DE102010041484A1 - Autofocusing method for imaging device e.g. transmitted light microscope, involves performing automatic focus on image of reduced field diaphragm of lighting unit for focusing object and enlarging field diaphragm for focused object - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Autofokussierverfahren sowie eine Autofokussiervorrichtung.The present invention relates to an autofocusing method and an autofocusing device.
Autofokussierverfahren werden häufig im Bereich der Mikroskopie eingesetzt, um automatisch eine Probe zu fokussieren. Für eine erfolgreiche automatische Fokussierung müssen jedoch bereits im defokussierten Anfangszustand ausreichend Strukturen sichtbar sein, die zur Fokussierung benutzt werden können. Wenn die Probe relativ wenig Strukturen aufweist, kann es vorkommen, daß die Autofokussierung nicht erfolgreich ist. Auch bei einem zu stark defokussierten Anfangszustand kann die Autofokussierung nicht erfolgreich sein, z. B. kann die Autofokussierung in einer suboptimalen Fokusposition enden.Autofocusing techniques are often used in the field of microscopy to automatically focus a sample. For successful automatic focusing, however, enough structures must already be visible in the defocused initial state that can be used for focusing. If the sample has relatively few structures, autofocusing may not be successful. Even with too much defocused initial state, the autofocusing may not be successful, eg. For example, autofocusing may end in a suboptimal focus position.
Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Autofokussierverfahren bereitzustellen, das selbst dann noch funktioniert, wenn das zu fokussierende Objekt wenig zur Fokussierung benutzbare Strukturen aufweist oder wenig Strukturen zur Fokussierung sichtbar sind, da eine starke Defokussierung vorliegt.Proceeding from this, it is therefore an object of the invention to provide an autofocusing method that still works even if the object to be focused has little usable structures for focusing or few structures for focusing are visible, since there is a strong defocusing.
Die Aufgabe wird gelöst, durch ein Autofokussierverfahren für eine Abbildungsvorrichtung, die eine Abbildungsoptik zur Abbildung eines Objektes entlang eines Abbildungsstrahlenganges in eine Bildebene sowie eine Beleuchtungseinheit mit einer Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung des Objektes aufweist, wobei die Beleuchtungseinheit eine Feldblende aufweist, die nicht im Abbildungsstrahlengang angeordnet ist und bei Beleuchtung des Objektes in den Abbildungsstrahlengang abgebildet wird, wobei das Autofokussierverfahren folgende Schritte umfaßt:
- – Verkleinern der Feldblende,
- – automatische Fokussierung auf das Bild der verkleinerten Feldblende zum Fokussieren des Objektes und
- – Vergrößern der Feldblende für die Abbildung des fokussierten Objektes.
- - reducing the field stop,
- Automatic focusing on the image of the reduced field stop for focusing the object and
- - Enlarge the field stop for the image of the focused object.
Durch das Verkleinern der Feldblende wird vorteilhaft erreicht, daß sichtbare Strukturen erzeugt werden, die zur Fokussierung benutzt werden können. Insbesondere kann der Rand der Feldblende zur Fokussierung verwendet werden. Nach der Durchführung des automatischen Fokussierens wird die Feldblende wieder vergrößert, so daß dann das fokussierte Objekt in der gewünschten Art und Weise abgebildet werden kann.By reducing the size of the field stop is advantageously achieved that visible structures are generated, which can be used for focusing. In particular, the edge of the field stop can be used for focusing. After performing the automatic focusing, the field stop is increased again, so that then the focused object can be imaged in the desired manner.
Durch dieses Vorgehen kann somit selbst bei Objekten mit wenig bis keinen zur Fokussierung verwendbaren Strukturen und/oder bei einer Ausgangslage, bei das zu fokussierende Objekt stark defokussiert ist, eine erfolgreiche automatische Fokussierung durchgeführt werden.As a result of this procedure, even in the case of objects with little to no structures which can be used for focusing and / or in the case of a starting position in which the object to be focused is greatly defocused, a successful automatic focusing can be carried out.
