DE102016211373A1

DE102016211373A1 - Verfahren zur Generierung einer Ansteuerfunktion und Verfahren zum Betrieb einer Abtasteinheit

Info

Publication number: DE102016211373A1
Application number: DE102016211373.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Egloff; Volodymyr Kudryavtsev; Frank Klemm; Jörg Engel
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2036-06-25
Also published as: US20170329129A1; US10330924B2; DE102016211373B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung eines Ansteuersignals (A) mit den Schritten der Zerlegung der gewünschten Bewegung (B) in zwei Teilbewegungen (B1, B2), die getrennt entzerrt werden und durch Summieren der entzerrten Komponenten (A1, A2) das gewünschte Ansteuersignal (A) ergeben. Erfindungsgemäß ist die erste Bewegung (B1) eine sich langsam (meist linear) ändernde, langperiodische (Periode T1) Bewegung und die zweite Bewegung (B2) eine kurzperiodische (Periode T2) Bewegung, wobei die Periode (T1) wesentlich länger als die Periode (T2) ist. Die Bewegungen (B1 und B2) weisen in weiten Bereichen gegenläufige, vom absoluten Betrag aber identische zeitliche Ableitungen Bn auf, so dass deren Summe die zeitliche Ableitung 0 hat. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer periodisch in einer Zustellrichtung (ZR) um eine Zustellstrecke (ZS) versetzbaren Abtasteinheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung einer Ansteuerfunktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Abtasteinheit gemäß dem Anspruch 3.
Bei einer scannenden Bildaufnahme z. B. in Laser Scanning Mikroskopen (LSM) werden üblicherweise zwei 1D-Scanner oder ein 2D-Scanner verwendet. Damit wird ein abzubildendes Objekt Punkt für Punkt und Zeile für Zeile abgetastet, was auch als Scannen bezeichnet wird.
Dabei wird eine Abtasteinheit, zum Beispiel ein Scanner, einem Ende einer abzutastenden Zeile zugestellt, die betreffende Zeile ein oder mehrmals abgetastet und die Abtasteinheit einem Ende einer anderen abzutastenden Zeile zugestellt (Zeilenvorschub).
Für den Zeilenvorschub wird die Abtasteinheit so verfahren, dass diese während einer Umkehrphase der Abtastbewegung (nachfolgend auch als Umkehrbereich bezeichnet) senkrecht zur Richtung der schnellen Abtastung in Richtung der Zeile (Zeilenscan) beispielsweise um eine Zeile weiter verfahren wird. Danach bleibt die Abtasteinheit in dieser Richtung (Zustellrichtung) an einer konstanten Position bis der Zeilenscan erfolgt ist.
Aufgrund der begrenzten Reaktionsgeschwindigkeit einer geregelten Abtasteinheit kann diese bei höheren Scangeschwindigkeiten einer vorgesehenen Sollbewegung nicht mehr folgen, wodurch sich ein Positionsfehler für den Zeilenvorschub ZV ergibt. Der Positionsfehler ist von der Position in der schnellen Scanrichtung und davon abhängig, in welcher Richtung aktuell der Zeilenscan, z. B. Hinscan oder ein Rückscan, erfolgt. Mit den gescannten Bildwerten entsteht ein verzerrtes Bild mit zusätzlichen Bildfehlern, da die Bildabtastung und Bilddarstellung nicht übereinstimmen.
Solche Verzerrungen und Bildfehler sind insbesondere problematisch bei bidirektionaler Abtastung, da sich hier die Bildfehler von geradzahligen und ungeradzahlen Zeilen unterscheiden und Zeilen nicht mehr parallel zueinander liegen. Bei Multispot-Abtastungen in der Zeilenrichtung sind die Zeilensprünge größer, werden durch Verrechnung zusätzlich noch betont und sind auf Grund ihrer Struktur für das menschliche Auge wesentlich besser sichtbar. Problematisch sind weiterhin starkes Undersampling, Abtastung jeder x-ten Zeile und Verrechnung (z. B. Interpolation) der Bildpunkte dazwischen (Line-Step-Modus) sowie resonante Scanvorgänge mit hoher Geschwindigkeit in Zeilenrichtung.
Eine bekannte Lösung des Problems besteht darin, den Nutzbereich NB (1) jeder Abtastkurve AK zu verkleinern, um den-Umkehrbereich UB zu vergrößern, da die Summe aus NB und UB immer 100% ergibt. Damit verbleibt mehr Zeit zum Verfahren in der Richtung ZR des Zeilenvorschubs ZV. Ein Vergrößern des Umkehrbereichs UB von 16% (Nutzbereichs NB von 84%) auf 48% (Nutzbereich NB von 52%) erlaubt eine dreimal schnellere Abtastung, ein Vergrößern des Umkehrbereichs UB von 16% (Nutzbereichs NB von 84%) auf 96% (Nutzbereich NB von 4%) erlaubt eine sechsmal schnellere Abtastung, bei gleichem Positionsfehler in Vorschubrichtung, und zeigt damit schon die Grenze des Verfahrens auf. Der Nutzbereich NB wird zunehmend geringer und konvergiert gegen Null.
Bei der scannenden Bildaufnahme wird in der Richtung der schnellen Abtastung der Zeile (Zeilenscan) mit einer zeitlich dreieckförmigen Scantrajektorie gescannt, um über einen Nutzbereich NB einer Abtastkurve AK eine konstante Abtastgeschwindigkeit zu erreichen (1).
Um auch noch verbleibende Restfehler auszugleichen, muss für eine Abtastung mit konstanter Abtastgeschwindigkeit eine zur Ansteuerung der Abtasteinheit verwendete Ansteuerfunktion vorverzerrt werden, wie dies beispielsweise aus der DE 197 02 752 C2 bekannt ist.
In der DE 197 02 752 C2 ist ein Ansteuersystem für einen Scannerantrieb, insbesondere für ein Laserscannmikroskop beschrieben. Der Scannerantrieb weist einen Schwingmotor zum Antreiben eines Schwingspiegels auf, der zur linear oszillierenden Ablenkung eines Strahlenbündels dient. Ferner ist eine Ansteuereinheit zur Speisung des Schwingmotors mit einem Erregerstrom vorhanden, der hinsichtlich der Ansteuerfrequenz, der Frequenzkurve und der Amplitude veränderbar ist. Es ist ein Funktionsgenerator vorhanden, der mit der Ansteuereinheit verbunden ist. Ein Messwertaufnehmer dient zur Gewinnung einer Folge von Informationen über die Ablenkpositionen des Schwingspiegels. Eine Recheneinheit ist zur Ermittlung von Korrekturwerten für den Erregerstrom aus einem Ist-Sollwertvergleich der Ablenkposition ausgebildet. In der Recheneinheit sind Rechenschaltungen vorgesehen, die zur Umsetzung der Informationen über die Ablenkpositionen des Schwingspiegels nach Amplitude und Phase des Scanners, bezogen auf eine Vielzahl von Ansteuerfrequenzen ausgebildet sind.
