DE102017203995A1

DE102017203995A1 - Objektiv, Abbildungssystem zur Erzeugung von Abbildern eines Auges und Verfahren zum Betrieb

Info

Publication number: DE102017203995A1
Application number: DE102017203995.7A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Stolz; Sebastian Bohn; Stephan Reiß; Karsten Sperlich; Oliver Stachs; Rudolf Guthoff
Original assignee: Universitaet Rostock
Current assignee: Universitaet Rostock
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Objektiv für eine konfokale Mikroskopieeinrichtung (2), wobei das Objektiv (3) mindestens ein optisches Element zur Strahlführung und/oder -formung umfasst, wobei das Objektiv (3) mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Brennpunktposition mindestens entlang einer optischen Achse des Objektivs (3) umfasst, sowie ein Abbildungssystem und ein Verfahren zum Betrieb eines Objektivs und/oder eines Abbildungssystems.

Description

Die Erfindung betrifft ein Objektiv für eine konfokale Mikroskopieeinrichtung, ein Abbildungssystem sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Objektivs und des Abbildungssystems.
Für eine Reihe von Anwendungen ist es wünschenswert, Abbilder von einem Untersuchungsobjekt zur erzeugen. In dem Bereich der Augenheilkunde werden u.a. konfokale Mikroskopieeinrichtungen, z.B. der sogenannte Heidelberg Retina Tomograph (HRT), eingesetzt, um Abbilder bestimmter Bereiche der Netzhaut zu erzeugen. In Verbindung mit einem Vorsatzmodul, beispielsweise dem Rostocker Cornea Modul, können insbesondere Abbilder von der Hornhaut erzeugt werden. Auf Grundlage der erzeugten Abbilder kann dann eine Diagnose erstellt werden.
So beschreibt das Dokument „Guthoff et. al., In vivo confocal microscopy, an inner vision of the cornea - a major review, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009; 37: 100-117 doi: 10.1111/j.1442-9071.2009.02016.x“ einen Heidelberg Retina Tomographen und ein sogenanntes Rostock Cornea Modul und deren Anwendung.
So beschreibt die Druckschrift „B. Bermaoui, „Konfokale In-Vivo Untersuchungen der menschlichen Augenlider und der Meibomschen Drüsen“, Inauguraldissertation, Rostock, Universität, 2012" die konfokale Lasermikroskopie mit einem Heidelberg Retina Tomograph und ein sogenanntes Rostocker Cornea Modul.
Das Rostocker Cornea Modul bezeichnet hierbei ein Modul, um den Heidelberg Retina Tomograph für Untersuchungen der vorderen Augenabschnitte einsetzen zu können.
Problematisch bei der Verwendung des Heidelberg Retina Tomographen mit einem Rostocker Cornea Modul ist jedoch, dass interessante Bereiche, insbesondere die Hornhaut, zwar in der Frontalebene in Echtzeit abgebildet werden können. Ein Tiefenscan entlang einer sagittalen Raumrichtung ist jedoch nicht in Echtzeit möglich.
Um Abbilder in verschiedenen Transversal- oder Sagittalebenen zu erzeugen, insbesondere von verschiedenen Tiefenschichten der Hornhaut, ist es notwendig, die Position der Hornhaut relativ zu dem ortsfest angeordneten Rostocker Cornea Modul zu verändern. Dies kann erfolgen, indem mittels einer Bewegung einer Kontaktkappe des Rostocker Cornea Moduls die Hornhaut verschoben wird. Es wird somit die Hornhaut relativ zu der ortsfest angeordneten Mikroskopieeinrichtung verschoben. Hierbei ergibt sich nachteilig, dass sich aufgrund des von der Kontaktkappe ausgeübten Drucks eine Qualität des Abbilds verschlechtern kann. Auch muss die Bewegung der Kontaktkappe derart durchgeführt werden, dass eine konstante Applanation der Hornhaut gewährleistet ist. Dies ist aufwändig und zeitintensiv.
Um Abbilder in einer Sagittalebene oder in einer Transversalebene zu erzeugen kann es dann erforderlich sein, mittels Methoden der Bildverarbeitung aus den derart erzeugten Abbildern die gewünschten Schnittbilder mit den Tiefeninformationen zu rekonstruieren. Dies ist jedoch zeit- und rechenintensiv.
Somit ist der in Echtzeit abbildbare Raumbereich eines Untersuchungsobjekts durch den Heidelberg Retina Tomographen mit dem Rostocker Cornea Modul auf die Frontalebene begrenzt.
Es stellt sich das technische Problem, ein Objektiv für eine konfokale Mikroskopieeinrichtung, ein Abbildungssystem sowie ein Verfahren zum Betrieb des Objektivs und ein Verfahren zum Betrieb des Abbildungssystems zu schaffen, die einen zeitlich schnell, insbesondere in Echtzeit, abbildbaren Raumbereich eines Untersuchungsobjekts, insbesondere eines Auges, vergrößert oder die eine zeitlich schnelle, insbesondere in Echtzeit durchführbare, Abbildung eines alternativen Raumbereichs des Untersuchungsobjekts ermöglichen. Insbesondere sollen die vorhergehend erläuterten Nachteile vermieden werden und gewährleistet werden, dass mindestens eine Bildachse des Abbilds zumindest teilweise entlang einer Sagittalrichtung orientiert sein kann.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 10, 15 und 16. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird ein Objektiv für eine konfokale Mikroskopieeinrichtung zur Erzeugung eines Abbilds eines Untersuchungsobjekts. Das Untersuchungsobjekt kann insbesondere ein Auge oder Teilbereich davon sein. Allerdings ist das vorgeschlagene Objektiv auch zur Erzeugung von Abbildern anderer Untersuchungsobjekte geeignet, insbesondere von lebenden und/oder sich bewegenden Untersuchungsobjekten, insbesondere eines sich bewegenden Auges, da es eine zeitlich schnelle Erzeugung von Abbildern ermöglicht und somit Bewegungsartefakte reduziert werden können.
Die konfokale Mikroskopieeinrichtung kann insbesondere ein konfokales Laser-Scanning-Mikroskop sein. Insbesondere kann die konfokale Mikroskopieeinrichtung als sogenannter Punktscanner oder als sogenannter Linienscanner ausgebildet sein. Bei einem Punktscanner kann ein von der Mikroskopieeinrichtung erzeugter Abtaststrahl, insbesondere ein fokussierter Laserstrahl, auf oder in verschiedene Raumbereiche eines Untersuchungsobjekts strahlen, wobei der Abtaststrahl entlang mindestens einer, vorzugsweise entlang von zwei verschiedenen, Raumrichtungen bewegt wird (Abtastung). Aus den Raumbereichen des Untersuchungsobjekts reflektiertes und/oder gestreutes Licht kann dann auf einen Detektor der Mikroskopieeinrichtung gelenkt werden.
Der Abtaststrahl kann hierbei kontinuierlich erzeugt werden, insbesondere durch eine CW-Lasereinrichtung. Alternativ kann der Abtaststrahl aber auch gepulst erzeugt werden.
Die konfokale Mikroskopieeinrichtung kann hierbei mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Abtaststrahls und mindestens eine Detektoreinrichtung umfassen. Weiter kann die Mikroskopieeinrichtung optische Elemente wie z.B. eine Linse und/oder einen Spiegel umfassen. Weiter kann die Mikroskopieeinrichtung eine Scannereinrichtung umfassen.
Die konfokale Mikroskopieeinrichtung ermöglicht die Erzeugung eines Abbilds, insbesondere eines zweidimensionalen Abbilds. Das Abbild kann insbesondere in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der Detektoreinrichtung erzeugt werden.
Hierbei kann ein abgetasteter Raumbereich des Untersuchungsobjekt, der durch die Einstellung einer bestimmten Strahlrichtung des Abtaststrahls und einen Fokus der Mikroskopieeinrichtung festgelegt ist, in einen Bildpunkt des Abbilds abgebildet werden. Verschiedene Bildpunkte können somit durch voneinander verschiedene Positionen oder Strahlrichtungen des Abtaststrahls erzeugt werden.
Insbesondere kann mit der konfokalen Mikroskopieeinrichtung der Abtaststrahl entlang einer ersten Raumrichtung bewegt werden. Vorzugsweise kann der Abtaststrahl zusätzlich entlang einer zweiten Raumrichtung bewegt werden, wobei die zweite Raumrichtung von der ersten Raumrichtung verschieden ist. Insbesondere kann die erste Raumrichtung senkrecht zur zweiten Raumrichtung orientiert sein. Die Bewegung entlang der ersten und der zweiten Raumrichtung kann hierbei durch mindestens eine Scannereinrichtung der Mikroskopieeinrichtung ermöglicht werden. Durch die Scannereinrichtung kann also eine Strahlrichtung des Abtaststrahls eingestellt werden.
