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A device for three-dimensional optical examination of an object with illumination by a perforated plate

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Publication number
DE19921374C2
DE19921374C2 DE1999121374 DE19921374A DE19921374C2 DE 19921374 C2 DE19921374 C2 DE 19921374C2 DE 1999121374 DE1999121374 DE 1999121374 DE 19921374 A DE19921374 A DE 19921374A DE 19921374 C2 DE19921374 C2 DE 19921374C2
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Rudolf Groskopf
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Rudolf Groskopf
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    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
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    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0036Scanning details, e.g. scanning stages
    • G02B21/004Scanning details, e.g. scanning stages fixed arrays, e.g. switchable aperture arrays

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikroskopvorrichtung zur dreidimensionalen Untersuchung eines Objektes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The present invention relates to a microscope apparatus for three-dimensional examination of an object according to the preamble of claim 1.

In der confocalen Mikroskopie wird das Objekt in an sich bekannter Weise durch eine Lochblende beleuchtet und der beleuchtete Punkt wird mit einem Strahlungsempfänger beobachtet, dessen lichtempfindliche Fläche ebenso klein ist wie der beleuchtete Punkt (Minsky, M., US Patent 3 013 467 und Minsky, M., Memoir on inventing the confocal scanning microscope, Scanning 10 , p. 128-138). In confocal microscopy, the object is illuminated in a known manner through a pinhole and the illuminated point is observed with a radiation receiver, whose photosensitive surface is as small as the illuminated spot (Minsky, M., US Patent 3,013,467 and Minsky, M., Memoir on inventing the confocal scanning microscope, scanning 10, p. 128-138). Confocale Mikroskopie hat gegenüber konventioneller den Vorteil, daß sie Tiefenauflösung (Messung in z- Koordinate) liefert und daß wenig Streulicht bei der Bildaufnahme entsteht. Confocal microscopy has over conventional the advantage that it provides depth resolution (measurement in the z-coordinate) and that little light scattering occurs in the image recording. Nur die im Focus befindliche Ebene des Objektes wird hell beleuchtet. Only the plane located in the focus of the object is illuminated brightly. Objektebenen oberhalb und unterhalb der Focusebene erhalten deutlich weniger Licht. Object planes above and below the focal plane to receive significantly less light. Das Bild wird durch einen Scannvorgang aufgebaut. The image is built up by a scanning process. Es können einer oder mehrere Punkte gleichzeitig beleuchtet und beobachtet werden. There may be one or several points simultaneously illuminated and observed.

Drei Methoden für den Scannvorgang sind bekannt: Spiegelscannen, Nipkowscheibe und electronisches Scannen mit Matrixempfänger. Three methods for scanning are known: mirror scanning, Nipkow and electro African scanning matrix receiver. Weitere Einzelheiten zum Stand der Technik beim Scannen mit Spiegel und mit Nipkowscheibe finden sich im Handbook of Biological Confocal Microscopy, Plenum Press, New York, London (Hrsg. James B. Pawley). Further details on the state of the art scanning with mirror and with Nipkow disk can be found in Handbook of Biological Confocal Microscopy, Plenum Press, New York, London (ed. James B. Pawley).

Ein confocales Bildaufnahmesystem mit confocaler Beleuchtung durch eine Lochplatte und electronischem Scannen durch Matrixempfänger wurde erstmals in DE 40 35 799 A1 vorgeschlagen. A confocales imaging system with confocaler illumination through a perforated plate and electronischem scanning through matrix receiver was first proposed in DE 40 35 799 A1. Dabei kommt ein Matrixempfänger zum Einsatz, dessen Pixel nur auf einem Teil (z. B. 30%) der dem Pixel zugeordneten Fläche lichtempfindlich sind und auf der Beleuchtungsseite wird typischerweise eine Lochplatte eingesetzt, die ebenso viele Löcher hat wie der Bildsensor lichtempfindliche Pixel. Here, a matrix receiver is used, whose pixels on only a portion (eg., 30%) assigned to the pixel area are sensitive to light and on the illumination side a perforated plate is typically used, which has as many holes as the image sensor photosensitive pixels. Die Tiefeninformation ergibt sich durch Aufnahme mehrerer Bilder aus verschiedenen Focusebenen und Auswertung des Helligkeitsmaximums individuell für die verschiedenen Pixel im Computer. The depth information is obtained by taking multiple images from different focus levels and evaluation of the brightness maximum specific to different pixels in the computer.

