checkerboard pattern and / or a micropattern, in which the filter areas a length and / or width below 100 mycrometer. Conveniently, are the filter areas in their extension greater than two, in particular greater than ten detector elements or pixels. Also possible is a spatially continuous varying filter characteristics.

Der Detektor kann als Chip ausgeführt sein und ist zweckmäßigerweise in allen Spektralbereichen der Filterbereiche empfindlich. Er kann ein CCD-(Charge-coupled Device) oder ein CMOS-Sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sein. Die Detektorelemente sind vorteilhafterweise als zweidimensionales Gitter angeordnet in Form einer Matrix. Der Detektor ist zweckmäßigerweise als monochromer Detektor ausgeführt und ist empfindlich im spektralen Bereich des strukturierten Filters.Of the Detector can be implemented as a chip be and is expediently sensitive in all spectral ranges of the filter areas. He can a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The detector elements are advantageously as two-dimensional grid arranged in the form of a matrix. The detector is expediently designed as a monochrome detector and is sensitive in the spectral range of the structured filter.

Die Abmessungen der Filterbereiche sind vorteilhafterweise an die Abmessungen der Detektorelemente angepasst, beispielsweise indem eine Breite und/oder Länge eines Filterbereichs jeweils ein ganzzahliges Vielfaches einer Größe eines der Detektorelemente des Detektors ist, beispielsweise m × n Detektorelemente. Der Lichtfilter kann direkt am Detektor befestigt sein, beispielsweise direkt auf einem Detektorchip, oder direkt auf die sensitive Flächen des Chip aufgedampft sein.The Dimensions of the filter areas are advantageously on the dimensions the detector elements adapted, for example by a width and / or length a filter area is an integer multiple of a size of a the detector elements of the detector is, for example m × n detector elements. The light filter may be attached directly to the detector, for example directly on a detector chip, or directly on the sensitive surfaces of the Chip to be evaporated.

Die Filterbereiche entsprechen zweckmäßigerweise einer Struktur und/oder Gliederung des Probenabbildes bzw. der Probe oder von Probengefäßen. Sie können so groß sein wie regelmäßige Strukturabschnitte des Probenabbilds und/oder deren Form aufweisen.The Filter areas suitably correspond to a structure and / or Outline of the sample image or the sample or sample containers. she can be that big like regular structure sections the sample image and / or have their shape.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Filterbereiche von einer zur nächsten Aufnahme des Gegenstands über ein Bildmuster des Bildes bewegt, sodass jeder Punkt des Bildmusters in mehreren Lichteigenschaften, insbesondere Spektren, aufgezeichnet wird. Diese Werte werden zweckmäßigerweise dem Punkt zugeordnet und können dargestellt und/oder abgespeichert werden. Das Bildmuster kann hierbei das gesamte Bild oder ein Ausschnitt des Bildes sein. Die Bewegung ist eine relative Bewegung, wobei die Filterbereiche ruhen können, z. B. relativ zu einem Detektorgehäuse, und das Bildmuster bewegt wird, oder umgekehrt.In an advantageous embodiment According to the invention, the filter areas are changed from one to the next of the subject a picture pattern of the picture moves, so every point of the picture pattern recorded in several light properties, in particular spectra becomes. These values will be appropriate assigned to the point and can represented and / or stored. The picture pattern can be here the entire picture or a section of the picture. The movement is a relative movement, wherein the filter areas can rest, z. B. relative to a detector housing, and the image pattern is moved, or vice versa.

Bei einer mehrfachen Aufnahme eines jeden Punkts in mehreren Lichteigenschaften, beispielsweise Farben, kann aus den mehreren Aufnahmen ein Farbbild zusammengesetzt werden. Durch die Aufteilung des Lichtfilters in die Filterbereiche ist bei einer Bewegung des Lichtfilters nur eine kleine Bewegung in. der Größe einer Abmessung eines einzigen Filterbereichs ausreichend, sodass nicht der gesamte Lichtfilter vom Detektor weg und ein neuer Lichtfilter zum Detektor bewegt werden muss. Durch die geringe Bewegungsstrecke kann die Bewegung sehr schnell ausgeführt werden.at a multiple recording of each point in several light characteristics, For example, colors, can from the several shots a color image be assembled. By dividing the light filter in the filter areas is only one with a movement of the light filter small movement in. the size of one Sizing a single filter area is sufficient, so not the entire light filter away from the detector and a new light filter must be moved to the detector. Due to the low movement distance The movement can be done very fast.

Zum Erreichen einer hohen Lichtausbeute ist es vorteilhaft, wenn Signalbeiträge in den einzelnen Detektorelementen innerhalb eines Filterbereichs, die bei einer Bewegung des Probenabbildes relativ zum Detektor eines Probenbereichs zugeordnet werden können, in einem Wert kumuliert werden. Solche kumulierten Werte eines Probenbereichs aus verschiedenen Filterbereichen können zur Gesamtlichteigenschaftsinformation des Probenbereichs vereint werden.To the Achieving a high light output, it is advantageous if signal contributions in the individual detector elements within a filter area, the during a movement of the sample image relative to the detector of a Sample area can be assigned, cumulated in a value become. Such cumulative values of a sample area of different Filter areas can to the overall light characteristic information of the sample area.

Das Bildmuster kann während der Bewegung der Filterbereiche zum Detektor ruhend bleiben, sodass die Filterbereiche relativ zum Detektor bewegt werden. Ebenfalls möglich ist es, das Bild über den Detektor zu bewegen, sodass die Filterbereiche relativ zum Detektor ruhen. Die Bewegung des Bilds über den Detektor kann mit Hilfe einer Bewegung des optischen Systems oder eines Teils des optischen Systems relativ zum Detektor erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht im Bewegen des Filters und des Detektors relativ zum optischen System, das beispielsweise relativ zu einem Kameragehäuse ruht. Allgemein gesprochen kann eines oder zwei der drei Elemente aus Detektor, Lichtfilter und optischen System jeweils ruhend zu beispielsweise einem Kameragehäuse gehalten werden, wohingegen die verbleibenden zwei oder das verbleibende eine Element relativ zu den anderen Elementen beweglich sind.The Image pattern can be during the movement of the filter areas remain dormant to the detector, so that the filter areas are moved relative to the detector. Also possible is it, the picture above move the detector so that the filter areas are relative to the detector rest. The movement of the picture over The detector can be detected by means of a movement of the optical system or part of the optical system relative to the detector. One more way consists in moving the filter and the detector relative to the optical System, for example, resting relative to a camera body. Generally speaking, one or two of the three elements may look like Detector, light filter and optical system each resting on, for example a camera body whereas the remaining two or the remaining one are kept an element are movable relative to the other elements.