Insbesondere kann die konfokale Mikroskopieeinrichtung ein Heidelberg Retina Tomograph sein.
Die erste und die zweite Raumrichtung können von der Raumrichtung einer optischen Achse der konfokalen Mikroskopieeinrichtung verschieden, insbesondere jeweils senkrecht zu der optischen Achse orientiert, sein. Die optische Achse kann insbesondere eine Achse sein, auf der der Brennpunkt der Mikroskopieeinrichtung mit einem gegebenenfalls an der Mikroskopieeinrichtung angeordneten Objektiv angeordnet ist.
Wird z.B. mittels der konfokalen Mikroskopieeinrichtung ein Abbild eines Teilbereichs des menschlichen Auges erzeugt, so kann die erste Raumrichtung oder ein Hauptrichtungsanteil der ersten Raumrichtung parallel zu einer transversalen Richtung orientiert sein. Weiter kann die zweite Raumrichtung oder ein Hauptrichtungsanteil entlang einer longitudinalen Raumrichtung orientiert sein. Die Begriffe transversal, longitudinal, sagittal beziehen sich hierbei auf Raumrichtungen eines dem Fachmann bekannten körperbezogenen Koordinatensystems. Körperebenen in diesem Körperkoordinatensystem können beispielsweise eine Transversalebene sein, die senkrecht zur longitudinalen Raumrichtung orientiert ist. Eine weitere Körperebene kann eine Frontalebene sein, die senkrecht zur sagittalen Raumrichtung orientiert ist. Eine weitere Körperebene kann eine Sagittalebene sein, die senkrecht zur transversalen Raumrichtung orientiert ist.
Ein Hauptrichtungsanteil bezeichnet den betragsmäßig größten Anteil eines Vektors in einem vorbestimmten Koordinatensystem, insbesondere in dem von der transversalen, longitudinalen und sagittalen Raumrichtung definierten Koordinatensystem.
Weiter umfasst das Objektiv mindestens ein optisches Element zur Strahlführung und/oder -formung. Das optische Element kann insbesondere als Linse ausgebildet sein. Ein optisches Element kann eine Richtung und/oder eine Form eines durch das Objektiv gestrahlten Strahls verändern.
Selbstverständlich kann das Objektiv mehrere optische Elemente umfassen.
Weiter kann das Objektiv mindestens ein Befestigungsmittel oder einen Befestigungsabschnitt zur mechanischen Befestigung des Objektivs an der konfokalen Mikroskopieeinrichtung aufweisen oder ausbilden. Dieses kann eine wiederholbare Befestigung des Objektivs an der konfokalen Mikroskopieeinrichtung ermöglichen. Somit kann das Objektiv auch als Vorsatzmodul bezeichnet werden.
Erfindungsgemäß umfasst das Objektiv mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Brennpunktposition mindestens oder ausschließlich entlang einer optischen Achse des Objektivs. Der Brennpunkt kann ein Brennpunkt des Objekts bezeichnen. Ist das Objektiv an der Mikroskopieeinrichtung angeordnet, so kann der Brennpunkt einen Brennpunkt das aus Mikroskopieeinrichtung und Objektiv bestehenden Abbildungssystems bezeichnen.
Weiter kann das Objektiv mindestens eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Veränderung der Brennpunktposition umfassen, insbesondere eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Mittels zur Veränderung der Brennpunktposition.
Wird das Objektiv zur Untersuchung des Auges verwendet, so kann die optische Achse oder ein Hauptrichtungsanteil der optischen Achse parallel zur sagittalen Raumrichtung orientiert sein.
Die Brennpunktposition kann hierbei in einem globalen Referenzkoordinatensystem verändert werden. Hierbei kann das Objektiv oder mindestens ein optisches Element des Objektivs relativ zu diesem globalen Referenzkoordinatensystem bewegbar sein. Insbesondere kann das Referenzkoordinatensystem das vorher erläuterte Körperkoordinatensystem sein.
Auch ist es möglich, dass das Objektiv mindestens einen bezüglich des globalen Referenzkoordinatensystems ortsfest angeordneten Anteil und mindestens einen relativ zum globalen Referenzkoordinatensystem bewegbaren Teil umfasst. Weiter kann die konfokale Mikroskopieeinrichtung, insbesondere die Einrichtung zur Erzeugung des Abtaststrahls und/oder der Detektor, ortsfest relativ zu dem Referenzkoordinatensystem angeordnet sein.
Somit ist es möglich, dass eine Brennweite des Objektivs oder eines optischen Elements des Objektivs fest bzw. konstant ist, wobei zur Veränderung der Brennpunktposition das Objektiv bzw. ein beweglicher Teil des Objektivs oder die Position eines optischen Elements des Objektivs verändert wird.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein Objektiv, welches für Untersuchungen des Auges eine Veränderung der Brennpunktposition entlang der optischen Achse ermöglicht, insbesondere ohne das Untersuchungsobjekt oder einen Teil davon zu bewegen. Bisher wurden verschiedene Tiefenebenen des Auges durch eine Bewegung des Auges oder eines Teilbereichs des Auges relativ zum ortsfest angeordneten Objektiv ermöglicht.
Die Veränderung der Brennpunktposition wiederum ermöglicht in vorteilhafter Weise eine zeitlich schnelle Erzeugung von Bildpunkten mit der erläuterten Mikroskopieeinrichtung entlang einer Raumrichtung, deren Hauptrichtungsanteil parallel zu einer optischen Achse der Mikroskopieeinrichtung bzw. des Objektivs sein kann. Diese optische Achse wiederum kann parallel zur Sagittalrichtung orientiert sein kann.
Mit anderen Worten kann somit zeitlich schnell ein sogenannter Tiefenscann durchgeführt werden. Aufgrund der konfokalen Mikroskopie kann hierbei eine zelluläre oder sogar subzelluläre Auflösung des zumindest teilweise entlang der Sagittalrichtung erzeugten Abbilds erreicht werden. Insbesondere können somit zeitlich schnell und mit hoher Abbildungsqualität Zellschichten, insbesondere des Epithels, des Stroma und des Endothels, abgebildet werden, wodurch in vorteilhafter Weise eine verbesserte Diagnose ermöglicht wird.
Insbesondere ist die Brennpunktposition derart veränderbar, dass ein zweidimensionales Abbild erzeugbar ist, wobei verschiedene Zeilen des zweidimensionalen Abbildes jeweils an verschiedenen Brennpunktpositionen entlang der optischen Achse des Objektivs erzeugt werden. Bildpunkte einer Zeile können mit einer bzw. für eine konstante(n) Brennpunktposition erzeugt werden. Alternativ können Bildpunkte einer Zeile mit einer annähernd konstanten Brennpunktposition erzeugt werden. Dass die Brennpunktposition annähernd konstant ist kann bedeuten, dass sich die Brennpunktposition bei der bzw. für die Erzeugung einer Bildzeile nicht mehr als 5 µm oder weniger als 5 µm ändert. In diesem Fall können jedoch Bildpunkte einer Zeile an verschiedenen Brennpunktpositionen erzeugt werden.
Insbesondere ermöglicht das Objektiv ohne Veränderung einer Position des Untersuchungsobjekts, ein Abbild von einer Ebene im Untersuchungsobjekt zu erzeugen, wobei der Normalenvektor der abgebildeten Ebene einen Winkel mit der optischen Achse einschließt, der ungleich Null ist, vorzugsweise größer als oder gleich 10°, weiter vorzugsweise größer als oder gleich 30°. Insbesondere ist der Normalenvektor nicht parallel zur optischen Achse orientiert.
Ist das Untersuchungsobjekt ein Auge, so ermöglicht das Objektiv ohne Veränderung einer Position des Auges, ein Abbild von einer Ebene im Auge zu erzeugen, wobei der Normalenvektor der abgebildeten Ebene einen Winkel mit der Sagittalachse einschließt, der ungleich Null ist, vorzugsweise größer als oder gleich 10°, weiter vorzugsweise größer als oder gleich 30°. Der Normalenvektor kann hierbei insbesondere einen Anteil umfassen, der parallel zur longitudinalen Raumrichtung orientiert ist, wobei der Anteil ungleich Null ist. Alternativ oder kumulativ kann der Normalenvektor einen Anteil umfassen, der parallel zur transversalen Raumrichtung orientiert ist, wobei der Anteil ungleich Null ist. Weiter kann der Normalenvektor aber zusätzlich auch einen Anteil umfassen, der parallel zur sagittalen Raumrichtung orientiert ist.
Insbesondere kann der Normalenvektor parallel zur longitudinalen Raumrichtung oder parallel zur transversalen Raumrichtung orientiert sein. Allerdings ist der Normalenvektor nicht parallel zur sagittalen Raumrichtung orientiert.