In der Druckschrift DE 196 48 316 C1 wird eine Anordnung geschildert, bei der typischerweise zugeordnet zu je vier Empfängerpixeln ein Beleuchtungsloch auf der Lochplatte und unmittelbar vor dem Matrixempfänger ein Prismenarray vorgesehen ist. In the publication DE 196 48 316 C1 an arrangement is described, is provided in the typically assigned to four pixels per recipient an illumination hole on the perforated plate and immediately before the receiver array, a prism array. Das Prismenarray wirkt als strahlformendes Element, mit dem das Licht eines jeden Beleuchtungspunktes so aufgespalten wird, daß sich außerhalb des Focus zwei halbmondförmige Bilder ergeben. The prism array acts as a beam shaping element by which the light of each illumination spot is split so that arise outside the Focus two crescent-shaped images. In der Druckschrift DE 196 51 667 A1 ist eine Anordnung beschrieben, bei der ebenfalls typischerweise je vier Empfängerpixeln ein Beleuchtungsloch auf der Lochplatte zugeordnet ist und die unmittelbar vor dem Empfängerarray ein Array anamorphotischer Linsen enthält. In the publication DE 196 51 667 A1 describes an arrangement in which receiver also typically four pixels, an illumination hole is assigned to the orifice plate and contains an array of anamorphic lenses immediately before the receiver array. Jedem Beleuchtungsloch ist eine Linse zugeordnet. Each illumination hole is associated with a lens. Die anamorphotischen Linsen wirken hier ebenfalls als strahlformende Elemente, so daß sich im Focus ein kreisförmiges und außerhalb ein ovales Bild des Beleuchtungspunktes ergibt. The anamorphic lenses also act here as beam-forming elements so that a circular in Focus and gives off an oval picture of the lighting point. Bei den beiden letztgenannten Anordnungen wird die Tiefeninformation durch Auswertung der Differenz der Lichtsignale benachbarter Pixel gewonnen. In the latter two configurations, the depth information is obtained by evaluating the difference of the light signals of adjacent pixels.

Die Anordnungen nach DE 40 35 799 A1, DE 196 48 316 C1, und DE 196 51 667 A1 haben unter anderem den Vorteil, daß sehr viele Tiefenmeßpunkte gleichzeitig aufgenommen werden können und sie haben den Nachteil, daß zwischen den Beleuchtungspunkten kleine Teilflächen (Lücken) der Probe nicht ohne weiteres erfaßt werden können. The arrangements according to DE 40 35 799 A1, DE 196 48 316 C1, and DE 196 51 667 A1 have inter alia the advantage that very many Tiefenmeßpunkte can be recorded simultaneously and they have the disadvantage that small sub-areas between the illumination points (gaps) the sample can not be detected readily. In DE 40 35 799 A1 ist deshalb vorgeschlagen worden, mit optischen Mitteln das Beleuchtungspunktraster auf der Probe um kleine Wege zu verschieben oder die Probe um kleine Wege zu verschieben. In DE 40 35 799 A1 has therefore been proposed to move with optical means, the illumination point raster on the sample to small paths or to move the sample to small paths. Beide Vorgehensweisen haben den Nachteil, daß sie aufwendig und justierempfindlich sind. Each method has the disadvantage that they are complicated and sensitive to adjustment.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, um computergesteuert das Meßpunktraster auf der Probe so zu verschieben, daß auch die Lücken zwischen den Beleuchtungspixeln erfaßt werden können. It is therefore an object of the present invention to provide an arrangement to move the computer controlled Meßpunktraster on the sample so that the gaps between the light pixels can be detected.