Natürlich kann bei dem Schritt des automatischen Fokussierens zusätzlich der innerhalb des Bildes der Feldblende liegende Ausschnitt der unscharfen Probe nutzen. Dabei sind so mehr Details nutzbar, je näher die Probe an der richtigen Fokusposition liegt.Of course, in the automatic focusing step, the portion of the blurred sample lying within the image of the field stop may also be used. In this way, more details can be used the closer the sample is to the correct focus position.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Fokusposition, die nach Fokussierung auf das Bild der verkleinerten Feldblende vorliegt, für einen weiteren Fokussierungsschritt verwendet werden, um das Objekt zu fokussieren. So kann beispielsweise ausgehend von der durch das vorgeschlagene Verfahren erreichten Fokusposition eine zusätzliche automatische Feinfokussierung unter Verwendung der nun sichtbaren Strukturen des Objektes durchgeführt werden.In the method according to the invention, the focus position, which is present after focusing on the image of the reduced field stop, can be used for a further focusing step in order to focus the object. Thus, for example, starting from the focus position achieved by the proposed method, an additional automatic fine focusing can be performed using the now visible structures of the object.
Ferner ist es möglich, daß die Fokusposition, die nach der Fokussierung auf das Bild der verkleinerten Feldblende vorliegt, um einen vorbekannten Versatz zwischen dem Bild der verkleinerten Feldblende und einer Objektebene, in der das Objekt angeordnet ist, korrigiert wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Ebene, in der die Feldblende liegt, nicht exakt optisch konjugiert zur Objektebene ist. In diesem Fall ist das Bild der Feldblende etwas zur Objektebene versetzt. Dieser Versatz wird dann zur Fokussierung auf das Objekt berücksichtigt.Further, it is possible that the focus position existing after focusing on the image of the reduced field stop is corrected by a known offset between the image of the reduced field stop and an object plane in which the object is arranged. This is particularly advantageous if the plane in which the field stop lies is not exactly optically conjugate to the object plane. In this case, the image of the field stop is slightly offset from the object plane. This offset is then taken into account for focusing on the object.
Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt des automatischen Fokussierens auf den Rand des Bildes der verkleinerten Feldblende fokussiert werden.Furthermore, in the method according to the invention in the step of the automatic focusing on the edge of the image of the reduced field stop can be focused.
Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Feldblende gegenüber ihrer maximalen Blendenöffnung um 10%, 20%, 50%, 80% oder sogar 90% verkleinert werden.Furthermore, in the method according to the invention, the field diaphragm can be reduced by 10%, 20%, 50%, 80% or even 90% with respect to its maximum aperture.
Bei dem erfindungsgemäßen Autofokussierverfahren kann die Abbildungsvorrichtung insbesondere ein Mikroskop oder ein Projektor sein. Es sind aber auch andere optische Abbildungsvorrichtungen mit Abbildungsstrahlengang und Beleuchtungseinheit möglich, bei denen das erfindungsgemäße Autofokussierverfahren angewendet werden kann.In the autofocusing method according to the invention, the imaging device may in particular be a microscope or a projector. But there are also other optical imaging devices with imaging beam path and lighting unit possible, in which the Autofokussierverfahren invention can be applied.