Vorteilhafterweise ist das optische System Teil eines Mikroskops, dessen Gehäuse fest mit einem Probentisch verbunden ist, auf dem der Gegenstand in Form einer Probe bewegt werden kann, z. B. auf einem beweglichen Tablett, insbesonde re mit Hilfe eines motorischen Antriebs und einer Positionssteuerung durch ein Steuermittel.advantageously, The optical system is part of a microscope whose case is fixed Connected to a sample table on which the item is in shape a sample can be moved, for. On a moving tray, insbesonde with the help of a motor drive and a position control by a control means.

Vorteilhafterweise wird der Gegenstand relativ zum optischen System und Lichtfilter bewegt und der Gegenstand wird in mehreren Aufnahmen jeweils bildabschnittsweise aufgenommen, wobei die Lage der Filterbereiche in den Bildabschnitten jeweils unverändert ist. Das optische System kann hierbei in einem Gehäuse, beispielsweise des Mikroskops, ruhen und der Gegenstand und mit ihm das Lichtmuster des Gegenstands wird am optischen System vorbeigeführt, wobei die Bildabschnitte und mit ihnen die Filterbereiche über das Gesamtbild wandern.advantageously, the object becomes relative to the optical system and light filter moved and the subject is in several shots each image by section taken, with the location of the filter areas in the image sections each unchanged is. The optical system can in this case in a housing, for example of the microscope, rest and the object and with it the light pattern of the object is passed by the optical system, wherein the image sections and with them the filter areas over the Hiking overall picture.

Ist beispielsweise der Gegenstand länglich, beispielsweise in Form einer Reihe von Proben, so kann durch eine Vielzahl von hintereinander aufgenommenen Bildbereichen der gesamte Gegenstand aufgenommen werden, wobei jeder Bildpunkt des Gegenstands in vielen Farben oder in jeder Farbe bzw. durch jeden Filterbereich aufgenommen wurde. Auf diese Weise kann sehr zügig ein Farbbild des gesamten Gegenstands aufgenommen werden. Auf eine Bewegung des Farbfilters relativ zum optischen System oder zum Detektor kann verzichtet werden. Da eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Bildern von Proben häufig über einen Aktuator zur gesteuerten Bewegung der Proben entlang der Aufnahmevorrichtung, beispielsweise des Mikroskops, geführt wird, kann die Aufnahmevorrichtung hierdurch besonders einfach gehalten bleiben.is For example, the object elongated, for example in the form of a series of samples, so can by a variety of taken in succession image areas of the entire object be, each pixel of the object in many colors or was recorded in each color or by each filter area. On This way can be very fast a color image of the entire subject can be recorded. On a Movement of the color filter relative to the optical system or to the detector can be dispensed with. As a device for taking pictures Of samples often over one Actuator for the controlled movement of the samples along the receiving device, For example, the microscope is guided, the recording device This makes it particularly easy to keep.

Zweckmäßigerweise sind die Filterbereiche als Streifen ausgeführt, die von einer Bildseite zur gegenüberliegenden Bildseite reichen und in ihrer Längsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung ausgerichtet sind. Auch ein Erstrecken von einer Bildabschnittsweite zur gegenüberliegenden Bildabschnittsseite ist ausreichend. Hierdurch kann jeder Bildpunkt des Gegenstands besonders einfach über alle Filterbereiche des Lichtfilters geführt werden.Conveniently, For example, the filter areas are designed as strips that are from one side of the image to the opposite Range and in their longitudinal direction are aligned perpendicular to the direction of movement. Also a stretching from one image section width to the opposite image section side is sufficient. This allows each pixel of the object especially easy about All filter areas of the light filter are guided.

Vorteilhafterweise ist die Bewegung derart, dass ein Bildpunkt von einer Aufnahme zur nächsten Aufnahme um die Breite eines Filterbereichs bewegt wird. Die Breite beträgt jeweils zweckmäßigerweise mehrere Pixel. Ein kleiner Überlappungsbereich, z. B. entsprechend der doppelten Genauigkeit des bewegenden Aktuators, ist hierbei sinnvoll.advantageously, is the movement such that a pixel from one shot to the other next shot is moved by the width of a filter area. The width is always suitably several Pixel. A small overlap area, z. B. according to the double accuracy of the moving actuator, is useful here.

Um eine besonders hohe Auflösung zu erreichen, insbesondere bei besonders interessierenden Bildabschnitten, ist es vorteilhaft, wenn die Bewegung von einer Bildaufnahme zur nächsten Bildaufnahme weniger als ein Bildpixel beträgt. Durch die Bewegung im Subpixelbereich kann eine Subpixelauflösung errechnet werden.Around a very high resolution reach, in particular for image sections of particular interest, It is advantageous if the movement from an image capture to next Image capture is less than one image pixel. Due to the movement in the subpixel area can be a subpixel resolution be calculated.

Die Vorgabe der Bewegung wird vorteilhafterweise von einem Steuermittel vorgegeben, das insbesondere selbständig besonders interessierende Bildbereiche erkennt und eine Subpixelbewegung triggert. Die Bewegung kann in verschiedenen Modi ausgeführt werden, z. B. einem Subpixelmodus, einem Filterbereichsbreiten-Modus, bei dem die Bewegung von einer zu nächsten Aufnahme die Breite eines Filterbereichs beträgt, oder eines Multipixel-Modus bei dem die Bewegung mehrere Pixel des Detektors beträgt. Auch eine Steuerung von nur zwei der drei beschriebenen Modi ist möglich.The Specification of the movement is advantageously carried out by a control means given, in particular autonomously particularly interesting image areas detects and triggers a subpixel motion. The movement can be in different modes be, for. A subpixel mode, a filter area width mode, where the movement from one shot to the next is the width a filter area, or a multi-pixel mode in which the movement of multiple pixels of the Detector is. Also, a control of only two of the three described modes is possible.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Lichtfilter ein Kantenfilter, dessen Kantenfrequenz im räumlichen Verlauf des Lichtfilters senkrecht zur Kante und insbesondere senkrecht zur Bewegung variiert. Auf diese Weise kann durch die Steuerung der Bewegungsschrittweite von einer Aufnahme zur nächsten Aufnahme die Farbauflösung eines Gesamtbilds aus den Aufnahmen gesteuert werden. Der Lichtfilter ist zweckmäßigerweise mit einem Aktuator und einem Steuermittel verbunden, das zur Steuerung einer Bewegung des Lichtfilters dient.In an advantageous embodiment According to the invention, the light filter is an edge filter whose edge frequency in the spatial Course of the light filter perpendicular to the edge and in particular perpendicular varies to move. That way, through the controller the movement increment from one shot to the next shot the color resolution an overall picture from the recordings are controlled. The light filter is expediently connected to an actuator and a control means that is to control a movement of the light filter is used.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Lichtfilter zwei im Strahlengang der Abbildung hintereinander angeordnete Kan tenfilter umfasst, deren Kantenfrequenz im räumlichen Verlauf der Kantenfilter jeweils senkrecht zur Kante – und insbesondere senkrecht zur Bewegung – variiert mit zueinander entgegengesetztem Frequenzverlauf. Hierdurch kann – bei entsprechender Anordnung der Kantenfilter zueinander – ein räumliches Transmissionsfenster erzeugt werden, das durch eine Bewegung der Kantenfilter zueinander sowohl räumlich als auch spektral vergrößert und verkleinert werden kann. Hierdurch kann eine hohe Variabilität in Frequenz und Raumbereich der aufgenommenen Bilder erreicht werden.In addition, will suggested that the light filter two in the beam path of the figure arranged successively Kan tenfilter whose edge frequency in the spatial Course of the edge filter in each case perpendicular to the edge - and in particular perpendicular to move - varies with mutually opposite frequency response. This can - with appropriate Arrangement of the edge filters to each other - a spatial transmission window be generated by a movement of the edge filter to each other both spatially as well as spectrally magnified and can be downsized. This can be a high variability in frequency and Space range of recorded images can be achieved.