Aus der Publikation von John Giannini et al., "Driving MEMS mirrors far beyond their specification for fast, precise, synchronized laser scanning", Focus an Microscopy 2015 ist ein Verfahren bekannt, mittels dem eine vorverzerrte Ansteuerfunktion für den Zeilenscan für MEMS-Geräte nahe oder oberhalb deren Resonanzfrequenzen generiert wird. Dazu wird eine Ansteuerfunktion mit den durch die Übertragungsfunktion bedingten Abweichungen der tatsächlichen Ansteuerfunktion von einer Soll-Funktion korrigiert und vorverzerrt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Möglichkeit zur Generierung einer Ansteuerfunktion vorzuschlagen. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Möglichkeit zum Betrieb einer Abtasteinheit vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Generierung einer Ansteuerfunktion durch die Gegenstände der Ansprüche 1 beziehungsweise 2 gelöst. Hinsichtlich der verbesserten Möglichkeit zum Betrieb einer Abtasteinheit wird die Aufgabe durch die Gegenstände des Anspruchs 3 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
In dem Verfahren zur Generierung einer Ansteuerfunktion werden die nachstehenden Schritte ausgeführt, wobei weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein können.
Um eine Ansteuerfunktion unter Nutzung eines Rechners zu generieren, werden eine erste Funktion und einer zweiten Funktion abgeleitet und die beiden Funktionen zu einer resultierenden Ansteuerfunktion summiert.
Erfindungsgemäß ist die erste Funktion eine mindestens abschnittsweise lineare Funktion mit einer ersten Frequenz (und einer ersten Periode) und die zweite Funktion eine periodische Funktion mit einer zweiten Frequenz (und einer zweiten Periode).
Dabei ist die erste Frequenz kleiner als die zweite Frequenz und die Anstiege der ersten Funktion und der zweiten Funktion sind über Abschnitte ihrer zeitlichen Verläufe zueinander gegenläufig und betragsmäßig gleich.
Eine durchgehend lineare Funktion wird als eine Funktion mit einer sehr niedrigen Frequenz betrachtet.
Die Gegenläufigkeit und die betragsmäßige Gleichheit der Anstiege ist insbesondere über Abschnitte wesentlich, in denen mittels der Ansteuerfunktion mindestens eine Koordinate konstant gehalten werden soll. Beispielsweise sind die Anstiege der ersten Funktion und der zweiten Funktion über einen zur Erfassung von Bilddaten vorgesehenen Nutzbereich zueinander gegenläufig und betragsmäßig gleich.
Die technische Wirkung der einander gegenläufigen und betragsmäßig gleichen Anstiege besteht in einer gegenseitigen Kompensation dahingehend, dass es während der Dauer des zeitlichen Abschnitts beziehungsweise der zeitlichen Abschnitte mindestens eine Koordinate konstant gehalten wird. In einem Diagramm, in dem die erste und die zweite Funktion über der Zeit aufgetragen ist, ergibt sich infolge der genannten Kompensation ein resultierender Funktionsverlauf parallel zur Zeitachse.
Kern der Erfindung ist es, eine Ansteuerfunktion, insbesondere in Form einer sogenannten Treppenfunktion als Summe von linearen Funktion(en) beziehungsweise von abschnittsweise linearen Funktionen und von mindestens einer periodischen Funktion wie zum Beispiel einer Sägezahnfunktion darzustellen, die im Bereich des Nutzbereichs zusammen einen Anstieg von Null haben. Diese beiden Anteile der resultierenden Ansteuerfunktion werden getrennt entzerrt. Anhand der Ansteuerfunktion werden Ansteuersignale generiert, bei deren Ausführung die gewünschte Bewegung erzeugt wird.
Dabei ist von Vorteil, dass die erste Funktion vergleichsweise niederfrequent ist und sich einfach entzerren lässt.
Die zweite Funktion ist periodisch und lässt sich durch eine geeignete Fouriersynthese effizient berechnen.
Die gewünschte Bewegung in Richtung der Zeilenabtastung (Pixelvorschub kann weiterhin wie in Patent DE 197 02 752 C2 beschrieben durch harmonische Synthese erfolgen. Die harmonischen Komponenten sind geeignet so zu wählen, dass die gewünschte Bewegung (Dreiecksbewegung oder Sägezahnbewegung) ausgeführt wird. Dafür können beispielsweise die harmonischen Komponenten entsprechend dem Übertragungsverhalten der Scanner entzerrt werden.
Die gewünschte Bewegung des Scanners in Richtung der Bildabtastung (Zeilenvorschub) wird in mindestens zwei Bewegungskomponenten zerlegt, von denen eine sich nur langsam, meistens linear mit der Zeit ändert und die andere(n) Komponente(n) zeitlich periodische Bewegungen sind.
Im Folgenden werden die Begriffe: Bewegungskomponenten, Komponente und Komponenten der Bewegung gleichbedeutend verwendet.
Beide oder mehrere Komponenten der Bewegung werden dann getrennt voneinander mit jeweils geeigneten Verfahren entzerrt und ergeben die jeweiligen Komponenten des Ansteuersignals. Die Summe aller Komponenten des Ansteuersignals ergibt das eigentliche resultierende Ansteuersignal.
Erfindungsgemäß ist die erste Bewegungskomponente eine langperiodische, sich meistens langsam ändernde Funktion, die auch kurze Abschnitte schneller Änderungen enthalten kann. Diese sich langsam ändernden Bereiche sind meist linear.
Die zweite und weitere Komponenten dagegen sind kurzperiodisch und weisen meist eine geringere Amplitude auf. Sie werden mittels harmonischer Näherung bestimmt, die im Zeitbereich die Abweichung dieser Komponente während der Bildaufnahme minimiert. Hierbei ist die Abweichung die Differenz aus eigentlich gewünschter Sollbewegung und der harmonischen Näherung.
In der oben beschriebenen Hauptanwendung des Verfahrens ist die zeitliche Änderung beider Bewegungen (Bewegungskomponenten) abschnittsweise von gleichem Betrag, aber von entgegengesetztem Vorzeichen, so dass die Summe abschnittsweise konstant ist. Um diese Eigenschaft zu erzielen, ist die Amplitude der zweiten Komponente proportional der Änderungsgeschwindigkeit (inkl. Vorzeichen) der ersten Komponente. Prinzipiell ist das Verfahren aber für beliebige Bewegungen einsetzbar, die nicht diese spezielle Eigenschaft haben.
Unter Entzerrung der Bewegung versteht man das Berechnen eines Ansteuersignals das zu der gewünschten Bewegung führt. Dabei wird vorteilhaft ein Übertragungsverhalten einer anzusteuernden Vorrichtung, beispielsweise beschrieben durch eine Übertragungsfunktion, berücksichtigt.
Das kann für die beiden Komponenten der Bewegung auf folgende Arten erfolgen:

• Die erste Bewegungskomponente ist in dem (den) für die Bildaufnahme kritischen Bereich(en) niederfrequent und vergleichsweise statisch. Sie braucht entweder überhaupt nicht entzerrt werden oder es reichen einfache, lokal wirkende Verfahren (z. B. Ortsfilter niedriger Ordnung) aus. Das ist numerisch einfach durchzuführen oder vermeidet eine Fehlerpropagation aus für die Bildaufnahme unkritischen Bereichen.
• Die zweite Komponente ist kurzperiodisch, enthält nur wenige und nur höherfrequente Spektralkomponenten und diese sind bis auf deren Amplitude nicht von der niederfrequenten Bewegungskomponente abhängig. Diese Spektralkomponenten werden im Frequenzraum mit der inversen Übertragungsfunktion entzerrt.

Das erfindungsgemäß generierte Ansteuersignal ist vorteilhaft in einem Verfahren zum Betrieb einer periodisch in einer Zustellrichtung um eine Zustellstrecke versetzbaren Abtasteinheit, beispielsweise als Element einer Bildaufnahmeeinheit, verwendbar. Dazu wird das Ansteuersignal ermittelt, in Abhängigkeit von der gewünschten Bewegung werden Steuersignale generiert und dieser zum Ansteuern der Abtasteinheit eingesetzt.
In möglichen Ausgestaltungen des Verfahrens ist die erste Bewegung (z. B. erste Bewegungskomponente) eine Sägezahn- oder Dreieckbewegung mit jeweils einer linearen Flankenzeit, die der Aufnahmezeit eines Bildes entspricht. Dazu kommen Zeiten, in denen an den Bildanfang zurückgesprungen oder die Bewegungsrichtung umgedreht wird.
Die zweite Bewegung (z. B. zweite Bewegungskomponente) ist beispielsweise eine Sägezahnfunktion mit einer Periode, die der Bruttoaufnahmezeit einer Bildzeile entspricht. Die Sägezahnfunktion hat im Bereich der Nettoaufnahmezeit einer Bildzeile einen konstanten Anstieg. Die Amplitude ist proportional zum jeweiligen Anstieg der ersten Bewegung.
Verallgemeinernd ausgedrückt können die erste Bewegung (darstellbar mittels der ersten Funktion, wobei eine Funktion eine mathematische Berechnungsvorschrift beispielsweise der allgemeine Form f(x) ist) und die zweite Bewegung (darstellbar mittels der zweiten Funktion) unabhängig voneinander auf eine Übertragungsfunktion der Abtasteinheit vorverzerrt werden.
Die Abtasteinheit wird mit der generierten Ansteuerfunktion angesteuert. Ein unerwünscht auftretender Vorschub in Zustellrichtung durch die erste Komponente wird durch die zweite Komponente kompensiert.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Nutzung der Ansteuerfunktion zum Steuern des Zeilenvorschubs einer als Scanner ausgebildeten Abtasteinheit.
Werden mehr als zwei Dimensionen abgetastet, kann das Verfahren auch hierfür benutzt werden. Bewegungen außer der schnellen Zeilenabtastung werden durch langsame, stückweise lineare Bewegungen erzeugt, deren durchschnittliche Geschwindigkeit derjenigen Geschwindigkeit entspricht, mit der diese Dimension abgerastert wird. Deren unerwünschte Bewegung während der Abtastung niedriger Dimensionen wird durch das schon vom 2D-Scan bekannte Verfahren des Addierens von harmonischen Funktionen kompensiert, die während der eigentlichen Bildabtastung niedriger Dimensionen die langsame konstante Bewegung kompensieren und dafür zwischen den Bildabtastungen den eigentlichen Positionswechsel durchführen.
Beispielweise kann man dies für einen Z-Scanner durchführen, der hierdurch auch ohne übliche Wartepausen zwischen den Ebenen mit vergleichsweise geringem Zeitbedarf zwischen den Ebenen steppt (verstellt wird).
Dies ist insbesondere für bidirektionale Z-Scans notwendig, da sonst die Bildebenen für die beiden Scanrichtungen (z. B. runter und hoch) eine gegensätzliche Schräglage haben.
Das Verfahren ist äquivalent für höhere Dimensionen durchzuführen.
Erfolgt die Bildaufnahme mit gegenüber den Scanrichtungen der Scanner gedrehtem Scanfeld, dann werden die einzelnen Dimensionen nicht mehr durch jeweils getrennte Scanner bedient. Stattdessen werden die Dimensionen anteilig durch mehrere Scanner abgetastet. Vorschub und Zeilenscan werden entsprechend der Scanrichtung der Scanner anteilig zerlegt. Das zuvor beschriebene Verfahren für die Vorverzerrung für die Komponenten der Zeilenbewegung und den Vorschub in den verschiedenen Dimensionen erfolgt entsprechend den zuvor beschriebenen Verfahren. Dabei kann für die Vorverzerrung das Übertragungsverhalten des entsprechenden Scanners verwendet werden. Die vorverzerrten Komponenten werden für jeden Scanner separat aufsummiert und dieser damit angesteuert.
Das Verfahren kann auch bei Mehrfachabtastung einer Zeile verwendet werden, was sowohl bei Mehrfachabtastung einer Zeile zwecks Mittelung wie auch zwecks Abtastung einer Zeile mit unterschiedlicher Beleuchtung angewendet wird. Die Berechnung der Sägezahnkomponente erfolgt hierbei für eine um den Faktor der Mehrfachabtastung geringere Frequenz. Die harmonische Näherung ist hierbei auf Grund anderer Abtastbereiche abweichend.
In weiteren möglichen Ausgestaltungen kann anstelle einer Ansteuerung beziehungsweise einer Vorverzerrung einer Abtasteinheit, beispielsweise eines geregelten Scanners, am Eingang der Sollposition des Reglers die Vorverzerrung auch an einer anderen Stelle des Reglers als Stellsignal oder ganz ohne Regelung erfolgen. Es ist dann einfach der Frequenzgang des Scanners relativ zu dem Signal an dieser Stelle zu verwenden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Abbildungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Übersicht über mögliche Abweichungen tatsächlicher Abtastkurven von Soll-Funktionen;
2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Zerlegung der Komponenten des Zeilenvorschubs für einen Ausschnitt eines 2D-Scans;