Es wird ferner bereitgestellt eine Autofokussiervorrichtung mit einer Abbildungsvorrichtung, die eine Abbildungsoptik zur Abbildung eines Objektes entlang eines Abbildungsstrahlenganges in eine Bildebene, und eine Beleuchtungseinheit aufweist, die eine Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung des Objektes umfaßt, wobei die Beleuchtungseinheit eine Feldblende aufweist, die nicht im Abbildungsstrahlengang angeordnet ist und bei Beleuchtung des Objektes in den Abbildungsstrahlengang abgebildet wird, und wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, daß sie zur automatischen Fokussierung folgende Schritte ausführt:
Verkleinern der Feldblende,
Fokussieren auf das Bild der verkleinerten Feldblende zum Fokussieren des Objektes und Vergrößern der Feldblende für die Abbildung des fokussierten Objektes.There is further provided an autofocusing device with an imaging device, which has imaging optics for imaging an object along an imaging beam path into an image plane, and a lighting unit comprising an illumination source for illuminating the object, wherein the illumination unit has a field stop which is not arranged in the imaging beam path is and when lighting the Object is imaged in the imaging beam path, and wherein a control unit is provided, which is adapted to perform the following for automatic focusing:
Shrinking the field stop,
Focus on the image of the reduced field stop to focus the object and enlarge the field stop for imaging the focused object.
Mit der erfindungsgemäßen Autofokussiereinrichtung kann selbst dann noch ein automatisches Fokussieren durchgeführt werden, wenn die Probe wenig verwendbare Strukturen zum Autofokussieren aufweist und/oder die Probe anfänglich stark defokussiert ist.With the autofocusing device according to the invention, an automatic focusing can still be carried out even if the sample has structures which are of little use for autofocusing and / or the sample is initially strongly defocused.
Beim Schritt des Fokussierens kann natürlich auch der innerhalb des Bildes der Feldblende liegende Teil der Probe berücksichtigt werden, sofern er verwendbare bzw. ausreichend scharfe Details zeigt.Of course, in the step of focusing, the part of the sample lying within the image of the field stop can be taken into account, as long as it shows usable or sufficiently sharp details.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, eine Fokusposition, die nach der Fokussierung auf das Bild der verkleinerten Feldblende vorliegt, für einen weiteren Fokussierungsschritt zu verwenden, um das Objekt zu fokussieren.In the device according to the invention, the control unit may be configured to use a focus position, which is present after focusing on the image of the reduced field stop, for a further focusing step in order to focus the object.
Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, daß die Fokusposition, die nach der Fokussierung auf das Bild der verkleinerten Feldblende vorliegt, um einen vorbekannten Versatz zwischen dem Bild der verkleinerten Feldblende und einer Objektebene, in der das Objekt angeordnet ist, zu korrigieren. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Feldblende in einer Ebene liegt, die nicht exakt optisch konjugiert ist zur Objektebene.Furthermore, in the device according to the invention, the control unit can be set up such that the focus position, which after focusing on the image of the reduced field stop, increases by a known offset between the image of the reduced field stop and an object plane in which the object is arranged correct. This is particularly advantageous when the field stop lies in a plane that is not exactly optically conjugate to the object plane.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Feldblende bevorzugt einer Ebene angeordnet, die optisch konjugiert ist zu einer Objektebene, in der das Objekt zur Abbildung liegt.In the device according to the invention, the field stop is preferably arranged on a plane which is optically conjugate to an object plane in which the object lies for imaging.
Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Beleuchtungseinheit als Köhler'sche Beleuchtungseinheit ausgebildet sein.Furthermore, in the device according to the invention, the lighting unit can be designed as a Köhler illumination unit.
Insbesondere ist die Abbildungsvorrichtung bei der erfindungsgemäßen Autofokussiervorrichtung bevorzugt als Mikroskop oder als Projektionsvorrichtung ausgebildet.In particular, the imaging device in the autofocusing device according to the invention is preferably designed as a microscope or as a projection device.
Die Steuereinheit kann als Hardware und/oder Software ausgebildet sein.The control unit can be designed as hardware and / or software.