Eine besonders gute spektrale Anpassung von Detektor und Lichtfilter kann erreicht werden, wenn der Detektor mehrere in der Farbempfindlichkeit verschiedene, jeweils in einem Farbbereich sensitive Detektorbereiche aufweist und vor jedem Detektorbereich zumindest jeweils ein Filterbereich angeordnet ist. Dieser ist vorteilhafterweise in seinem Farbbereich an den Farbbereich des Detektors angepasst, sodass die Farbbereiche des Lichtfilters verschieden sind. Die Anpassung erfolgt vorteilhafterweise, indem die Transmission des Filterbereichs im Empfindlichkeitsbereich des entsprechenden Detektorbereichs liegt und in einem Farbbereich eines der anderen Detektorbereiche nicht liegt.A particularly good spectral adaptation of detector and light filter can be achieved if the detector several in the color sensitivity different, each in a color range sensitive detector areas and at least one filter area in front of each detector area is arranged. This is advantageously in its color range adapted to the color range of the detector, so that the color ranges of the light filter are different. The adaptation is advantageously carried out by the transmission of the filter area in the sensitivity range of the corresponding detector area and in a color range one of the other detector areas is not located.

Die verschiedenen Detektorbereiche können räumlich direkt nebeneinander angeordnet sein, beispielsweise in einer zusammenhängenden Matrix von Detektorelementen, oder räumlich getrennt voneinander aufgestellt werden, sodass das optische System ein oder mehrere Elemente zum Lenken der Abbildung des Gegenstands auf mehrere Detektorbereiche umfasst, beispielsweise einen dichroitischen Spiegel oder dergleichen. Die Detektorbereiche werden vorteilhafterweise synchron betrieben, sodass ein Abbild des Gegenstands auf den Detektorbereichen in mehreren Farbkanälen gleichzeitig aufgenommen wird.The Different detector areas can be spatially directly be arranged side by side, for example in a contiguous Matrix of detector elements, or spatially separated be placed so that the optical system one or more Elements for directing the image of the object to a plurality of detector areas includes, for example, a dichroic mirror or the like. The detector areas are advantageously operated synchronously, so that an image of the object on the detector areas in several color channels is recorded simultaneously.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Filterbereiche unterschiedliche Trans missionswerte aufweisen und die Transmissionswerte an eine Aufnahmecharakteristik des Detektors jeweils angepasst sind, insbesondere zum Erzielen einer gleichmäßigen Bildbelichtung bei einer unkonstanten spektralen Empfindlichkeit der Detektorelemente. Auf diese Weise kann ein besonders gutes Bildergebnis erzielt werden. Die Anpassung kann durch eine unterschiedliche Größe der Filterbereiche erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anpassung einer unterschiedlichen Frequenztransmissionsbreite der Filterbereiche an den Detektor. So kann eine Frequenztransmissionsbreite in einem Frequenzbereich, in dem der Detektor weniger empfindlich ist, größer sein und in einem Frequenzbereich, in dem der Detektor empfindlicher ist, kleiner sein.A further advantageous embodiment of the Invention provides that the filter areas different Trans mission values and the transmission values to a recording characteristic of the Detector are each adapted, in particular for achieving a even image exposure at an inconsistent spectral sensitivity of the detector elements. In this way, a particularly good image result can be achieved. The adjustment may be due to a different size of the filter areas respectively. One more way consists in the adaptation of a different frequency transmission width the filter areas to the detector. Thus, a frequency transmission width in a frequency range in which the detector is less sensitive, to be taller and in a frequency range where the detector is more sensitive is to be smaller.

Außerdem ist es möglich, die Transmissionsstärke, also eine Dämpfung des Filterbereichs, an den Detektor anzupassen, sodass eine höhere Dämpfung gewählt wird in einem Frequenzbereich, indem der Detektor empfindlicher ist als in anderen Frequenzbereichen.Besides that is it is possible the transmission strength, So a damping of the filter area to match the detector so that higher attenuation is selected in a frequency range where the detector is more sensitive than in other frequency ranges.

Ebenfalls eine hohe Bildgüte kann erreicht werden, wenn die Filterbereiche unterschiedliche Transmissionswerte aufweisen und eine Ansteuerung der Detektorelemente an einen Transmissionswert des ihn beschattenden Filterbereichs angepasst ist. So kann eine Verstärkung angehoben, eine Integrationszeit verlängert oder Pixel zusammengelegt werden, wenn ein Filterbereich eine hohe Dämpfung aufweist gegenüber einem anderen Filterbereich. Es kann hierdurch eine gleichmäßige Belichtung des Bilds in allen Frequenzbereichen erreicht werden. Ist der Transmissionswert eines Filterbereichs besonders hoch, ist es auch möglich, nur jedes zweite Pixel auszulesen.Also a high image quality can be achieved if the filter areas have different transmission values and an activation of the detector elements to a transmission value the shadowing filter area is adapted. So can one reinforcement raised, an integration time extended, or pixels merged, if a filter area has a high attenuation over one other filter area. It can thereby a uniform exposure of the picture in all frequency ranges. Is the transmission value a filter area particularly high, it is also possible only read every second pixel.