3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dargestellten Nutzbereichen und Umkehrbereichen für einen sich zeitlich wiederholende 2D-Scan;
4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer vorverzerrten Ansteuerfunktion;
5 eine schematische Darstellung einer vierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer vorverzerrten Ansteuerfunktion mit zweifachem Scan einer Zeile (Multi-Track);
6 eine schematische Darstellung einer fünften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer vorverzerrten Ansteuerfunktion mit unterschiedlichem Zeilenvorschub und -richtung;
7 eine schematische Darstellung des unidirektionalen Bildscans (+ bidirektional in schneller Scanrichtung) mit der langsamen ersten Bewegungskomponente (oben), der schnellen zweiten Bewegungskomponente (Mitte) und der resultierenden Bewegung (unten) in Richtung des Bildvorschubs;
8 eine schematische Darstellung des bidirektionalen Bildscans (+ bidirektional in schneller Scanrichtung) mit der langsamen ersten Bewegungskomponente (oben), der schnellen zweiten Bewegungskomponente (Mitte) und der resultierenden Bewegung (unten) in Richtung des Bildvorschubs;
9 eine schematische Darstellung der vollständigen Bewegung der Scanner (oben) für einen gedrehten Bildscans relativ zu den Scannerachse, den Bewegungskomponenten für den horizontal scannenden Scanner (Mitte) und den vertikal scannenden Scanner (unten) und
10 eine schematische Darstellung der vollständigen Bewegung der Scanner für einen 3D-Scan der zu den Scannerachsen ausgerichtet ist, mit der xy-Ansicht der Bewegung (oben), der x-Komponente (Mitte oben), der y-Komponente (Mitte unten) und der z-Komponente der Bewegung (unten); hier wird ein kompletter Slice (Zeit 0–80) für das Verfahren des z-Scanners an die erste z-Position (z-Position 40) verwendet.
In der 1 sind mögliche Abweichungen tatsächlicher Abtastkurven AK von Soll-Funktionen SF dargestellt. Dabei sind die tatsächlich realisierten Abtastkurven AK mit Volllinien und die Soll-Funktionen SF mit unterbrochenen Volllinien dargestellt. Ein Zeilenvorschub ZV erfolgt in einer Zustellrichtung ZR, die mit der Richtung einer Y-Achse Y eines zweidimensionalen XY-Koordinatensystems zusammenfällt. Die realisierte Zustellstrecke ZS je erfolgten Zeilenvorschub ZV ist konstant.
Am Anfang und am Ende eines jeden Zeilenscans erfolgt in einem Umkehrbereich UB ein Richtungswechsel einer den Zeilenscan in der schnellen Scanrichtung (hier z. B. X) ausführenden Scaneinheit (nicht dargestellt). Zwischen den Umkehrbereichen UB durchläuft die Scaneinheit einen Nutzbereich NB, über dessen zeitliche Dauer Bildwerte erfasst werden können. Unter Berücksichtigung beispielsweise von aktuellen Werten der Ausrichtung des Scanners und/oder anhand von Messwerten können jedem Bildwert Ortsdaten zugeordnet werden, sodass ortsaufgelöste Bildwerte erhalten werden.
Wie in der 1 zu sehen ist, treten zwischen den Abtastkurven AK und den Soll-Bewegungs-Funktionen SF teils große Abweichungen auf, die zu einem erheblichen Anteil darauf zurückzuführen sind, dass der Zeilenvorschub ZV zeitlich versetzt zu dem Zeilenscan und diesem nacheilend erfolgt. Im Ergebnis erfolgt eine zickzackförmige Abtastung in der XY-Ebene (Reale Ablenkung).
In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens (2) wird eine erste Bewegungskomponente B1 in Form einer Geraden und einer zweite Bewegungskomponente B2 in Form einer Sägezahnfunktion bestimmt (z. B. ermittelt). Dabei sind die Anstiege der beiden Komponenten B1, B2 über Abschnitte ihres zeitlichen Verlaufs einander entgegengerichtet und betragsmäßig gleich, so dass keine Bewegung B in Richtung des Bildvorschubs auftritt. Dabei ist in 2 die Bewegung in Bildvorschub-Richtung (z. B. Y, siehe z. B. 1) dargestellt. Dabei wird das Scanfeldes in dieser Richtung von –1 bis +1 gescannt.
Das zu 2 erläuterte Prinzip ist auch in dem in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt. Die erste Bewegungskomponente B1 ist hier eine abschnittsweise lineare Sägezahnfunktion mit negativem Anstieg und einer ersten Periode T1. Die zweite Bewegungskomponente B2 ist eine Sägezahnfunktion mit der zweiten Periode T2 mit T1 > T2.
In der 3 sind die Nutzbereiche NB und die Umkehrbereiche UB, letztere als schwarze Balken, eingezeichnet. Dabei stellen die mit breiten Balken dargestellten Umkehrbereiche UB solche dar, während denen ein Bildrücksprung erfolgt. Die Ansteuerungsfunktion AF ist schematisch dargestellt und in den Nutzbereichen NB zu sehen.
Die gewünschte Zustell- oder Vorschubbewegung, beispielsweise der Abtasteinheit, von einer abgetasteten Zeile zur nächsten abzutastenden Zeile wird in zwei Komponenten, der langsamen Komponente B1 mit der ersten Periode T1 einer Bildabtastung (Bildfrequenz) und der schnellen Komponente B2 mit der zweiten Periode T2 einer Zeilenabtastung, zerlegt. Die erste Bewegungskomponente B1 ist eine Sägezahnfunktion mit der Bildfrequenz. In weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten ist die erste Komponente B1 eine Dreiecksfunktion mit der halben Bildfrequenz. Aufgrund der geringeren ersten Periode T1 ist die erste Bewegungskomponente B1 durch einfache Verfahren zu entzerren.
Eine Frequenz der Bildabtastung (Bildfrequenz) berechnet sich aus = 1/T1, eine Frequenz der Zeilenabtastung aus = 1/T2.
Mit Entzerren ist im Weiteren die Korrektur des Sollsignals gemeint, um eine gute Übereinstimmung mit der Soll-Bewegungs-Komponente erzielt wird. Je nach Frequenz und Direktionalität kommen als Methoden in Frage:

– diese erste Bewegungskomponente B1 gar nicht zu entzerren;
– diese erste Bewegungskomponente B1 einer Kompensation der Gruppenlaufzeit zu unterziehen oder
– diese erste Bewegungskomponente B1 mittels Filterung im Ortsraum zu entzerren;
– diese mit der inversen Übertragungsfunktion des Scanners im Frequenzgang zu entzerren.

Anhand der 4 wird eine Ausgestaltung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Darin werden Nutzbereiche NB, Umkehrbereiche UB die hochfrequente zweite Bewegungskomponente B2, deren harmonische Näherung hN und die vorverzerrte Ansteuerkomponente A2 gezeigt.
Für die zweite Bewegungskomponente B2 wird eine harmonische Näherung hN berechnet (4). Diese besteht im Minimum aus den ungeradzahligen Vielfachen der Bildvorschubfrequenz (1, 3, 5 ...), wobei die Bildvorschubfrequenz der Kehrwert der Periode zwischen zwei Vorschubbewegungen ist. Die Frequenz ist somit von der Frequenz der Zeilenabtastung, der Direktionalität der Zeilenabtastung und gegebenenfalls von der Anzahl des mehrfachen Zeilenscans abhängig. Beide Bewegungskomponenten B1 (z. B. 2, 3), B2 kompensieren im Nutzbereich NB einander, so das während dieser Zeit keine oder nur eine minimale Bewegung in Vorschubrichtung ZR (1) erfolgt.
Für die hinreichend genaue Berechnung des Zeilenvorschubs ZV (1) in Richtung der Y-Achse Y ist nur eine begrenzte Anzahl von Vielfachen der Grundfrequenz (Harmonische) erforderlich.
Diese als harmonische Näherung hN bezeichnete Funktion kann durch direkte Fourier-Zerlegung, durch Optimierung auf eine optimale Übereinstimmung der Sägezahnfunktion der zweiten Bewegungskomponente B2 im Nutzbereich NB oder durch ein anderes Verfahren ermittelt werden.
Mit der harmonische Näherung hN der Bewegungskomponente B2 steht nun eine bandbegrenzte Repräsentation der hochfrequenten Bewegung B2 zur Verfügung. Unter Verwendung der Übertragungsfunktion des Systems kann man aus dieser Bewegung das Ansteuersignal berechnen. Dafür stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:

• Filterung im Frequenzraum mit dem reziproken Frequenzgangs des Systems,
• Ortsraumfilterung durch Faltung mit inverser Systemantwort und
• Ausgleich der Gruppenlaufzeit.

Das kann an folgenden Stellen passieren:

• (berechnetes) Soll-Eingangssignal des geregelten Scanners und/oder
• Vorsteuerung im Modul des geregelten Scanners.

Die Übertragungsfunktion kann

• direkt gemessen werden oder
• indirekt durch Optimierung der Bildqualität ermittelt werden.