Somit kann mindestens eine Bildachse des Abbilds oder deren Hauptrichtungsanteil parallel zur Sagittalrichtung orientiert sein kann. Die weitere Bildachse oder ein Hauptrichtungsanteil der weiteren Bildachse kann entweder parallel zur transversalen oder zur longitudinalen Raumrichtung orientiert sein.
Im Vergleich zu einer klassischen Spaltlampenuntersuchung eines Auges ermöglicht das vorgeschlagene Objektiv, wenn es in einem Verfahren zur Erzeugung eines Abbilds eingesetzt wird, die maximale Vergrößerung von 30fach auf eine Vergrößerung von 800fach anzuheben und so auch zellulären Strukturen abzubilden. Die über die Jahrzehnte gesammelten Korrelationen von klassischem Spaltlampenbefund und Ophthalmo-Pathologie können damit auf eine völlig neue mikroskopisch präzise Ebene gehoben werden.
Weiter ermöglicht das Objektiv, dass die Abbilder, wie bei der bekannten Spaltlampenuntersuchung, online oder offline, z.B. durch Gewebevolumenbetrachtung und Schnittrekonstruktion, ausgewertet werden können.
Das vorgeschlagene Objektiv kann auch für histologische Untersuchungen von Untersuchungsobjekten genutzt werden. Bislang werden Präparate in dünne Scheiben geschnitten, um sie zu mikroskopieren. Dabei entstehen Artefakte, die mit dem vorgeschlagenen Verfahren nicht entstehen. Selbstverständlich kann das vorgeschlagene Objektiv auch für weitere Anwendungen eingesetzt werden, z.B. für Materialuntersuchungen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Objektiv mindestens einen Kontaktabschnitt zur mechanischen Kontaktierung eines Auges oder ein Befestigungsabschnitt für ein Mittel zur mechanischen Kontaktierung des Auges auf oder bildet ein solches/solchen aus. Über den Kontaktabschnitt bzw. das Mittel zur mechanischen Kontaktierung kann ein Kontakt mit dem Untersuchungsobjekt hergestellt werden. Zusätzlich kann, insbesondere für Untersuchungen am Auge, ein Kontaktmaterial, insbesondere Tränengel, eingesetzt werden, wobei der Kontakt über den Kontaktabschnitt bzw. das Mittel zur mechanischen Kontaktierung und das Kontaktmaterial erfolgt. Der Kontaktabschnitt bzw. das Mittel zur mechanischen Kontaktierung kann insbesondere als Kontaktkappe ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Brennpunktposition kontinuierlich oder schrittweise veränderbar. Es ist somit möglich, dass die Brennpunktposition für die bzw. während der Erzeugung eines zweidimensionalen Abbilds, insbesondere auch für die bzw. während der Erzeugung verschiedener Bildzeilen, kontinuierlich verändert wird. In diesem Fall können verschiedene Bildpunkte einer Zeile des Abbilds mit verschiedenen Brennpunktpositionen erzeugt werden. Alternativ ist es möglich, dass die Brennpunktposition für die bzw. während der Erzeugung eines zweidimensionalen Abbilds, insbesondere auch für die bzw. während der Erzeugung verschiedener Bildzeilen, schrittweise verändert wird. Insbesondere in diesem Fall kann jede Zeile mit konstanter Brennpunkposition erzeugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Objektiv mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Position mindestens eines optischen Elements des Objektivs entlang einer Achse parallel zu der optischen Achse des Objektivs auf. Beispielsweise kann das optische Element eine Linse oder ein Mikroskopobjektiv sein, deren Position, insbesondere im Referenzkoordinatensystem, veränderbar ist. In diesem Fall kann ein beweglicher Teil des Objektivs das mindestens eine optische Element umfassen. Ein ortsfest angeordneter Teil des Objektivs kann ein Gehäuse des Objektivs umfassen, wobei das optische Element im Gehäuse angeordnet ist.
Das Mittel zur Veränderung der Position kann hierbei Mittel zur mechanischen Verbindung zwischen dem optischen Element und einer Einrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft/eines Antriebsmoments zur Positionsänderung umfassen.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfach zu implementierende Veränderung der Brennpunktposition.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Objektiv mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Position der Gesamtheit von optischen Elementen des Objektivs entlang einer Achse parallel zu der optischen Achse des Objektivs auf. Es ist möglich, dass die Positionen von verschiedenen optischen Elementen unabhängig voneinander verändert werden können. Allerdings ist es auch möglich, dass durch das Mittel zur Veränderung der Position die Position aller optischen Elemente der Gesamtheit von optischen Elementen in gleicher Weise geändert wird.
Die Gesamtheit von optischen Elementen kann hierbei alle optischen Elemente des Objektivs bezeichnen, durch die ein von der konfokalen Mikroskopieeinrichtung erzeugter Abtaststrahl hindurchstrahlt und/oder durch die ein vom Untersuchungsobjekt reflektierter und/oder gestreuter Strahl hin zur Mikroskopieeinrichtung strahlt.
Insbesondere können alle optischen Elemente des Objektivs auf einer gemeinsamen Trägereinrichtung montiert sein, wobei durch das Mittel zur Veränderung einer Position die Position der Trägereinrichtung parallel zur optischen Achse veränderbar ist. In diesem Fall kann ein beweglicher Teil des Objektivs die Gesamtheit der optischen Elemente des Objektivs umfassen. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfach zu implementierende Veränderung der Brennpunktposition.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Objektiv ein Gehäuse, wobei das mindestens eine optische Element im Gehäuse angeordnet ist. Weiter weist das Objektiv mindestens ein Mittel zur Veränderung der Position des Gehäuses entlang einer Achse parallel zu der optischen Achse des Objektivs auf. In diesem Fall kann also der bewegliche Teil des Objektivs das Gehäuse mit dem mindestens einen optischen Element umfassen. Hierbei ist es möglich, dass das Gehäuse die vorhergehend erläuterte Trägereinrichtung für die Gesamtheit von optischen Elementen ausbildet. Insbesondere kann das Gehäuse die Gesamtheit von optischen Elementen des Objektivs umfassen.
Insbesondere kann ein beweglicher Teil des Objektivs in diesem Fall ein Rostocker Cornea Modul umfassen. Mit anderen Worten kann durch das Mittel zur Veränderung der Position eine Position des Rostocker Cornea Moduls entlang einer Achse parallel zu der optischen Achse des Rostocker Cornea Moduls verändert werden.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Implementierung der Veränderung der Brennpunktposition.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst das Mittel zur Veränderung der Position mindestens einen Piezoaktor. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine hochdynamische, also zeitlich schnelle, Veränderbarkeit der Position, wodurch eine hochdynamische, also zeitlich schnelle, Veränderung der Brennpunktposition ermöglicht wird.
Alternativ kann das Mittel zur Veränderung der Position mindestens einen elektromechanischen oder elektromagnetischen Aktor umfassen, beispielsweise einen Hubmagneten. Weiter alternativ kann das Mittel zur Veränderung der Position mindestens einen Ultraschallmotor umfassen. Weiter alternativ kann das Mittel zur Veränderung der Position mindestens einen Piezoaktor umfassen. Derartige Aktoren ermöglichen in vorteilhafter Weise ebenfalls eine hochdynamische, aber präzise, Veränderung der Brennpunktposition.
Selbstverständlich können aber auch weitere Aktoren zur Veränderung der Position benutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Brennpunktposition derart, insbesondere derart schnell, veränderbar, dass ein zweidimensionales Abbild mit einer vorbestimmten Zeilenfrequenz und einer vorbestimmten Vertikalfrequenz erzeugbar ist, wobei verschiedene Zeilen des zweidimensionalen Abbildes jeweils an verschiedenen Brennpunktpositionen entlang der optischen Achse des Objektivs erzeugt werden. Bildpunkte einer Zeile werden somit mit einer bzw. für eine konstante(n) oder annähernd konstanten Brennpunktposition erzeugt.
Somit kann die Veränderung der Brennpunktposition von der gewünschten, vorbestimmten Vertikalfrequenz abhängen. Insbesondere ergibt sich die Brennpunktpositioniergeschwindigkeit, also die Änderung der Brennpunktposition, in Abhängigkeit der gewünschten Vertikalfrequenz sowie in Abhängigkeit des gewünschten Verfahrwegs. Weiter kann die Vertikalfrequenz geringer als die Zeilenfrequenz sein.