Vorteilhafterweise folgt die unterschiedliche Ansteuerung der Detektorelemente einer Bewegung der Filterbereiche über den Detektor nach. Wird beispielsweise der Lichtfilter über den Detektor bewegt, so kann diese Bewegung erfasst werden, sodass jedem Filterbereich die Detektorelemente zugeordnet werden können, die durch den Bereich abgedeckt werden. Die Steuerung der Detektorelemente kann hierdurch pixelweise an den jeweils zugeordneten Filterbereich angepasst werden.advantageously, follows the different control of the detector elements one Movement of the filter areas over the detector after. For example, if the light filter on the Detector moves, so this movement can be detected, allowing everyone Filter area can be assigned to the detector elements, the be covered by the area. The control of the detector elements can thereby pixel by pixel to the respective associated filter area be adjusted.

Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines Bilds eines Gegenstands mit einem Detektor, der mehrere Detektorelemente umfasst, einem optischen System zum Abbilden des Gegenstands auf den Detektor und einem Lichtfilter mit mehreren unterschiedlich filternden Filterbereichen.The Invention is also directed to a device for capturing an image of an object with a detector comprising a plurality of detector elements, one optical system for imaging the object on the detector and a light filter with several differently filtering filter areas.

Besonders hoch aufgelöste Farbaufnahmen können durchgeführt werden, wenn der Lichtfilter so angeordnet ist, dass mehrere durch die Filterbereiche unterschiedlich gefilterte Bildbereiche des Bilds des Gegenstands gleichzeitig auf dem Detektor abgebildet werden.High resolution color photographs can be performed when the light filter is so is arranged that a plurality of differently filtered by the filter areas image areas of the image of the object are imaged simultaneously on the detector.

Die Vorrichtung umfasst ein Steuermittel, das vorteilhafterweise dazu vorgesehen ist, einen, mehrere oder alle der oben genannten Verfahrensschritte zu steuern.The Device comprises a control means, which advantageously is provided, one, several or all of the above method steps to control.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert die in den Zeichnungen dargestellt sind.The Invention is based on embodiments further explains the are shown in the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines auf eine Probe gerichteten Mikroskops mit einer Kamera mit einem Lichtfilter auf einem Detektor, 1 a schematic representation of a specimen-directed microscope with a camera with a light filter on a detector,

2 ein Strahlengang von einer Probe auf drei Detektoren, 2 a beam path from a sample to three detectors,

3–6 einen Detektor mit einem Lichtfilter in vier verschiedenen Lagen zu einer Probe, 3 - 6 a detector with a light filter in four different layers to a sample,

7 ein Schema eines Kantenfilter mit einer in der Filterfläche kontinuierlich wandernder Kante, 7 a diagram of an edge filter with a continuously moving edge in the filter surface,

8 ein Transmissionsdiagramm resultierend aus zwei hintereinander angeordneten Kantenfiltern und 8th a transmission diagram resulting from two successively arranged edge filters and

9 ein Empfindlichkeitsdiagramm eines Detektors. 9 a sensitivity diagram of a detector.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines z. B. als Mikroskop ausgeführten optischen Abbildungssystems 2, das auf eine auf einem Probentisch 4 liegende Probe 6 gerichtet ist. Das optische Abbildungssystem 2 umfasst eine Lichtquelle 8, deren Lichtstrahlen in einem mit einem durchgezogenen Pfeil 10 angedeuteten Strahlengang mit Hilfe eines optischen Systems 12 und eines dichroitischen Spiegels 14 auf die Probe 6 gerichtet ist. Das optische System 12 schließt ein Objektiv 16 mit ein, das mit Hilfe eines Aktuators 18 relativ zu einem Mikroskopgehäuse 20 entlang der optischen Achse 22 des Strahlengangs zum Fokussieren der Probe 6 verfahrbar ist. 1 shows a schematic representation of a z. B. executed as a microscope optical imaging system 2 pointing to one on a sample table 4 lying sample 6 is directed. The optical imaging system 2 includes a light source 8th , whose rays of light in a with a solid arrow 10 indicated beam path by means of an optical system 12 and a dichroic mirror 14 to the test 6 is directed. The optical system 12 closes a lens 16 with, with the help of an actuator 18 relative to a microscope housing 20 along the optical axis 22 the beam path for focusing the sample 6 is movable.

Von der Probe 6 reflektierte oder gestreute Strahlung wird in einem mit einem gestrichelten Pfeil angedeuteten Strahlengang durch den dichroitischen Spiegel 14 und nur angedeutete optische Elemente 24 des optischen Systems 12 in eine Kamera 26 geleitet, die einen Detektor 28 mit einem Lichtfilter 30 aufweist. Der Detektor 28 umfasst eine Vielzahl von in einer zweidimensionalen Matrix angeordneten Detektorelementen 32, die als CCD-Elemente ausgeführt und auf einem Chip befestigt sind. Der Lichtfilter 30 ist ein Spektralfilter mit mehreren spektral unterschiedlich filternden Filterbereichen 34, die ebenfalls auf dem Chip und im Strahlengang unmittelbar vor den Detektorelementen 32 angeordnet sind.From the sample 6 reflected or scattered radiation is in a direction indicated by a dashed arrow beam through the dichroic mirror 14 and only indicated optical elements 24 of the optical system 12 in a camera 26 passed a detector 28 with a light filter 30 having. The detector 28 comprises a plurality of detector elements arranged in a two-dimensional matrix 32 , which are designed as CCD elements and mounted on a chip. The light filter 30 is a spectral filter with several spectrally different filter areas 34 also on the chip and in the beam path immediately in front of the detector elements 32 are arranged.

Der Probentische 4 und mit ihm die Probe 6 ist mit Hilfe eines Aktuators 36 senkrecht zur optischen Achse 22 des Objektivs 16 verfahrbar, wie durch Pfeile 38 angedeutet ist, so dass mehrer Aufnahmen der Probe 6 in unterschiedlichen Positionen der Probe 6 zum Mikroskop 2 gemacht werden können. Der Aktuator 36 kann durch ein Steuermittel 40 des Mikroskops 2 so angesteuert werden, das eine Verfahrstrecke der Probe 6 von Aufnahme zu Aufnahme auf einen vorgegebenen oder vom Steuermittel berechneten Wert eingestellt werden kann. Das Steuermittel 40 kann zugleich Steuermittel 40 der Kamera 26 oder ein zusätzliches Steuermittel des Mikroskops 2 außerhalb der Kamera 26 sein.The sample table 4 and with him the rehearsal 6 is with the help of an actuator 36 perpendicular to the optical axis 22 of the lens 16 movable, as by arrows 38 is hinted, so that several shots of the sample 6 in different positions of the sample 6 to the microscope 2 can be made. The actuator 36 can by a control means 40 of the microscope 2 be controlled so that a trajectory of the sample 6 from recording to recording to a predetermined value or calculated by the control means. The control means 40 can at the same time control means 40 the camera 26 or an additional control means of the microscope 2 outside the camera 26 be.