Die korrigierte zweite Komponente A2 der zweiten Bewegungskomponente B2 und die optional ebenfalls korrigierte erste Komponente A1 der ersten Bewegungskomponente B1 (nicht gezeigt) werden aufeinander angepasst, so dass sich die resultierende Bewegung B in den Nutzbereich(en) NB kompensieren (siehe z. B. auch 2). Dazu ist die Amplitude der zweiten Komponente A2 an den Zeilenabstand des Scans, d. h. an Bildhöhe und Zeilenzahl anzupassen.
Mit dem resultierenden Ansteuersignal wird die Abtasteinheit in Richtung des Bildvorschubs (meist Y-Achse) angesteuert und mindestens ein Bild erfasst.
Ein Beispiel für die Ausführung des Verfahrens zur Vorverzerrung der zweiten Ansteuerkomponente A2 für eine Singletrack-Aufnahme eines Bildes ist mit Bezug zu 5 wie folgt möglich:

1. Es erfolgt eine Zerlegung einer gewünschten Bewegungskurve B in einen hochfrequenten Anteil B2 (zweite Komponente B2) und in einen stetigen niederfrequenten Anteil B1 (erste Komponente B1; siehe Z. B. 2). Der niederfrequente Anteil B1 umfasst einen aktiven Bild-Nutzbereich mit langsamen konstanten Bildvorschub und eine passiven Rücksprungphase mit einem schnelleren Bildrücklauf.
2. Erzeugung der harmonischen Näherung hN für die zweite Bewegungskomponente B2 mit einer vorgegebenen Anzahl von Harmonischen H (siehe unten). Dabei entstehen bei einfachen bidirektionalen Singletrack-Scans jeweils nur die geraden Harmonischen (h_i = 2, 4, 6, ...), da die Funktion die doppelte Grundfrequenz der Zeilenabtastung hat, da schon jeweils nach einer halben Schwingung schon auf die nächste Zeile gewechselt wird.
3. Die harmonische Näherung hN ist auf eine möglichst geringe Abweichung von der Sollfunktion SF (zweite Komponente B2) innerhalb des Nutzbereichs NB optimiert. Die harmonische Näherung hN mit H_ZV(t) sei beschrieben mit:

Als Beispiel für optimierte Parameter seien folgende Werte angegeben:

h_i 0 2 4 6 8 10 12 14 16

b_i [rad] a_i [a. u] 0 0 0 0.311 0 0.127 0 0.142 0 0.172 0 0.175 0 0.157 0 0.127 0 0.096

4. Korrektur der Frequenzkomponenten der harmonischen Näherung hN mit dem Frequenzgang des geregelten Scanners AS(f) = c(f)·e^jvd(f). Dabei beschreibt c den Amplitudenfrequenzgang und d den Phasenfrequenzgang. Für den vorverzerrten Zeilenvorschub HVV_ZV(t) wird die harmonische Näherung hN mit dem reziproken Frequenzgang korrigiert.
5. Erzeugung der normierten ersten Ansteuerkomponente A1 und eventuell ebenfalls Korrektur des Scannerverhaltens (hier ohne Korrektur):
6. Anschließend Summierung von vorverzerrter zweiter Ansteuerkomponente A2 mit der optional vorverzerrten Ansteuerkomponente A1 und Skalierung auf das zu scannende Feld in der Zustellrichtjung ZR des Zeilenvorschubs ZV („Vorschub-Richtung”) und Skalierung auf die eingestellte Bildgröße mit einem Faktor VVA und einem Offset VVO in: VVs(t) = CC_O + VV_A·(BV(t) + HVV_ZV(t))
7. Ansteuerung der Abtasteinheit und Bildaufnahme mit dem so berechneten Ansteuersignal.

In der 5 sind die harmonische Näherung hN der zweiten Komponente B2, die vorverzerrte zweite Ansteuer-Komponente A2, die Soll-Funktion SF sowie die zeitliche Verteilung der Nutzbereiche NB und der Umkehrbereiche UB für einen zweifachen Multitrack dargestellt. Dabei wird ein beispielhaft dargestellter erster Nutzbereich NB1 mit einer ersten Beleuchtungsstrahlung und ein ebenfalls beispielhaft dargestellter zweiter Nutzbereich NB2 mit einer zweiten Beleuchtungsstrahlung abgetastet, bevor ein Zeilenvorschub ZV erfolgt.
Ein weiteres Beispiel für das Verfahren zur Vorverzerrung der zweiten Funktion F2 für eine Multitrack-Aufnahme eines Bildes mit zwei Aufnahmen ist mit Bezug zu 5 wie nachstehend beschrieben möglich.
Diese Korrektur unterscheidet sich von dem zu 5 erläuterten Ausführungsbeispiel in folgendem:
die Zeilenanzahl Z (Z = 1, 2, 3 ...) kann hier auch ungerade sein. Die Trackanzahl T ist hier T = 2.
Die Anzahl harmonischer Komponenten der harmonischen Näherung hN sei z. B. für eine minimale Abweichung:

h_i 0 2 4 6 8 10 12 14 16

b [rad] a_i [a. u] 0 0 0 0.316 0 0.155 0 0.100 0 0.072 0 0.054 0 0.042 0 0.032 0 0.026

h_i 18 20 22 24 26 28 30 32

b [rad] a_i [a. u] 0 0.000 0 0.004 0 0.004 0 0.004 0 0.004 0 0.003 0 0.003 0 0.003
Alle anderen Schritte entsprechen dem dritten Ausführungsbeispiel. Somit müssen für eine Änderung der Trackanzahl T die Anzahl an Koeffizienten für die harmonische Näherung hN und deren Koeffizienten angepasst werden und es muss der Frequenzgang an einer größeren Anzahl von Stützstellen und bei anderen Frequenzen bekannt sein.
In der 6 sind in einem fünften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens die abschnittsweise lineare erste Komponente B1, die zweite Komponente B2 und die durch Summation erhaltene Bewegung B dargestellt.
Der Anstieg der ersten Komponente B1 ändert sich jeweils bei t = 100 (Halbierung; Intervall I: 100 < 200) und t = 200 (Vorzeichenwechsel und Verdreifachung; Intervall I: 200–300). Die Amplitude der zweiten Komponente B2 – wird entsprechend angepasst, so dass die gewünschten Plateaus entstehen.
Bei sich änderndem Anstieg der ersten Komponente B1 ist die Amplitude und/oder der Verlauf der zweiten Komponente B2 entsprechend anzupassen.
Eine solche Ausgestaltung des Verfahrens ist beispielsweise geeignet, um eine Vorverzerrung des Zeilenvorschubs ZV mit unterschiedlicher Auflösung von Zeilengruppen zu erreichen.
Es ist in einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens auch möglich, dass der Zeilenvorschub ZV mit wechselnder Richtung zwischen zwei Bildern umgesetzt wird, um auch bei hohen zweiten Frequenzen f2 (Zeilenscanfrequenzen) und einer geringen Anzahl Z abgetasteter Zeilen eine hohe Framerate zu erreichen. Siehe hierzu 8.
Der Ablauf des Verfahrens ist hier nochmals in folgende Schritte untergliedert:

1. Die Vorschubbewegung wird in ein langperiodische (Periode T1) Bewegung B1 für den Bildvorschub und eine kurzperiodische (Periode T2) Bewegung B2 für den Zeilenvorschub ZV zerlegt (siehe z. B. Fig..
2. Konstruieren der ersten Komponente B1 aus einer langsamen stetigen Phase für die eigentliche Bildaufnahme und einen schnelleren Phase für den Bildrücksprung. Optional kann der niederfrequente Teil (erste Komponente B1) ebenfalls vorverzerrt werden, z. B. mittels eines IIR- oder FIR-Filter.
3. Der hochfrequente periodische Anteil B2 (zweite Komponente B2) für den Zeilenvorschub ZV wiederum wird in eine gewisse Anzahl von harmonischen Frequenzkomponenten zerlegt, die auf eine minimale Abweichung zur Sollfunktion SF optimiert werden (harmonische Näherung hN des Zeilenvorschubs ZV).
4. Korrektur der Frequenzkomponenten der harmonischen Näherung hN des hochfrequenten Anteils B2 des Zeilenvorschubs ZV mit dem Frequenzgang der Abtasteinheit.
5. Erzeugung eines Ansteuersignals A1, A2 der verschiedenen Frequenzkomponenten des Zeilenvorschubs ZV, Summierung dieser Komponenten. Bei Ansteuerung mit diesem so erhaltenen Ansteuersignal bewegt sich die Abtasteinheit effektiv mit der gewünschten Bewegung B der harmonischen Näherung hN.
6. Summierung der korrigierten ersten und zweiten Funktionen A1 und A2 (Ansteuer-Komponente A1 und A2; Zeilenvorschub-Funktion und Bildvorschub-Funktion) und Skalierung auf den Bildausschnitt unter Berücksichtigung einer Amplitude und/oder eines Offsets.
7. Das Gesamt-Ansteuersignal A = A1 + A2 ist für jeden Scanner/Abtasteinheit jeweils zu berechnen. Dabei entstehen mindestens die Signale Ax und Ay, ggf. Signale weiterer Scanner (Az, ...).
8. Ansteuern der Abtasteinheit mit dem berechneten Ansteuersignalen Ax und Ay sowie ggf. weiterer Scanner. Dabei erfolgt die eigentliche Bildaufnahme.

Die Schritte 1 bis 2 müssen nur einmal durchgeführt werden. Der Schritt 3 muss einmal pro System durchgeführt werden. Für Multitrack-Aufnahmen und Singletrack-Aufnahmen sind unterschiedliche hochfrequente Anteile für den Zeilenvorschub ZV notwendig. Einzig die Schritte 4 bis 7 müssen vor einer Bildaufnahme mit den Einstellungen für die Anzahl der Stützstellen der Ansteuerung pro Zeile, der zweiten Periode T2, der Anzahl Zeilen und der Anzahl Leerschwingungen neu berechnet werden.
Die 7 zeigt die beiden Bewegungs-Komponenten B1 und B2 des Zeilenvorschubsignals (meist Y-Achse) für eine unidirektionalen Bildabtastung, in der die einzelnen Bildzeilen immer in der gleichen Reihenfolge abgetastet werden. Der unidirektionale Bildscan (bidirektional in schneller Scanrichtung) mit der langsamen ersten Bewegungskomponente B1 (oben), der schnellen zweiten Bewegungskomponente B2 (Mitte) und der resultierenden Bewegung B (unten) in Richtung des Bildvorschubs.
Die 8 zeigt im Gegensatz zu 7 die beiden Bewegungs-Komponenten B1 und B2 des Zeilenvorschubsignals (meist Y-Achse) für eine bidirektionalen Bildabtastung, in der die einzelnen Bildzeilen abwechselnd von oben nach unten und dann von unten nach oben abgetastet werden, um die Totzeit am Ende eines Bildes zu reduzieren. Die hochfrequente Komponente B2 ist dazu von Bild zu Bild zu invertieren (siehe 8 Mitte).
Die 9 zeigt einen gegenüber den nativen Scannerachsen gedrehten Bildscan. Die obere Darstellung zeigt die Bewegung der Abtastung in der XY-Ebene, die zwei Darstellungen darunter zeigen die zeitliche Darstellung der Bewegungen der beiden Scanner. Beide Scanner werden jeweils mit Teilen der Zeilenabtastung und der Bildabtastung beaufschlagt. Die Bildabtastung setzt sich wiederum aus den beiden Komponenten B1 und B2 zusammen, so dass sich die Bewegung beider Scanner aus je drei Komponenten zusammensetzt. Gezeigt ist eine schematische Darstellung der vollständigen Bewegung der Scanner (oben) für einen gedrehten Bildscan relativ zu den Scannerachsen, der Bewegungskomponente (Bx) für den horizontal scannenden Scanner (Mitte) und der Bewegungskomponente (By) des vertikal scannenden Scanners (unten).
Die 10 zeigt einen ungedrehten XYZ-3D-Scan, in den durch das Zusammensetzen aus einer langsamen Komponente B1 und schnellen Komponente B2 sowohl die Bildabtastung (meist Y-Scanner) wie die Stapel-Abtastung (meist Z-Scanner) das Abtasten von nicht verkippten Zeilen und Ebenen ermöglicht wird. Das Prinzip ist für eine beliebige Anzahl von Scannern erweiterbar (nicht gezeigt) und auch mehrdimensionale Scans können so wie in 9 beliebig gedreht werden. Gezeigt ist eine schematische Darstellung der vollständigen Bewegung der Scanner für einen 3D-Scan der zu den Scannerachsen ausgerichtet ist, mit der XY-Ansicht der Bewegung B (oben), der X-Komponente Bx (Mitte oben), der Y-Komponente By (Mitte unten) und einer Z-Komponente Bz der Bewegung (dritte Komponente B3) (unten). Hier wird ein kompletter Slice (Zeit 0–80) für das Verfahren des Z-Scanners an die erste Z-Position (Z-Position 40) verwendet.
Bezugszeichen