Die Vertikalfrequenz kann insbesondere eine Frequenz bezeichnen, die angibt, wie oft alle Bildzeilen des zweidimensionalen Abbilds pro Sekunde abgetastet werden. Die Vertikalfrequenz kann somit auch als Bildwiederholfrequenz bezeichnet werden. Insbesondere kann die Vertikalfrequenz in einem Frequenzbereich von 1 Hz bis 1 MHz liegen. Bevorzugt beträgt die Vertikalfrequenz 30 Hz, weiter bevorzugt 60 Hz und noch weiter bevorzugt 120 Hz. Die Zeilenfrequenz (oder Horizontalfrequenz) kann vorzugsweise in einem Bereich von 1 kHz und 10 MHz liegen. Die bevorzugte Zeilenfrequenz kann insbesondere in Abhängigkeit einer gewünschten Auflösung sowie der Vertikalfrequenz bestimmt werden. Wird beispielsweise angenommen, dass die Vertikalfrequenz in einem der genannten Bereiche liegt und die Auflösung 1000 Pixel beträgt, so kann die Zeilenfrequenz 30 kHz, weiter bevorzugt 60 kHz und noch weiter bevorzugt 120 kHz betragen.
Das zweidimensionale Abbild kann insbesondere durch die konfokale Mikroskopieeinrichtung erzeugt werden, wenn das Objektiv an der konfokalen Mikroskopieeinrichtung zur Erzeugung eines zweidimensionalen Abbilds befestigt ist.
In diesem Fall können Zeilen des Abbilds einer Ebene im Untersuchungsobjekt erzeugt werden, wobei der Normalenvektor der abgebildeten Ebene, wie vorgehend erläutert, einen Winkel mit der optischen Achse oder mit der Sagittalachse einschließt, der einen Wert aus dem vorhergehend erläuterten Wertebereich aufweist.
Insbesondere ist es auch möglich, dass eine Zeile des Abbilds einen Raumbereich abbildet, der parallel zur longitudinalen Raumrichtung oder zur transversalen Raumrichtung orientiert ist.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine optimale Anpassung der dynamischen Eigenschaften des Objektivs, insbesondere der Veränderung der Brennpunktposition, an die dynamischen Eigenschaften der Bilderzeugung der konfokalen Mikroskopieeinrichtu ng.
Insbesondere kann die Brennpunktposition derart verändert werden, dass ein vom Untersuchungsobjekt reflektierter und/oder gestreuter Abtaststrahl an verschiedenen Brennpunktpositionen zur Erzeugung voneinander verschiedener Zeilen des Abbilds oder zur Erzeugung verschiedener Bildpunkte einer Zeile dient bzw. genutzt wird. Eine Zeile kann somit eine brennpunktpositionsspezifische Zeile sein. Mit anderen Worten kann eine Zeile des Abbilds bzw. können die Signale zur Erzeugung dieser Zeile mit einer konstanten oder annähernd konstanten Brennpunktposition erzeugt werden.
Umfasst die konfokale Mikroskopieeinrichtung eine Scannereinrichtung, die eine Bewegung des Abtaststrahls in zwei Raumrichtungen ermöglicht, so kann also die Veränderung der Brennpunktposition mit der Positionsveränderung des Abtaststrahls entlang einer dieser Raumrichtungen synchronisiert werden.
Werden zum Beispiel verschiedene Bildpunkte einer Zeile des Abbilds durch Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten Raumrichtung erzeugt und sind verschiedene Zeilen des Abbilds durch eine Bewegung entlang der zweiten Raumrichtung erzeugbar, so kann die Veränderung der Brennpunktposition mit der Bewegung entlang der zweiten Raumrichtung synchronisiert werden.
Hierbei kann eine Scannereinrichtung entsprechend gesteuert werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Bewegung des Abtaststrahls entlang der zweiten Raumrichtung deaktiviert wird, also nicht durchgeführt wird, wobei jedoch die Brennpunktposition mit den Bewegungsparametern der deaktivierten Bewegung bewegt bzw. verändert wird. Die Steuerung der Bewegung der Brennpunktposition kann hierbei in Abhängigkeit von Steuersignalen erfolgen, die zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der zweiten Raumrichtung durch die Scannereinrichtung dienen. Mit anderen Worten können die vorhandenen Steuersignale genutzt werden, obwohl die Bewegung entlang der zweiten Raumrichtung deaktiviert ist. Derartige Steuersignale können z.B. von einem übergeordneten System erzeugt werden. Weiter können derartige Steuersignale von einer Vertikalfrequenz abhängig sein bzw. diese kodieren. Alternativ ist es möglich, Steuersignale für die Bewegung der Brennpunktposition zu erzeugen, die unabhängig von den Steuersignalen zur Steuerung der Bewegung entlang der zweiten Raumrichtung sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Objektiv als Aufsatz ausgebildet. Insbesondere kann das Objektiv als Aufsatz für die konfokale Mikroskopieeinrichtung, weiter insbesondere als Objektiv für ein Heidelberg Retina Tomographen, ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache, nachträgliche Erweiterung einer konfokalen Mikroskopieeinrichtung derart, dass zeitlich schnell Tiefenscans erzeugt werden können.
Weiter vorgeschlagen wird ein Abbildungssystem, wobei das Abbildungssystem eine konfokale Mikroskopieeinrichtung und ein Objektiv gemäß einer der in dieser Offenbarung offenbarten Ausführungsformen umfasst. Die Mikroskopieeinrichtung und deren mögliche Ausbildung wurden vorhergehend bereits erläutert.
Das Objektiv kann an der konfokalen Mikroskopieeinrichtung befestigt sein. Insbesondere kann das Objektiv derart an der Mikroskopieeinrichtung befestigt sein, dass ein von der Mikroskopieeinrichtung erzeugter Abtaststrahl durch das Objektiv zu einem Untersuchungsobjekt und ein von dem Untersuchungsobjekt gestreuter und/oder reflektierter Strahl durch das Objektiv zu einem Detektor der konfokalen Mikroskopieeinrichtung gestrahlt werden kann.
Dadurch, dass mit dem Objektiv eine Brennpunktposition und somit auch eine Position des Fokuspunkts des Abbildungssystems entlang der optischen Achse des Objektivs veränderbar ist, können zeitlich schnell Tiefenscans von dem Abbildungssystem erzeugt werden. Das vorgeschlagene Abbildungssystem ermöglicht in vorteilhafter Weise die Erzeugung von Schnittbildern durch das Auge in einer Ebene, die parallel zu einer Sagittalebene oder parallel zu einer Transversalebene sein kann bzw. deren Normalenvektor einen Winkel mit der optischen Achse oder mit der Sagittalachse einschließt, der einen Wert aus dem vorhergehend erläuterten Wertebereich aufweist.
Es ist möglich, dass das Objektiv mindestens eine Signalschnittstelle zur signal- und/oder datentechnischen Verbindung mit der konfokalen Mikroskopieeinrichtung aufweist. Insbesondere kann eine Information über mindestens einen Parameter einer Bewegung des Abtaststrahls entlang der vorhergehend erläuterten ersten Raumrichtung und/oder der vorhergehend erläuterten zweiten Raumrichtung von der Mikroskopieeinrichtung an das Objektiv übertragen werden. Der Parameter kann beispielsweise eine Information über eine Bewegungsgeschwindigkeit oder eine Beschleunigung der Bewegung sein. Auch kann der Parameter die vorhergehend erläuterte Horizontalfrequenz oder die vorhergehend erläuterte Vertikalfrequenz kodieren. Selbstverständlich können auch mehrere dieser Parameter an das Objektiv übertragen werden.
Auch kann das Objektiv eine Steuer- und Auswerteeinrichtung umfassen, wobei mittels der Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit der Information über den mindestens einen Bewegungsparameter der Mikroskopieeinrichtung die Veränderung der Brennpunktposition steuerbar ist.
Insbesondere kann, wie vorhergehend erläutert, die Steuereinrichtung die Brennpunktposition derart verändern, dass voneinander verschiedene Zeilen mit voneinander verschiedenen bzw. für voneinander verschiedene Brennpunktpositionen erzeugt werden. Insbesondere kann mit einer konstanten oder annähernd konstanten Brennpunktposition ein Abtaststrahl in verschiedene Raumbereiche oder Raumpunkte eines Untersuchungsobjekt eingestrahlt werden, wobei die aus den Raumbereichen/Raumpunkten reflektierten und/oder gestreuten Abtaststrahlen genutzt werden, um Bildpunkte einer Zeile des Abbilds zu erzeugen. Mit anderen Worten werden die mit einer konstanten oder annähernd konstanten Brennpunktposition bestrahlten Raumbereiche/Raumpunkte in eine Zeile des Abbilds abgebildet.
Werden Zeilen des Abbilds wie erläutert mit einer vorbestimmten Zeilenfrequenz der Mikroskopieeinrichtung erzeugt, so kann die Veränderung der Brennpunktposition von der Vertikalfrequenz der Mikroskopieeinrichtung abhängen.