Durch das Steuermittel 40 kann alternativ oder zusätzlich zum Aktuator 36 ein Aktuator 42 des Lichtfilters 30 und/oder ein Aktuator 44 des Detektors 28 angesteuert werden, so dass die Filterbereiche 34 und/oder die Detektorelemente 32 relativ zum optischen System 12 senkrecht zur optischen Achse 22 des in die Kamera 26 einfallenden Strahlengangs ansteuerbar beweglich sind. Hierdurch kann ein Bild eines Gegenstands der Probe 6 auf eine oder mehrere Arten über Lichtfilter 30 und/oder Detektor 28 wandern.By the control means 40 may alternatively or in addition to the actuator 36 an actuator 42 of the light filter 30 and / or an actuator 44 of the detector 28 be controlled so that the filter areas 34 and / or the detector elements 32 relative to the optical system 12 perpendicular to the optical axis 22 of the camera 26 incident beam path are controllably movable. This allows an image of an object of the sample 6 in one or more ways via light filters 30 and / or detector 28 hike.

Eine alternative Ausführungsform eines Detektors 46 mit mehreren Detektorbereichen 48, 50, 52 ist in 2 dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus 1, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert und nicht erwähnte Merkmale sind übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.An alternative embodiment of a detector 46 with several detector areas 48 . 50 . 52 is in 2 shown. The following description is essentially limited to the differences from the exemplary embodiment 1 which is referred to with regard to features and functions that remain the same. Substantially equal components are basically numbered with the same reference numerals and features not mentioned are taken over without being described again.

Über zwei dichroitische Strahlteiler 54, 56 wird von der Probe 6 reflektierte Strahlung nach drei Spektralbereichen aufgeteilt auf die Detektorbereiche 48, 50, 52 gelenkt. Die Detektorbereiche 48, 50, 52 sind jeweils in nur einem der Spektralbereiche sensitiv oder sensitiver als in den anderen Spektralbereichen. Vor jedem Detektorbereich 48, 50, 52 ist jeweils ein Filterbereich 58, 60, 62 angeordnet, wobei die Filterbereiche 58, 60, 62 nur einem der Spektralbereiche durchlässig oder durchlässiger als in den anderen Spektralbereichen sind. Ihre Durchlässigkeit ist an den ihnen jeweils zugewiesenen Detektorbereich 48, 50, 52 spektral angepasst. Einer oder alle der Filterbereiche 58, 60, 62 können wiederum in jeweils spektral unterschiedlich filternde Unterbereiche aufgeteilt sein kann, wie in 2 dargestellt ist. Durch die Aufteilung in spektral unterschiedlich empfindliche Detektorbereiche 48, 50, 52 mit jeweils spektral unterschiedlich filternden Filterbereichen 58, 60, 62 kann eine beson ders hohe Lichtausbeute über einen weiten Spektralbereich erzielt werden.About two dichroic beam splitters 54 . 56 is from the sample 6 reflected radiation divided into three spectral regions on the detector areas 48 . 50 . 52 directed. The detector areas 48 . 50 . 52 are each sensitive or more sensitive in only one of the spectral ranges than in the other spectral ranges. In front of each detector area 48 . 50 . 52 is each a filter area 58 . 60 . 62 arranged, the filter areas 58 . 60 . 62 only one of the spectral regions are permeable or more permeable than in the other spectral regions. Their permeability is at the respective assigned detector area 48 . 50 . 52 spectrally adjusted. One or all of the filter areas 58 . 60 . 62 can turn in ever because spectrally different filtering subregions can be divided, as in 2 is shown. By dividing into spectrally different sensitive detector areas 48 . 50 . 52 each with spectrally different filtering filter areas 58 . 60 . 62 a particularly high light output over a wide spectral range can be achieved.

In den 3–6 ist jeweils das Abbild einer Probe 6 dargestellt, die 3 × 10 Probengefäße, die auch Probenflächen darstellen können, 64 aufweist, auch erhebliche größere Zahlen sind denkbar, in denen jeweils gleiche oder unterschiedliche Probensubstanz enthalten ist. Die Probengefäße 64 sind in einer rechteckigen Matrix angeordnet und am Probentisch 4 befestigt. In der Probensubstanz befinden sich zu untersuchende Gegenstände 66. Die Probe 6 zeigt in ihrer Gesamtheit und in ihren Gegenständen ein Bildmuster.In the 3 - 6 is each the image of a sample 6 represented, the 3 × 10 sample vessels, which can also represent sample surfaces, 64 also has considerable larger numbers are conceivable, in each of which the same or different sample substance is included. The sample vessels 64 are arranged in a rectangular matrix and on the sample table 4 attached. In the sample substance are objects to be examined 66 , The sample 6 shows a picture pattern in its entirety and in its objects.

Der Detektor 28 und seine 11 × 15 rechteckigen Detektorelemente 32 sind der Übersichtlichkeit halber mit gestrichelten Linien dargestellt, wohingegen der Lichtfilter 30 mit seinen 5 streifenförmigen Filterbereichen 34 mit durchgezogenen Linien darstellt sind. Die Streifen der Filterbereiche 34 sind senkrecht zur Bewegungsrichtung des Probentischs angeordnet, die durch eine Pfeil 38 dargestellt ist. Zum besseren Unterscheiden der Linien ist das Abbild der Probe strichpunktiert dargestellt.The detector 28 and its 11x15 rectangular detector elements 32 are shown for clarity with dashed lines, whereas the light filter 30 with its 5 strip-shaped filter areas 34 are represented by solid lines. The strips of the filter areas 34 are arranged perpendicular to the direction of movement of the sample table by an arrow 38 is shown. To better distinguish the lines, the image of the sample is shown in phantom.