Die Feldblende kann eine motorisierte Feldblende oder eine Feldblende sein, bei der die Größe der Blendenöffnung mittels eines Aktuators veränderbar und einstellbar ist. Bevorzugt ist die Größe der Feldblende mittels der Steuereinheit steuerbar. Das Mikroskop kann beispielsweise ein Durchlicht- und/oder Auflicht-Mikroskop sein.The field diaphragm can be a motorized field diaphragm or a field diaphragm in which the size of the diaphragm aperture can be changed and adjusted by means of an actuator. Preferably, the size of the field stop is controllable by means of the control unit. The microscope may for example be a transmitted light and / or incident light microscope.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so weiter gebildet werden, daß mit ihr Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden. Auch das erfindungsgemäße Verfahren kann so weitergebildet werden, daß es Schritte aufweist, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar sind oder durchgeführt werden.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention. In particular, the device according to the invention can be formed further so that steps of the method according to the invention can be realized with it. The method according to the invention can also be developed in such a way that it has steps which can be carried out or carried out with the device according to the invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnung (
Bei der in
Die Beleuchtungseinheit
Die erfindungsgemäße Autofokussiervorrichtung weist somit einen Beleuchtungsstrahlengang
Ferner umfaßt die Autofokussiervorrichtung
Es ist ferner ein teiltransparenter Umlenkspiegel
Bei einer herkömmlichen Autofokussiervorrichtung kann es immer wieder vorkommen, daß nicht automatisch auf eine in der Probenebene
Mit der erfindungsgemäßen Autofokussiervorrichtung
Wenn die Probe
Nicht nur bei schwierigen Probenbedingungen kann noch eine erfolgreiche Fokussierung durchgeführt werden, sondern auch in dem Fall, in dem der Fokus deutlich von der Probe
Bei der beschriebenen Ausführungsform wurde davon ausgegangen, daß die Leuchtfeldblende
Die Verkleinerung der Leuchtfeldblende
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DE201010041484 DE102010041484A1 (en) | 2010-09-27 | 2010-09-27 | Autofocusing method for imaging device e.g. transmitted light microscope, involves performing automatic focus on image of reduced field diaphragm of lighting unit for focusing object and enlarging field diaphragm for focused object |
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ID=45804489
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0875980A (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-22 | Olympus Optical Co Ltd | Automatic focus detector for microscope |
DE29806004U1 (en) * | 1998-04-03 | 1998-09-17 | Leica Mikroskopie und Systeme GmbH, 35578 Wetzlar | Device for focusing an incident light microscope |
DE10112639A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-19 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Auto-focussing microscope has a simple shutter arrangement that can be focussed on the imaging device together with the observation object to provide accurate microscope focussing |
DE10308171A1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-09 | Leica Microsystems Jena Gmbh | Automatic focusing method |
DE10319182A1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-12-23 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method and arrangement for determining the focus position when imaging a sample |
DE102005017840A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-26 | Premier Image Technology Corp. | Image capturing device, e.g. digital camera, focusing method, involves comparing two positions of focal point determined by focusing and calibration procedures to determine number of adjustments required for positioning focal point |
US20090303582A1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Olympus Corporation | Microscope system and its magnification modifying method |
-
2010
- 2010-09-27 DE DE201010041484 patent/DE102010041484A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0875980A (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-22 | Olympus Optical Co Ltd | Automatic focus detector for microscope |
DE29806004U1 (en) * | 1998-04-03 | 1998-09-17 | Leica Mikroskopie und Systeme GmbH, 35578 Wetzlar | Device for focusing an incident light microscope |
DE10112639A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-19 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Auto-focussing microscope has a simple shutter arrangement that can be focussed on the imaging device together with the observation object to provide accurate microscope focussing |
DE10308171A1 (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-09 | Leica Microsystems Jena Gmbh | Automatic focusing method |
DE10319182A1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-12-23 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method and arrangement for determining the focus position when imaging a sample |
DE102005017840A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-26 | Premier Image Technology Corp. | Image capturing device, e.g. digital camera, focusing method, involves comparing two positions of focal point determined by focusing and calibration procedures to determine number of adjustments required for positioning focal point |
US20090303582A1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Olympus Corporation | Microscope system and its magnification modifying method |
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