Weiter ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Abbildungssystem die genannten Abbilder ohne eine Bewegung des Auges oder Teilbereichs davon erzeugen kann. Durch die Verwendung eines Piezoaktors wird in vorteilhafter Weise weiter eine Positioniergenauigkeit für die Brennpunktposition in einem Sub-Nanometerbereich erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein von der Mikroskopieeinrichtung erzeugter Abtaststrahl entlang einer ersten Raumrichtung bewegbar, insbesondere durch eine Scannereinrichtung der Mikroskopieeinrichtung. Weiter ist die erste Raumrichtung von der Raumrichtung der optischen Achse des Objektivs verschieden. Dies kann bedeuten, dass die Orientierungen der Raumrichtungen in dem Referenzkoordinatensystem voneinander verschieden sind. Die Raumrichtung der optischen Achse kann hierbei eine Raumrichtung parallel zur optischen Achse bezeichnen. Insbesondere kann die Raumrichtung der optischen Achse senkrecht zur ersten Raumrichtung orientiert sein.
Insbesondere ist der von der Mikroskopieeinrichtung erzeugte Abtaststrahl entlang der ersten Raumrichtung derart bewegbar und die Brennpunktposition derart veränderbar, dass ein zweidimensionales Abbild durch die Mikroskopieeinrichtung erzeugbar ist. Insbesondere kann ein solches zweidimensionales Abbild mit der vorhergehend erläuterten gewünschten Zeilenfrequenz und der vorhergehend erläuterten gewünschten Vertikalfrequenz erzeugbar sein.
Hierbei kann insbesondere der erzeugte Abtaststrahl derart entlang der ersten Raumrichtung bewegbar sein, dass das zweidimensionale Abbild mit der vorbestimmten Zeilenfrequenz erzeugbar ist. Weiter kann die Brennpunktposition derart veränderbar sein, dass das zweidimensionale Abbild mit der gewünschten Vertikalfrequenz erzeugbar ist.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass Schnittbilder des Auges in Ebenen mit der vorhergehend erläuterten Orientierung ohne einen Bedarf zusätzlicher Bildverarbeitung erzeugt werden können, wobei eine existierende konfokale Mikroskopieeinrichtung zur Erzeugung dieser zweidimensionalen Abbilder genutzt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein von der Mikroskopieeinrichtung erzeugter Abtaststrahl zusätzlich entlang einer zweiten Raumrichtung bewegbar, wobei die zweite Raumrichtung von der ersten Raumrichtung und von der Raumrichtung der optischen Achse des Objektivs verschieden ist. Insbesondere kann die zweite Raumrichtung senkrecht zur ersten Raumrichtung orientiert sein. Weiter kann die zweite Raumrichtung senkrecht zur Raumrichtung der optischen Achse orientiert sein. Mit anderen Worten kann also der Abtaststrahl entlang zwei voneinander verschiedenen Raumrichtungen bewegbar sein, wobei zusätzlich auch die Brennpunktposition veränderbar ist.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine vereinfachte Erzeugung von Abbildern einer Ebene mit einer gewünschten Orientierung, insbesondere von Abbildern, wobei eine Bildrichtung in der Frontalebene oder einer dazu parallelen Ebenen angeordnet ist, wobei die weiteren Bildrichtung einen Anteil ungleich Null aufweist, der parallel zur Sagittalrichtung orientiert ist.
Es ist jedoch möglich, dass die Bewegung des Abtaststrahls entlang der zweiten Raumrichtung deaktiviert ist und somit nicht durchführbar ist, falls das Objektiv an der konfokalen Mikroskopieeinrichtung befestigt ist bzw. falls das Objektiv zur Bilderzeugung mittels der Mikroskopieeinrichtung genutzt wird.
Somit kann das Abbildungssystem auch derart betreibbar sein, dass ein entlang einer vorbestimmten Strecke entlang der ersten Raumrichtung bewegter Abtaststrahl zur Erzeugung einer Zeile des Abbilds genutzt wird, wobei bei dieser Bewegung die Brennpunktposition nicht oder nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß verändert wird. Nach Beendigung der Bewegung entlang der Strecke kann die Brennpunktposition um mehr als das vorbestimmte Maß, insbesondere mehr als 0,1 µm verändert werden und der Abtaststrahl wieder entlang der vorbestimmten Strecke entlang der ersten Raumrichtung bewegt werden, wobei dann der Abtaststrahl zur Erzeugung einer weiteren Zeile des Abbilds genutzt wird.
Somit kann auch die Brennpunktposition entlang einer vorbestimmten Strecke bewegt werden, wobei für jede Brennpunktposition eine Zeile des Abbilds erzeugt werden kann. Wie vorhergehend erläutert, kann die Bewegung der Brennpunktposition entlang der vorbestimmten Strecke eine kontinuierliche Bewegung oder eine in mehrere Schritte unterteilte Bewegung sein.
Ist die Bewegung des Abtaststrahls zusätzlich entlang der zweiten Raumrichtung durchführbar, so kann, wenn die Brennpunktposition die Bewegung entlang der vorbestimmten Strecke beendet hat, der Abtaststrahl entlang der zweiten Raumrichtung bewegt werden. An einer neuen Position entlang der zweiten Raumrichtung kann dann wieder eine Bewegung der Brennpunktposition entlang der vorbestimmten Strecke durchgeführt werden, wobei für jede Brennpunktposition eine Zeile des Abbilds erzeugt wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein Abbildungssystem, welches einen sogenannten Volumenscan ermöglicht, insbesondere da Raumbereiche entlang von drei Raumrichtungen durch die konfokale Mikroskopieeinrichtung abgebildet werden können.
Ist die Bewegung entlang einer der Raumrichtungen, insbesondere entlang der zweiten Raumrichtung, deaktiviert, so kann ein zweidimensionales Abbild mit einer Tiefeninformation erzeugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Abbildungssystem, insbesondere die Mikroskopieeinrichtung, weiter insbesondere die Scannereinrichtung der Mikroskopieeinrichtung, mindestens einen akustooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten und/oder entlang der zweiten Raumrichtung.
Alternativ oder kumulativ umfasst das Abbildungssystem, insbesondere die Mikroskopieeinrichtung, weiter insbesondere die Scannereinrichtung der Mikroskopieeinrichtung, mindestens einen elektrooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten und/oder der zweiten Raumrichtung.
Ein Modulator dient somit zur Ausrichtung des Abtaststrahls.
Insbesondere kann das Abbildungssystem einen akustooptischen Modulator oder elektrooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten oder der zweiten Raumrichtung umfassen. Weiter kann das Abbildungssystem einen Galvanospiegel zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der verbleibenden Raumrichtung umfassen. Alternativ kann das Abbildungssystem einen akustooptischen oder elektrooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten oder der zweiten Raumrichtung umfassen. Weiter kann das Abbildungssystem einen akustooptischen oder elektrooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der verbleibenden Raumrichtung umfassen.
Exemplarische akustooptische und elektrooptische Modulatoren sind in dem Dokument „Handbook of Optical and Laser Scanning, ed. by G.F. Marshall, Marcel Dekker Inc., 2004“ beschrieben. Akustooptische Modulatoren erzeugen durch Anregung eines optischen transparenten Mediums mit einem Ultraschallsignal ein Dichte-Gitter in diesem Medium, an denen ein Laserstrahl, insbesondere also der Abtaststrahl, gebeugt werden kann. Durch Änderung der Anregungsfrequenz kann die Gitterperiode und somit der Ablenkwinkel für den Laserstrahl geändert werden. Diese Änderung kann sehr schnell erfolgen, da keine mechanischen Komponenten benötigt werden. Auf diese Weise kann mit einem Modulator ein Laserstrahl in einer Richtung sehr schnell über oder durch ein Untersuchungsobjekt bewegt werden.
Elektrooptische Modulatoren basieren auf einer Änderung des Brechungsindex eines Kristalls in Abhängigkeit eines angelegten elektrischen Feldes, wobei ein Laserstrahl, insbesondere also der Abtaststrahl, in dem Kristall aufgrund verschiedener Brechungsindizes verschieden abgelenkt wird. Durch Änderung des elektrischen Felds kann der Ablenkwinkel für den Laserstrahl geändert werden. Diese Änderung kann noch schneller erfolgen, als dies bei akustooptischen Modulatoren möglich ist.
Z.B. können derartige Modulatoren den in einer Scannereinrichtung verwendeten Galvanospiegel ersetzen, der ebenfalls zur Bewegung des Abtaststrahls dient.
Beispielsweise kann der mindestens eine Modulator derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass Abbilder mit einer gewünschten, insbesondere hohen, Zeilenfrequenz und/oder mit einer gewünschten, insbesondere hohen, Vertikalfrequenz erzeugt werden können.