3 zeigt den Detektor 28 und das Abbild der Probe 6 in einer Stellung zueinander, in der eine Aufnahme der Probe 6 gemacht wird, jedoch nicht die erste, wie im Folgenden erläutert ist. Die Aufnahme stellt einen Bildabschnitt mit fünf Bildbereichen dar, in dem zwölf Probengefäße 64 samt Inhalt vollständig und drei Probengefäße 64 nur teilweise abgebildet sind. Jeweils drei Probengefäße 64 werden durch einen Filterbereich 34 und somit in dessen Spektralbereich abgebildet. Durch einen Filterbereich 34 wird jeweils einer von fünf Bildbereichen des Bildabschnitts abgebildet. Jeder Filterbereich 34 und jeder Bildbereich überdeckt hierbei senkrecht zur Bewegungsrichtung der Probe 6 genau drei Detektorelemente 32, allgemeiner: genau eine gleiche Anzahl von Detektorelementen 32. 3 shows the detector 28 and the image of the sample 6 in a position to each other, in which a sample of the sample 6 is made, but not the first, as explained below. The photograph represents an image section with five image areas in which twelve sample vessels 64 complete with contents and three sample containers 64 only partially shown. Three sample containers each 64 be through a filter area 34 and thus imaged in its spectral range. Through a filter area 34 in each case one of five image areas of the image section is imaged. Each filter area 34 and each image area covers in this case perpendicular to the direction of movement of the sample 6 exactly three detector elements 32 More generally, exactly the same number of detector elements 32 ,

Für eine nächste Aufnahme wird die das Abbild der Probe 6 um die Strecke der Breite der Filterbereiche 34 weiterbewegt, wobei die Breite in Richtung der Bewegung der Probe 6 zu sehen ist. Es wird nun ein weiterer Bildabschnitt der Probe 6 aufgenommen, wobei dieser Bildabschnitt einen anderen Probenabschnitt und andere Gegenstände 66 abdeckt. Die Lage der Filterbereiche 34 in den Bildabschnitten bleibt gleich, nicht jedoch relativ zu den Probenabschnitten und Gegenständen 66. Mit der zweiten Aufnahme werden die nochmals abgebildeten Probengefäße 64 in einem anderen Spektrum, also in einer anderen Farbe abgebildet.For a next shot will be the image of the sample 6 by the distance of the width of the filter areas 34 moved, with the width in the direction of movement of the sample 6 you can see. It will now be another image section of the sample 6 taken, this image section a different sample section and other items 66 covers. The location of the filter areas 34 in the image sections remains the same, but not relative to the sample sections and objects 66 , The second picture shows the re-imaged sample containers 64 in a different spectrum, that is, in a different color.

5 zeigt die Probe 6 wiederum um die Breite der Filterbereiche 34 versetzt, so dass die nun dreimal abgebildeten Probengefäße in drei verschiedenen Spektren abgebildet sind. Auf diese Weise werden alle Bereiche der Probe 5 und alle Probengefäße 64 zumindest so oft abgebildet, wie Filterbereiche 34 vorhanden sind, im gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest fünf mal, so dass jeder Probenbereich in fünf Spektren aufgenommen ist. Aus diesen fünf Bildern kann für jeden Probenbereich ein fünffarbiges Bild zusammengesetzt werden. Um jeden Probenbereich fünf mal abzubilden wird in der ersten Aufnahme die Probe 6 nur durch einen Filterbereich 34 aufgenommen, in der zweiten Aufnahme durch zwei Filterbereiche 34, und so weiter. 3 zeigt somit die fünfte Aufnahme der Probe 6. 5 shows the sample 6 again by the width of the filter areas 34 offset, so that the now three times pictured sample vessels are shown in three different spectra. In this way, all areas of the sample 5 and all sample vessels 64 mapped at least as often as filter areas 34 are present, in the embodiment shown at least five times, so that each sample area is included in five spectra. From these five images, a five-color image can be assembled for each sample area. In order to image each sample area five times, the sample is taken in the first image 6 only through a filter area 34 recorded in the second shot through two filter areas 34 , and so on. 3 thus shows the fifth image of the sample 6 ,

Die Probe 6 wird in ihrer Gesamtheit abgebildet, indem die Probe 6 bildabschnittsweise auf den Detektor 28 abgebildet wird und mehrere sich teilweise überdeckende Abbildungen von der Probe 6 und den Gegenständen 66 gemacht werden. Hierbei werden mindestens so viele Abbildungen gemacht, wie unterschiedliche Filterabschnitte 34 vorhanden sind. Aus jeweils so vielen sich überdeckenden Abbildungen, wie unterschiedliche Filterabschnitte 34 vorhanden sind, wird jeweils ein Vielfarbbild der Probe 6 bzw. eines Gegenstands 66 erzeugt, z. B. vom Steuermittel 40.The sample 6 is depicted in its entirety by the sample 6 in sections on the detector 28 and several partially overlapping images of the sample 6 and the objects 66 be made. At least as many images are made as different filter sections 34 available. From as many overlapping images as different filter sections 34 are present, each a multi-color image of the sample 6 or an object 66 generated, z. B. from the control means 40 ,

Die Aufnahmen werden hierbei durch ein Auswertemittel ausgewertet, das das Steuermittel 40 sein kann, das mit dem Detektor 28 signaltechnisch verbunden ist. Hierbei wird beispielsweise erkannt, dass ein Gegenstand 68 von besonderer Bedeutung ist und besonders hoch aufgelöst dargestellt werden sollte. Ist diese Aufgabe erkannt, so wird die Probe 6 von einer Aufnahme zur nächsten nur um weniger als eine Pixellänge, also eine Länge eines Detektorelements 32, bewegt, wie in 6 im Vergleich zu 5 erkennbar ist. Der Gegenstand wird hierbei von Aufnahme zu Aufnahme subpixelweise über eine Grenze zwischen zwei Filterbereichen 34 bewegt. Aus den Aufnahmen kann in dem Bereich, der von der Grenze überfahren worden ist, eine Auflösung erreicht werden, die im Subpixelbereich liegt, so dass der Gegenstand 68 besonders hoch aufgelöst dargestellt werden kann.The recordings are evaluated by an evaluation, which is the control means 40 that can be with the detector 28 is technically connected. Here, for example, it is recognized that an object 68 is of particular importance and should be presented in a particularly high resolution. When this task is detected, the sample becomes 6 from one shot to the next only by less than a pixel length, that is, a length of a detector element 32 , moves, as in 6 compared to 5 is recognizable. From object to image, the object becomes subpixelwise over a boundary between two filter areas 34 emotional. From the recordings, a resolution can be achieved in the area that has been run over by the border, which lies in the subpixel area, so that the object 68 can be displayed particularly high resolution.

Alternativ zu einer Bewegung der Probe 6 zum Mikroskop 2 kann der Lichtfilter 30 und/oder der Detektor 23 relativ zur Probe 6 und beispielsweise dem Mikroskopgehäuse 20 bewegt werden.Alternatively to a movement of the sample 6 to the microscope 2 can the light filter 30 and / or the detector 23 relative to the sample 6 and for example the microscope housing 20 to be moved.