A1

Komponente 1 des Ansteuersignals A

A2

Komponente 2 des Ansteuersignals A

Ax

Ansteuersignal des ersten Scanners (meist x)

Ay

Ansteuersignal des zweiten Scanners (meist y)

Az

Ansteuersignal eines dritten Scanners (meist z)

AK

Abtastkurve

B

Bewegung (des Scanners)

B1

erste Komponente (der Scannerbewegung); erste Funktion

B2

zweite Komponente (der Scannerbewegung); zweite Funktion

Bn

n-te Komponente (der Scannerbewegung)

Bx

Bewegung des ersten Scanners (meist x)

By

Bewegung des zweiten Scanners (meist y)

Bz

Bewegung des dritten Scanners (meist z)

T1

erste Periode (Periodendauer der Bildabtastung)

T2

zweite Periode (Periodendauer der Zeilenabtastung)

NB

Nutzbereich

NB1

erster Nutzbereich

NB2

zweiter Nutzbereich

hN

harmonische Näherung

I

Intervall

SF

Soll-Funktion

t

Zeit

UB

Umkehrbereich

ZR

Zustellrichtung

ZS

Zustellstrecke

ZV

Zeilenvorschub

X

X-Achse

Y

Y-Achse

Z

Z-Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19702752 C2 [0009, 0010, 0025]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

John Giannini et al., ”Driving MEMS mirrors far beyond their specification for fast, precise, synchronized laser scanning”, Focus an Microscopy 2015 [0011]

Claims

Verfahren zur Generierung einer Ansteuerfunktion (AF) unter Nutzung eines Rechners mit den Schritten: – Ermitteln einer ersten Funktion (B1) und einer zweiten Funktion (B2) und Summieren der beiden Funktionen (B1, B2) zu einer resultierenden Ansteuerfunktion (AF), dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Funktion (B1) eine mindestens abschnittsweise lineare Funktion mit einer ersten Frequenz ist, – die zweite Funktion (B2) eine periodische Funktion mit einer zweiten Frequenz ist, wobei die erste Frequenz kleiner als die zweite Frequenz ist und die Anstiege der ersten Funktion (B1) und der zweiten Funktion (B2) über Abschnitte ihrer zeitlichen Verläufe zueinander gegenläufig und betragsmäßig gleich sind.
Verfahren zur Generierung eines Ansteuersignals (A) mit den Schritten: – Zerlegen der gewünschten Bewegung (B) in eine erste Bewegung (B1) und mindestens eine zweite Bewegung (B2), wobei die gewünschte Bewegung (B) die Summe der Einzelbewegungen (B1, B2) ist, – getrenntes Generieren und Entzerren von Ansteuerkomponenten (A1, A2) der jeweiligen Bewegungen (B1, B2), – Summieren der Ansteuerkomponenten (A1, A2) zu einem Ansteuersignal, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Bewegung (B1) eine sich nur langsam ändernde Bewegung mit langer erster Periode (T1) ist, wobei die erste Bewegung (B1) und – die zweite Bewegung (B2) eine periodische Bewegung mit kürzerer zweiter Periode (T2) als die erste Periode (T1) sind.
Verfahren zum Betrieb einer periodisch in einer Zustellrichtung (ZR) um eine Zustellstrecke (ZS) versetzbaren Abtasteinheit mit den Schritten: • Generieren der Ansteuerfunktion (AF) nach Anspruch 1 und Erzeugen eines Ansteuersignals anhand der Ansteuerfunktion (AF) oder • Generieren des Ansteuersignals nach Anspruch 2 in Abhängigkeit von der Bewegung (B) und • Ansteuern der Abtasteinheit mittels des Ansteuersignals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegung (B1) eine langsame, stetige, langperiodische Bewegung mit einer Periodendauer (T1) der einfachen Bilddauer bei unidirektionaler Bildabtastung oder der doppelten Bilddauer bei bidirektionaler Bildabtastung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegung (B2) eine schnelle, kurzperiodische Bewegung ist mit einer Periodendauer (T2), die dem zeitlichen Abstand zweier Bildzeilen entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bewegung (B2) aus einer Anzahl harmonischer Frequenzkomponenten zusammengesetzt wird, die derart bestimmt werden, dass Abweichungen von der Soll-Funktion (SF) minimiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegung (B1) und die zweite Bewegung (B2) unabhängig voneinander entzerrt werden und die Ansteuersignale (A1, A2) ergeben, die das Übertragungsverhalten der Abtasteinheit korrigieren und zusammen das resultierende Ansteuersignal ergeben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels jeweiliger Ansteuersignale die Zustellung einer als Scanner ausgebildeten Abtasteinheit in einer der Scanrichtungen der Abtasteinheit gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels jeweiliger Ansteuersignale (Ax, Ay, Az) mehrere Abtasteinheiten angesteuert werden, um eine mehrdimensionalen Abtastung eines Objekts und/oder eines Raums zu erzielen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Abtasteinheit ortsaufgelöste Bildwerte erfasst und zur Bilderzeugung bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zerlegung der Bewegung (B), die Generierung der Ansteuersignale (A1, A2) und die Entzerrung dieser Ansteuersignale (A1, A2) für mehr als zwei Dimensionen (Ax, Ay, Az) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Koordinatenachsen einer mehrdimensionalen Bewegung (B) und die Scanachsen nicht zusammenfallen und die Synthese mit jeweils anteiligen Bewegungskomponenten (Bx, By, Bz) für die Scannerachsen durchgeführt werden.