In der Regel kann durch eine Verwendung von rein mechanischen Scannern keine Zeilenfrequenz im MHz-Bereich realisiert werden. Durch die Verwendung von akustooptischen oder elektrooptischen Modulatoren können jedoch Zeilenfrequenzen im MHz-Bereich realisiert werden. Somit wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass die Erzeugung eines einzelnen Abbilds möglichst wenig Zeit in Anspruch nimmt, wodurch wiederum ein Einfluss von Bewegungsartefakten, z.B. durch die Augenbewegung, reduziert wird. Insbesondere sollte es ermöglicht werden, Abbilder mit einer Bildwiederholrate von mindestens 30 Hz oder 60 Hz zu erzeugen. Allerdings ist es auch möglich, Abbilder mit einer Bildwiederholrate von deutlich mehr als 60 Hz zu erzeugen, insbesondere mit den vorhergehend erläuterten akustooptischen oder elektrooptischen Modulatoren. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Belichtungszeit pro Abbild besonders kurz ausfallen, wodurch wiederum Bewegungsartefakte, die durch schnelle Augenbewegungen (Mikrosakkaden) entstehen, bei der Erzeugung der Abbilder deutlich reduziert werden können.
Werden Abbilder mit einer Bildwiederholrate erzeugt, die höher als eine gewünschte Bildwiederholrate ist, z.B. höher als 30 Hz oder 60 Hz, so können aus der Menge von erzeugten Abbildern einzelne Abbilder selektiert werden, wobei nur die selektierten Abbilder ausgegeben bzw. weiterverarbeitet, beispielsweise in einer Speichereinrichtung gespeichert und/oder an eine Auswerte- und/oder Anzeigeeinrichtung übertragen, werden. Insbesondere kann die Selektion von Abbildern derart erfolgen, dass Abbilder mit der gewünschten Bildwiederholrate gespeichert und/oder übertragen werden. Die gewünschte Bildwiederholrate kann beispielsweise eine Bildwiederholrate sein, die eine ausreichend gute Darstellung auf einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einem Bildschirm, ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Abtaststrahl gepulst erzeugt. Hierbei wird ein Tastgrad der Erzeugung als Quotient aus der Zeitdauer zur Erzeugung mindestens eines Abbilds zur Inversen einer gewünschten Bildwiederholrate erzeugt. Der Tastgrad bezeichnet hierbei ein Verhältnis zwischen der Zeitdauer der Aktivierung des Abtaststrahls und der Zeitdauer vom Beginn einer Aktivierung bis zum Beginn der unmittelbar nachfolgenden Aktivierung.
Hierbei kann das Inverse der gewünschten Bildwiederholrate größer sein als die Zeitdauer zur Erzeugung mindestens eines Abbilds. Insbesondere kann die gewünschte Bildwiederholrate in einem Bereich von 30 Hz bis 60 Hz liegen, z.B. 30 Hz betragen.
Das Abbildungssystem, insbesondere die Mikroskopieeinrichtung, weiter insbesondere die Scannereinrichtung der Mikroskopieeinrichtung, kann die Erzeugung von Abbildern mit einer maximalen Bildwiederholrate ermöglichen, die höher als die gewünschte Bildwiederholrate ist. Allerdings ist es unter Umständen nicht notwendig, alle mit der maximalen Bildwiederholrate erzeugbaren Abbilder tatsächlich zu erzeugen.
In diesem Fall kann also die Scannereinrichtung in einem Betriebsmodus betrieben wird, in dem Abbilder mit der maximalen Bildwiederholrate erzeugt werden, wobei jedoch der Abtaststrahl gepulst erzeugt wird. Insbesondere kann der Abtaststrahl nur für eine Zeitdauer aktiviert werden, die für die Erzeugung eines Abbilds notwendig ist. Danach kann der Abtaststrahl für eine vorbestimmte Zeitdauer deaktiviert werden, wobei in dieser Zeitdauer mindestens ein, vorzugsweise jedoch mehrere, Abbild(er) erzeugbar wären. Nach dieser Deaktivierung kann der Abtaststrahl wieder aktiviert werden.
Weiter können nur die bei aktiviertem Abtaststrahl erzeugten Abbilder ausgegeben bzw. weiterverarbeitet, beispielsweise in einer Speichereinrichtung gespeichert und/oder an eine Auswerte- und/oder Anzeigeeinrichtung übertragen, werden.
Vorzugsweise ist die gepulste Erzeugung des Abtaststrahls zum Betrieb der Scannereinrichtung synchronisiert, insbesondere derart, dass der Abtaststrahl zu dem oder vor dem Zeitpunkt aktiviert wird, zu dem die Erzeugung eines Abbilds durch die Scannereinrichtung beginnt, und der Abtaststrahl zu dem oder nach dem Zeitpunkt deaktiviert wird, zu dem durch die Scannereinrichtung die Erzeugung des Abbilds beendet wird.
Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Energieeintrag in das Untersuchungsobjekt, beispielsweise das Auge, bei der Erzeugung von Abbildern reduziert werden. Allerdings ist es möglich, dass der Abtaststrahl beim gepulsten Betrieb mit einer im Vergleich zu einem kontinuierlich erzeugten Abtaststrahl höheren momentanen Leistung erzeugt wird. Insgesamt ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein einzelnes Abbild mit einer im Vergleich kurzen Zeitdauer erzeugt werden kann, wodurch wiederum der vorhergehend erläuterte Einfluss durch Bewegungsartefakte reduziert wird. Beträgt z.B. die gewünschte Bildwiederholrate 30 Hz, so kann jedoch die Zeitdauer zur Bilderzeugung sehr viel kürzer als 1/30 Sekunden sein.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betrieb eines Objektivs gemäß einer der in dieser Offenbarung erläuterten Ausführungsformen. Hierbei wird eine Brennpunktposition des Objektivs verändert. Insbesondere kann die Brennpunktposition des Objektivs derart verändert werden, dass ein zweidimensionales Abbild von einem Untersuchungsobjekt, insbesondere einem Teilbereich des Untersuchungsobjekts, erzeugt wird. Das zweidimensionale Abbild kann insbesondere derart erzeugt werden, dass verschiedene Zeilen des Abbilds mit verschiedenen Brennpunktpositionen erzeugt werden, wobei eine Zeile des Abbilds mit einer konstanten Brennpunktposition erzeugt wird. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betrieb eines Abbildungssystems gemäß einer der in dieser Offenbarung erläuterten Ausführungsformen. Hierbei wird eine Brennpunktposition des Objektivs verändert. Insbesondere kann die Brennpunktposition des Objektivs derart verändert werden, dass ein zweidimensionales Abbild durch das Abbildungssystem erzeugt wird. Das zweidimensionale Abbild kann insbesondere derart erzeugt werden, dass verschiedene Zeilen des Abbilds mit verschiedenen Brennpunktpositionen erzeugt werden, wobei eine Zeile des Abbilds mit einer konstanten Brennpunktposition erzeugt wird. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.
In einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich ein von der Mikroskopieeinrichtung erzeugter Abtaststrahl entlang einer ersten Raumrichtung bewegt, wobei die erste Raumrichtung von der Raumrichtung der optischen Achse des Objektivs verschieden ist. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Wellenlänge des Abtaststrahls verändert. Insbesondere kann ein Untersuchungsobjekt oder ein Teilbereich davon mit voneinander verschiedenen Wellenlängen abgebildet werden. Insbesondere können Abbilder des gleichen Teilbereichs mit voneinander verschiedenen Wellenlängen erzeugt werden. Die Abbilder können hierbei zeitlich nacheinander erzeugt werden.
Insbesondere können Wellenlängen in einem Bereich von vorzugsweise 350 nm bis 1800 nm eingestellt werden. Eine Wellenlänge aus diesem Wellenlängenbereich wird vorzugsweise für die Untersuchung eines Auges eingestellt. Generell ist die Wahl der Wellenlänge jedoch anwendungsabhängig. Weiter kann berücksichtigt werden, dass die Auflösung mit sinkender Wellenlänge zunimmt.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass in den erzeugten Abbildern zuverlässige interzelluläre Schrankenstörungen erkannt werden können. Hierzu kann es vorteilhaft sein, vorab ein entsprechendes Farbmittel, insbesondere Fluorescein, in das Untersuchungsobjekt, insbesondere in das Auge, weiter insbesondere in die Hornhaut, einzubringen.