In einer weiteren Ausführung kann die Ladung der einzelnen Detektorelemente innerhalb eines Filterbereichs mit dem Abbild der Probe detektorelementeweise verschoben werden und erst nach einer oder mehreren Verschiebungen ausgelesen werden. Oder es können die Ladungen, die während der Verschiebung des Probenabbilds innerhalb eines Filterbereichs einer Probenposition zugeordnet sind, einem Pixelspektralwert zugeordnet werden. Auf diese Weise kann die vom Licht erzeugte Ladung von der Probe über eine längere Zeit akkumuliert werden.In a further embodiment, the charge of the individual detector elements within a filter area with the image of the sample can be moved detector element wise and only after ei ner or multiple shifts are read. Or, the charges associated with a sample position during the displacement of the sample image within a filter region may be associated with a pixel spectral value. In this way, the charge generated by the light from the sample can be accumulated over a long time.

7 zeigt ein Doppeldiagramm, in dem die Filterfläche eines Lichtfilters 70 in x- und y-Richtung dargestellt ist. Die z-Richtung ist die Richtung der optischen Achse 22 am Eintritt in die Kamera 26. Außerdem ist die Absorption A des Lichtfilters 70 dargestellt. Je höher die Transmission des Lichtfilters 70, desto geringer ist die Absorption A. Im schraffierten Bereich ist die Absorption idealerweise nahe 100% und der Lichtfilter 70 nicht lichtdurchlässig. Der Lichtfilter 70 ist ein Kantenfilter mit einer Kante 72 bei einer festgelegten Wellenlänge λ. Die Wellenlänge λ ist abhängig von der Lage der Kante 72 in x-Richtung des Filters 70. Weiter rechts im Filter ist die Wellenlänge λ der Kante 72 höher als weiter links. Am dargestellten Beispiel ist die Änderung der Wellenlänge der Kante pro Strecke Lichtfilter in x-Richtung konstant. Auch andere Relationen mit linearer oder nichtlinearer Änderung sind denkbar. Beim Lichtfilter 70 liegen sehr viele oder unendlich viele spektral verschieden filternde Filterbereiche sehr dicht oder unendlich dicht nebeneinander. 7 shows a double diagram in which the filter surface of a light filter 70 is shown in the x and y direction. The z-direction is the direction of the optical axis 22 at the entrance to the camera 26 , In addition, the absorption A of the light filter 70 shown. The higher the transmission of the light filter 70 The lower the absorption A. In the hatched area, the absorption is ideally close to 100% and the light filter 70 not translucent. The light filter 70 is an edge filter with an edge 72 at a fixed wavelength λ. The wavelength λ is dependent on the position of the edge 72 in the x direction of the filter 70 , Further to the right in the filter is the wavelength λ of the edge 72 higher than further left. In the example shown, the change in the wavelength of the edge per distance light filter in the x direction is constant. Also other relations with linear or nonlinear change are conceivable. At the light filter 70 are very many or infinitely many spectrally different filtering filter areas very close or infinitely close to each other.

Bei Verwendung des Lichtfilters 70 anstelle des Lichtfilters 30 in den 3–6 kann jeder Probenbereich beliebig oft in verschiedenen Spektren abgebildet werden, so dass eine spektrale Auflösung des Gesamtbilds der Probe 6 von der Bewegungsstrecke der Probe 6 von Aufnahme zu Aufnahme abhängig ist. Auf diese Weise kann die spektrale Auflösung des Gesamtbilds frei gewählt werden.When using the light filter 70 instead of the light filter 30 in the 3 - 6 each sample area can be imaged as often as desired in different spectra, so that a spectral resolution of the overall image of the sample 6 from the moving distance of the sample 6 depends on admission to admission. In this way, the spectral resolution of the overall picture can be chosen freely.

Werden zwei Kantenfilter 74, 76 mit einem entgegen gesetzten Kantenverlauf hintereinander angeordnet, wie in 8 dargestellt ist, so kann ein Transmissionsfenster 78 sowohl in seiner räumlichen Ausdehnung Δx als auch in seiner spektralen Ausdehnung Δλ durch eine Bewegung der Kantenfilter 74, 76 gegeneinander eingestellt werden. Es können Spektralbereiche ausgeschlossen und eine spektrale Auflösung eingestellt werden.Become two edge filters 74 . 76 arranged with an opposite edge course in a row, as in 8th is shown, so can a transmission window 78 both in its spatial extent Δx and in its spectral extent Δλ by a movement of the edge filters 74 . 76 be set against each other. Spectral ranges can be excluded and a spectral resolution can be set.

Eine Anpassung des Lichtfilters 30 an den Detektor 28 ist in 9 dargestellt. In 9 ist ein Diagramm der Empfindlichkeit E des Detektors 28 über die Wellenlänge λ des registrierten Lichts aufgetragen. Die Empfindlichkeit E ist Abhängig von der Wellenlänge λ des Lichts und um eine Wellenlänge λ₁ geringer als um eine Wellenlänge λ₂. Um eine möglichst gleichmäßige Belichtung der Aufnahmen der Probe 6 ü ber den gesamten relevanten Spektralbereich zu erzielen, ist der an der Wellenlänge λ₁ transmissive Filterbereich 34 des Lichtfilters 30 in einem größeren Wellenlängenbereich Δλ₁ transmissiv als der an der Wellenlänge λ₂ transmissive Filterbereich 34 des Lichtfilters 30, der nur im kleineren Wellenlängenbereich Δλ₂ transmissiv ist.An adaptation of the light filter 30 to the detector 28 is in 9 shown. In 9 is a diagram of the sensitivity E of the detector 28 plotted over the wavelength λ of the registered light. The sensitivity E is dependent on the wavelength λ of the light and by a wavelength λ ₁ less than by a wavelength λ ₂ . To ensure a uniform exposure of the images of the sample 6 Over the entire relevant spectral range to achieve is at the wavelength λ ₁ transmissive filter area 34 of the light filter 30 in a larger wavelength range Δλ ₁ transmissive than the transmissive at the wavelength λ ₂ filter area 34 of the light filter 30 which is transmissive only in the smaller wavelength range Δλ ₂ .