Weiter ist es möglich, wie vorhergehend erläutert, den Abtaststrahl gepulst zu erzeugen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 ein schematisches Blockschaltbild eines Abbildungssystems mit einem Objektiv in einer ersten Ausführungsform,
2 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems mit einem erfindungsgemäßen Objektiv gemäß einer weiteren Ausführungsform,
3 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems mit einem erfindungsgemäßen Objektiv in einer weiteren Ausführungsform,
4 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Abbildungssystems und
5 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Abbildungssystems mit einem erfindungsgemäßen Objektiv in einer weiteren Ausführungsform.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Abbildungssystems 1 dargestellt. Das Abbildungssystem 1 umfasst eine konfokale Mikroskopieeinrichtung 2 und ein Objektiv 3. Die konfokale Mikroskopieeinrichtung 2 kann ein Laser-Scanning-Mikroskop, insbesondere ein Heidelberg Retina Tomograph, sein. Die Mikroskopieeinrichtung 1 umfasst eine Einrichtung 4 zur Erzeugung eines Abtaststrahls, insbesondere eine Dioden-Lasereinrichtung. Der Abtaststrahl kann hierbei kontinuierlich oder gepulst erzeugt werden. Weiter umfasst die Mikroskopieeinrichtung 2 einen Strahlteiler 5 oder halbdurchlässiger Spiegel und ein Objektivsystem 6 sowie eine Scannereinrichtung 7. Das Objektivsystem 6 der konfokalen Mikroskopieeinrichtung kann hierbei zumindest ein optisches Element wie z.B. eine Linse umfassen. Weiter umfasst die Mikroskopieeinrichtung 2 einen Detektor 8 und Blenden 9. Die Blenden 9 sind hierbei im Brennpunkt anzuordnen. Allerdings ist es nicht zwingend notwendig, die dargestellten Blenden 9 vorzusehen. So ist es beispielsweise auch möglich, eine einzelne Blende vorzusehen, die an einer Zwischenfokusposition, beispielsweise innerhalb des Objektivsystems 6, angeordnet ist.
Mittels der Scannereinrichtung 7 kann ein Abtaststrahl der Mikroskopieeinrichtung entlang einer ersten Raumrichtung x (nicht dargestellt) und einer zweiten Raumrichtung y bewegbar sein. Die erste Raumrichtung x kann hierbei senkrecht zu der zweiten Raumrichtung y orientiert sein und in die Zeichenebene hineinorientiert sein. Weiter dargestellt ist eine dritte Raumrichtung z, die senkrecht zur ersten und der zweiten Raumrichtung y orientiert sein kann. Die Scannereinrichtung 7 kann hierbei einen oder mehrere Galvanospiegel zur Bewegung des Abtaststrahls umfassen. Alternativ oder kumulativ kann die Scannereinrichtung 7 einen oder mehrere akustooptische(n) Modulator oder elektrooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls umfassen.
Durch das Abbildungssystem 1 kann insbesondere ein Abbild einer Hornhaut 10 eines Auges des Körpers erzeugt werden, wobei das Auge ein Untersuchungsobjekt bildet. Bildet ein Teil des Körpers das Untersuchungsobjekt, so kann die erste Raumrichtung insbesondere einer transversalen Raumrichtung in einem Körperkoordinatensystem entsprechen. Die zweite Raumrichtung y kann parallel zu einer longitudinalen Raumrichtung im Körperkoordinatensystem orientiert sein. Die dritte Raumrichtung z kann parallel zu einer sagittalen Raumrichtung im Körperkoordinatensystem orientiert sein. Somit kann ein Referenzkoordinatensystem durch das Körperkoordinatensystem gebildet werden.
Weiter dargestellt ist das Objektiv 3, welches an der Mikroskopieeinrichtung 2 angeordnet ist, insbesondere derart angeordnet, dass ein Abbild von der Hornhaut 10 durch das Abbildungssystem 1 erzeugt werden kann. Somit ist das Objektiv 3 derart an der Mikroskopieeinrichtung 2 befestigt, dass ein Abtaststrahl von der Mikroskopieeinrichtung 2 durch das Objektiv 3, insbesondere durch dessen optische Elemente 11, in ein Untersuchungsobjekt, in diesem Fall in eine Hornhaut 10, einstrahlbar und ein von der Hornhaut 10 gestreuter oder reflektierter Lichtstrahl durch das Objektiv 3 in die Mikroskopieeinrichtung 2 zum Detektor 8 einstrahlbar ist.
Das Objektiv 3 umfasst ein erstes optisches Element 11a und ein zweites optisches Element 11b. Hierbei können die optischen Elemente 11a, 11b jeweils als Linsen ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das erste optische Element 11a als Mikroskopobjektiv ausgebildet ist. Das zweite optische Element 11b kann zur Aufweitung von Strahlen bzw. zur Parallelisierung von Strahlen dienen. Das erste optische Element 11a kann zur Fokussierung von Strahlen dienen. Weiter umfasst das Objektiv ein als Piezoaktor 12 ausgebildetes Mittel zur Veränderung einer räumlichen Position eines ersten optischen Elements 11a entlang einer optischen Achse des Objektivs 3. Insbesondere kann die räumliche Position in einem Referenzkoordinatensystem verändert werden, wobei z.B. die Mikroskopieeinrichtung 2 ortsfest in dem Referenzkoordinatensystem angeordnet sein kann. Anstelle des Piezoaktors 12 kann auch ein elektromagnetischer Aktor, ein Ultraschallmotor oder ein kapazitiver Aktor eingesetzt werden.
Die optische Achse des Objektivs 3 ist hierbei parallel zu der dritten Raumrichtung z, die auch als Tiefenrichtung bezeichnet werden kann, orientiert. Somit kann die Raumrichtung der optischen Achse parallel zu der Sagittalrichtung im Körperkoordinatensystem orientiert sein.
Das zweite optische Element 11b des Objektivs 3 ist hierbei ortsfest relativ zu dem erläuterten Referenzkoordinatensystem angeordnet. Durch die Bewegbarkeit des ersten optischen Elements 11a entlang der optischen Achse kann eine Brennpunktposition des Objektivs 3 entlang der optischen Achse verändert werden.
Weiter umfasst das Abbildungssystem 1, insbesondere das Objektiv 3, eine Kontaktkappe 13. Diese Kontaktkappe 13 kann hierbei an dem Objektiv 3 befestigt werden oder Teil des Objektivs 3 sein. Zwischen dem Objektiv 3, insbesondere der Kontaktkappe 13, und dem Untersuchungsobjekt, in diesem Fall der Hornhaut 10, kann ein Kontaktmaterial 14, beispielsweise ein Tränengel, angeordnet sein. Weiter dargestellt ist, dass das Objektiv 3 ein Gehäuse 15 umfasst, wobei in dem Gehäuse die optischen Elemente 11a, 11b sowie der Piezoaktor 12 angeordnet sind.
Somit umfasst das Objektiv 3 einen beweglichen Teil 19, wobei der bewegliche Teil 19 das erste optische Element 11a umfasst. Ein ortsfest angeordneter Teil 20 des Objektivs 3 umfasst das zweite optische Element 11b und das Gehäuse 15.
Weiter dargestellt ist eine Signalschnittstelle 16 der Mikroskopieeinrichtung 2 und eine Signalschnittstelle 17 des Objektivs 3. Über die Signalschnittstellen 16, 17 kann eine signal- und/oder datentechnische Verbindung zwischen der Mikroskopieeinrichtung 2 und dem Objektiv 3 bereitgestellt werden. Weiter umfasst das Objektiv 3 eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 18, wobei durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 18 eine Bewegung des beweglichen Teils 19 entlang der Raumrichtung parallel zur optischen Achse des Objektivs 3 steuerbar ist. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 18 ist hierbei signal- und/oder datentechnisch mit der Signalschnittstelle 17 des Objektivs 3 und dem Piezoaktor 12 verbunden.
Über die Signalschnittstellen 16, 17 können Informationen zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten Raumrichtung und gegebenenfalls entlang der zweiten Raumrichtung y an das Objektiv 3 übertragen werden. In Abhängigkeit dieser Informationen kann dann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 18 die Position des beweglichen Teils 19 entlang der Raumrichtung parallel zur optischen Achse verändern.
In 2 ist ein Abbildungssystem mit einem Objektiv 3 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die in 2 dargestellte Ausführungsform ist hierbei im Wesentlichen wie die in 1 dargestellte Ausführungsform ausgebildet.
Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die optischen Elemente 11a, 11b ortsfest relativ zu dem Gehäuse 15 in dem Gehäuse 15 angeordnet.
Weiter ist das Gehäuse 15 mittels des Piezoaktors 12 parallel zur optischen Achse des Objektivs 3 verschiebbar. Somit ergibt sich, dass durch den Piezoaktor 12 auch eine Position des Brennpunkts des Objektivs 3 entlang der optischen Achse verändert werden kann. In diesem Fall umfasst der bewegliche Teil 19 des Objektivs 3 also das Gehäuse 15 mit den darin angeordneten optischen Elementen 11a, 11b.
Weiter ist die Kontaktkappe 13 ortsfest relativ zur Mikroskopieeinrichtung 2 angeordnet. Insbesondere kann die Kontaktkappe 13 an der Mikroskopieeinrichtung 2, insbesondere einem Gehäuse der Mikroskopieeinrichtung 2, befestigt werden oder Teil der Mikroskopieeinrichtung 2 sein. Die Befestigung kann insbesondere über ein Gestänge erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere Arten der Befestigung möglich.
In 3 ist ein Abbildungssystem 1 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die in 3 dargestellte Ausführungsform ist hierbei im Wesentlichen wie die in 1 dargestellte Ausführungsform ausgebildet.
Im Unterschied zu den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen umfasst das Objektiv 3 ein drittes optisches Element 11c, welches zwischen dem ersten optischen Element 11a und dem zweiten optischen Element 11b angeordnet ist.
Hierbei kann das dritte optische Element 11c als Linse ausgebildet sein. Weiter umfasst das Objektiv ein als Piezoaktor 12 ausgebildetes Mittel zur Veränderung einer räumlichen Position des dritten optischen Elements 11c entlang einer optischen Achse des Objektivs 3. Somit umfasst ein beweglicher Teil 19 des Objektivs 3 das dritte optische Element 11c.
Das erste und das zweite optische Element 11a, 11b des Objektivs 3 sind hierbei ortsfest relativ zu dem erläuterten Referenzkoordinatensystem angeordnet. Durch die Bewegbarkeit des dritten optischen Elements 11c entlang der optischen Achse kann eine Brennpunktposition des Objektivs 3 entlang der optischen Achse verändert werden.
Weiter kann die Kontaktkappe 13 ortsfest relativ zur Mikroskopieeinrichtung 2 angeordnet. Insbesondere kann die Kontaktkappe 13 an der Mikroskopieeinrichtung 2, insbesondere einem Gehäuse der Mikroskopieeinrichtung 2, befestigt werden oder Teil der Mikroskopieeinrichtung 2 sein. Auch kann die Kontaktkappe 13 an dem ortsfesten Teil 20 des Objektivs 3 befestigt sein. Die Befestigung kann insbesondere über ein Gestänge erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere Arten der Befestigung möglich.
In 4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Abbildungssystems 1 (siehe 1) dargestellt.
In einem ersten Schritt S1 wird das Verfahren gestartet. In einem Zeilenscannschritt ZSS wird durch die konfokale Mikroskopieeinrichtung 2 ein Abtaststrahl entlang einer ersten Raumrichtung bewegt, bis eine Zeile eines zu erzeugenden zweidimensionalen Abbilds erzeugt ist. Hierzu kann der Abtaststrahl entlang einer vorbestimmten Wegstrecke entlang der ersten Raumrichtung bewegt werden. Die Bewegung entlang der ersten Raumrichtung kann durch die in 1 dargestellte Scannereinrichtung 7 der Mikroskopieeinrichtung 2 gesteuert werden. Während dieser Bewegung ist die eingestellte Brennpunktposition konstant oder annähernd konstant.
In einem Prüfschritt PS wird geprüft, ob die gewünschte maximale Zeilenanzahl des zu erzeugenden zweidimensionalen Abbilds erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Brennpunktpositionsveränderungsschritt BPVS eine Position des Brennpunkts des Objektivs 3 (siehe z.B. 1) entlang bzw. parallel zur optischen Achse des Objektivs 3 um mehr als ein vorbestimmtes Maß verändert bzw. eine neue Zeile des Abbilds erzeugt
Hiernach wird erneut ein Zeilenscannschritt ZSS durchgeführt, wobei wiederum die vorhergehend erläuterte Wegstrecke entlang der ersten Raumrichtung abgefahren werden kann. Somit bleibt während eines Zeilenscannschritts ZSS die Brennpunktposition entlang der optischen Achse konstant oder annähernd konstant.
Ist die gewünschte maximale Zeilenanzahl erreicht, so wird das Verfahren in einem weiteren Schritt S2 beendet. Weiter kann das erzeugte Abbild ausgegeben werden. Ein neues Abbild kann dann wiederum durch Starten des Verfahrens mit dem ersten Schritt S1 durchgeführt werden.
In 5 ist ein Abbildungssystem 1 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die in 5 dargestellte Ausführungsform ist hierbei im Wesentlichen wie die in 1 dargestellte Ausführungsform ausgebildet. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst das Abbildungssystem 1, insbesondere das Objektiv 3, keine Kontaktkappe 13 (siehe 1). Somit ist auch kein Kontaktmaterial 14 notwendig, welches zwischen der Kontaktkappe 13 und der Hornhaut 10 angeordnet werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Abbildungssystem
2: konfokale Mikroskopieeinrichtung
3: Objektiv
4: Einrichtung zur Erzeugung eines Abtaststrahls
5: Strahlteiler
6: Objektivsystem
7: Scannereinrichtung
8: Detektor
9: Blende
10: Hornhaut
11: optisches Element
11a: erstes optisches Element
11b: weiteres optisches Element
11c: weiteres optisches Element
12: Piezoaktor
13: Kontaktkappe
14: Kontaktmaterial
15: Gehäuse
16: Schnittstelle der Mikroskopieeinrichtung
17: Schnittstelle des Objektivs
18: Steuer- und Auswerteeinrichtung
19: beweglicher Teil
20: ortsfester Teil
x: erste Raumrichtung
y: zweite Raumrichtung
z: dritte Raumrichtung
S1: Startschritt
S2: Endschritt
ZSS: Zeilenscanschritt
BPVS: Brennpunktpositionsveränderungsschritt
PS: Prüfschritt

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 Nicht-Patentliteratur

Guthoff et. al., In vivo confocal microscopy, an inner vision of the cornea - a major review, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009 [0003]
G.F. Marshall, Marcel Dekker Inc., 2004 [0092]

Claims

Objektiv für eine konfokale Mikroskopieeinrichtung (2) zur Erzeugung von Abbildern eines Auges oder eines Teilbereichs des Auges, wobei das Objektiv (3) mindestens ein optisches Element zur Strahlführung und/oder -formung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (3) mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Brennpunktposition mindestens entlang einer optischen Achse des Objektivs (3) umfasst.
Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (3) mindestens einen Kontaktabschnitt zur mechanischen Kontaktierung eines Auges oder ein Befestigungsabschnitt für ein Mittel zur mechanischen Kontaktierung des Auges aufweist oder ausbildet.
Objektiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennpunktposition kontinuierlich oder schrittweise veränderbar ist.
Objektiv nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (3) mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Position mindestens eines optischen Elements parallel zu der optischen Achse des Objektivs (3) aufweist.
Objektiv nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (3) mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Position der Gesamtheit von optischen Elementen des Objektivs parallel zu der optischen Achse des Objektivs (3) aufweist.
Objektiv nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (3) ein Gehäuse (15) umfasst, wobei das mindestens eine optische Element im Gehäuse (15) angeordnet ist, wobei das Objektiv (3) mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Position des Gehäuses (15) parallel zu der optischen Achse des Objektivs (3) aufweist.
Objektiv nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Veränderung der Position mindestens einen Piezoaktor (12), einen elektromagnetischen Aktor, einen elektromechanischen Aktor, einen kapazitiven Aktor oder einen Ultraschallmotor umfasst.
Objektiv nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennpunktposition derart veränderbar ist, dass ein zweidimensionales Abbild mit einer vorbestimmten Zeilenfrequenz und einer vorbestimmten Vertikalfrequenz erzeugbar ist, wobei verschiedene Zeilen des zweidimensionalen Abbildes an verschiedenen Brennpunktpositionen erzeugt werden.
Objektiv nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (3) als Aufsatz ausgebildet ist.
Abbildungssystem, wobei das Abbildungssystem (1) eine konfokale Mikroskopieeinrichtung (2) und ein Objektiv (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
Abbildungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Mikroskopieeinrichtung (2) erzeugter Abtaststrahl entlang einer ersten Raumrichtung bewegbar ist, wobei die erste Raumrichtung von der Raumrichtung der optischen Achse des Objektivs (3) verschieden ist.
Abbildungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Mikroskopieeinrichtung (2) erzeugter Abtaststrahl entlang einer zweiten Raumrichtung (y) bewegbar ist, wobei die zweite Raumrichtung (y) von der ersten Raumrichtung und von der Raumrichtung der optischen Achse des Objektivs (3) verschieden ist.
Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbildungssystem mindestens einen akustooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten und/oder der zweiten Raumrichtung und/oder mindestens einen elektrooptischen Modulator zur Bewegung des Abtaststrahls entlang der ersten und/oder der zweiten Raumrichtung umfasst.
Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtaststrahl gepulst erzeugbar ist.
Verfahren zum Betrieb eines Objektivs (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennpunktposition des Objektivs (3) verändert wird.
Verfahren zum Betrieb eines Abbildungssystems (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennpunktposition des Objektivs (3) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein von der Mikroskopieeinrichtung (2) erzeugter Abtaststrahl entlang einer ersten Raumrichtung bewegt wird, wobei die erste Raumrichtung von der Raumrichtung der optischen Achse des Objekts (3) verschieden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wellenlänge des Abtaststrahls verändert wird.