Eine weitere Möglichkeit zum Erzielen einer möglichst gleichmäßigen Belichtung der Aufnahmen der Probe 6 über den gesamten relevanten Spektralbereich besteht darin, eine elektronische Anpassung der Detektorelemente 32 an den vor ihnen liegenden Filterbereich 34 vorzunehmen. Bei einem weniger transmissiven Filterbereich 34 kann ein diesem Filterbereich 34 zugeordnetes Detektorelement 32 anders angesteuert werden, als ein Detektorelement 32, das einem höher transmissiven Filterbereich 34 zugeordnet ist. Die Unterschiedliche Ansteuerung kann durch eine verschiedene Einstellung des Gains und/oder der Integrationszeit der Detektorelemente 32 erreicht werden. Auch ein Pixelbinning, also das Zusammenlegen zweier oder mehrerer Pixel bzw. Detektorelemente 32, ist denkbar, ebenso wie ein Subsampling, also ein Auslesen nur jedes n-ten Detektorelements 32, mit n = 1, 2, 3, ... Die entsprechende Steuerung kann vom Steuermittel 40 vorgenommen werden.Another way to achieve the most even exposure of the images of the sample 6 Over the entire relevant spectral range is an electronic adaptation of the detector elements 32 to the filter area in front of them 34 make. For a less transmissive filter area 34 can a this filter area 34 associated detector element 32 be driven differently than a detector element 32 , which is a higher transmissive filter area 34 assigned. The different activation can be achieved by a different setting of the gain and / or the integration time of the detector elements 32 be achieved. Also a pixel binning, ie the merging of two or more pixels or detector elements 32 , is conceivable, as well as a subsampling, so a read only every n-th detector element 32 , with n = 1, 2, 3, ... The corresponding control can be provided by the control means 40 be made.

In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird bei der elektronischen Anpassung der Detektorelemente 32 eine Verschiebung der Filterbereiche 34 vor den Detektorelementen 32 berücksichtigt. Hierzu muss die Position von Lichtfilter 30 zu Detektor 28 bekannt sein, z. B durch Positionssignale von einem der Aktuatoren 42, 44.In a particularly advantageous embodiment, the electronic adaptation of the detector elements 32 a shift of the filter areas 34 in front of the detector elements 32 considered. This requires the position of light filter 30 to detector 28 be known, for. B by position signals from one of the actuators 42 . 44 ,

22: Mikroskopmicroscope
44: Probentischsample table
66: Probesample
88th: Lichtquellelight source
1010: Pfeilarrow
1212: optisches Systemoptical system
1414: Spiegelmirror
1616: Objektivlens
1818: Aktuatoractuator
2020: Mikroskopgehäusemicroscope housing
2222: optische Achseoptical axis
2424: optische Elementeoptical elements
2626: Kameracamera
2828: Detektordetector
3030: Lichtfilterlight filter
3232: Detektorelementdetector element
3434: Filterbereichfilter area
3636: Aktuatoractuator
3838: Pfeilarrow
4040: Steuermittelcontrol means
4242: Aktuatoractuator
4444: Aktuatoractuator
4646: Detektordetector
4848: Detektorbereichdetector region
5050: Detektorbereichdetector region
5252: Detektorbereichdetector region
5454: Spiegelmirror
5656: Spiegelmirror
5858: Filterbereichfilter area
6060: Filterbereichfilter area
6262: Filterbereichfilter area
6464: Probengefäßsample vessel
6666: Gegenstandobject
6868: Gegenstandobject
7070: Lichtfilterlight filter
7272: Kanteedge
7474: Kantenfiltercut-off filter
7676: Kantenfiltercut-off filter
7878: Transmissionsfenstertransmission window
AA: Absorptionabsorption
Ee: Empfindlichkeitsensitivity
λλ: Wellenlängewavelength
ΔλΔλ: WellenlängenbereichWavelength range

Claims

Method for capturing an image of an object ( 6 . 66 ), where the object ( 6 . 66 ) by an optical system ( 12 ) on several detector elements ( 32 ) of a detector ( 28 ) and the image with a light filter ( 28 . 70 ) with several differently filtering filter areas ( 34 . 58 . 60 . 62 ) is divided into a plurality of differently filtered image areas, characterized in that the differently filtered image areas of the image simultaneously on the detector ( 28 ).

Method according to claim 1, characterized in that the filter areas ( 34 ) from one to the next recording of the object ( 6 . 66 ) are moved over an image pattern of the image so that each point of the image pattern is recorded in a plurality of light characteristics.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the article ( 6 . 66 ) relative to the optical system ( 12 ) and light filters ( 28 . 70 ) and the object ( 6 . 66 ) is taken in each case in image-wise fashion, the position of the filter areas ( 34 ) is unchanged in the image sections.

Method according to claim 2 or 3, characterized in that the filter areas ( 34 ) are designed as strips which extend from one side of the image to the opposite side of the image and in their longitudinal direction perpendicular to the direction of movement ( 38 ) are aligned.

Method according to one of claims 2 to 4, characterized that the movement from one image capture to the next image capture less as an image pixel.

Method according to claim 5, characterized in that two image recordings with a boundary between filter areas (in less than one pixel in the image) are shifted. 34 ) a subpixel resolution of the image is calculated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the light filter ( 70 ) is an edge filter whose edge frequency in the spatial course of the light filter ( 70 ) perpendicular to the edge ( 72 ) varies.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the light filter ( 28 . 70 ) two in the beam path of the figure successively arranged edge filter ( 74 . 76 ) whose edge frequency in the spatial course of the edge filter ( 74 . 76 ) each perpendicular to the edge ( 72 ) varies with mutually opposite course.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detector ( 28 ) several different, each in a color range sensitive detector areas ( 48 . 50 . 52 ) and in front of each detector area ( 48 . 50 . 52 ) at least one filter area ( 58 . 60 . 62 ) is arranged.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filter areas ( 34 . 58 . 60 . 62 ) have different transmission values and the transmission values to a recording characteristic of the detector ( 28 ) are each adapted.

A method according to claim 10, characterized in that the adaptation is a different size of the filter areas ( 34 . 58 . 60 . 62 ).

Method according to claim 10 or 11, characterized in that the adaptation means a different frequency transmission width of the filter areas ( 34 . 58 . 60 . 62 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filter areas ( 34 . 58 . 60 . 62 ) have different transmission values and an activation of the detector elements ( 32 ) to a transmission value of the filter area shading it ( 34 . 58 . 60 . 62 ) is adjusted.

A method according to claim 13, characterized in that the different control of the detector elements ( 32 ) a movement of the filter areas ( 34 ) follows over the detector.

Device for taking a picture of an object ( 6 . 66 ) with a detector ( 28 ), of the several detector elements ( 32 ), an optical system ( 12 ) for imaging the object ( 6 . 66 ) on the detector ( 28 ) and a light filter ( 30 . 70 ) with several differently filtering filter areas ( 34 . 58 . 60 . 62 ), characterized in that the light filter ( 30 . 70 ) is arranged so that several through the filter areas ( 34 . 58 . 60 . 62 ) differently filtered image areas of the image of the object ( 6 . 66 ) simultaneously to the detector ( 28 ).