Erfindungsgemäß geschieht das, indem Lochplatte, Strahlungsteiler, Empfängerarray und - soweit vorhanden - auch das strahlformende Element in einer kompakten Baugruppe zusammengefaßt werden, die durch feinmechanische Stellelemente verschoben wird. According to the invention happens by perforated plate, beam splitter, receiver array, and - if present - also the beam-shaping element in a compact assembly are combined, which is shifted by precision mechanical actuating elements. Das hat auch den Vorteil, daß unabhängig von dem gewählten Vergrößerungsmaßstab der Abbildungsoptik immer die gleichen Scannwege zur Abtastung der Lücken zurückzulegen sind. This also has the advantage that always the same scan paths have to be covered for scanning the gaps regardless of the selected magnification of the imaging optics.

Mit DE 196 40 421 A1 ist bereits ein monolithisch ausgebildeter Strahlteilerwürfel mit genau einem Sensor- und einem Empfängerelement sowie einem strahlformenden Element bekannt geworden, die jedoch der bidirektionalen optischen Datenübertragung dient. With DE 196 40 421 A1 a monolithically trained beam splitter cube with exactly one sensor and a receiver element and a beam-shaping element is already known, but used for bidirectional optical data transmission. Sie bringt für die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe keine Lösung, da Mittel zur Bildgebung fehlen. It brings no solution for the present problem underlying the invention, as means missing for imaging.

Mit DE 197 40 678 A1 ist bereits eine Anordnung mit einer als Piezoaktuator ausgebildeten Verschiebemechanik für eine Kollimatorlinse bekannt geworden, die der optischen Vermessung eines Objektes dient. With DE 197 40 678 A1 an arrangement with a piezoelectric actuator formed as a displacement mechanism for a collimator lens is already become known, which is used for optical measurement of an object. Da nur jeweils ein einziger Meßpunkt erfaßt wird und da die Anordnung interferometrisch arbeitet, ist die Messung mit dieser Anordnung zeitaufwendig. Since only a single measuring point is detected, and since the arrangement operates interferometrically, the measurement with this arrangement is time-consuming. Die Vorteile, die sich bei Anwendung eines Beleuchtungsrasters ergeben, fehlen hier. The advantages resulting from the application of a lighting grid, missing here.

Die vorliegende Erfindung bringt gegenüber dem Stande der Technik den Fortschritt, in kurzer Zeit mit einem CCD-Empfänger und einem an sich bekannten Beleuchtungsraster auch die Bereiche der Probe messen zu können, die in den Lücken zwischen den Beleuchtungspunkten liegen. The present invention brings to measure the areas of the sample in a short time with a CCD receiver and a known illumination grid which lie in the gaps between the lighting points the progress over the prior art.

Die Figuren zeigen als Beispiel mögliche praktische Ausführungen nach der Erfindung. The figures show an example possible practical embodiments of the invention.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtanordnung einer Bildaufnahmeeinrichtung nach der Erfindung Fig. 1 shows an overall arrangement of an image pickup device according to the invention

Fig. 2a und 2b zeigen eine kompakte Baugruppe mit Lochplatte, Strahlteilerwürfel, strahlformendem Element und Matrix-Strahlungsempfänger. FIGS. 2a and 2b show a compact assembly with a perforated plate, beam splitter cube, strahlformendem element and matrix radiation receiver.

Fig. 3a und Fig. 3b zeigen das Beleuchtungspunktraster und verschiedene Möglichkeiten des Scanweges, der von der kompakten Baugruppe ausgeführt wird. Fig. 3a and Fig. 3b show the illumination grid point and different ways of scanning path, which is executed by the compact assembly.

Fig. 4a zeigt den zeitlichen Ablauf der Microscanbewegung für rasches Abscannen der Lücken ohne örtliche Auflösung FIG. 4a shows the timing of the MicroScan movement for rapid scanning of the gaps without spatial resolution

Fig. 4b zeigt den zeitlichen Ablauf der Microscannbewegeung für Abscannen der Lücken mit örtlicher Auflösung. FIG. 4b shows the timing of the Microscannbewegeung for scanning the gaps with local resolution.

In Fig. 1 ist mit ( 11 ) eine Lichtquelle, z. In Fig. 1, with (11) a light source, z. B. eine Halogenlampe, bezeichnet, die mit Hilfe des Kondensors ( 11 k), evtl. über ein Filter ( 11 f) (zur Aussonderung eines ausreichend schmalen Spektralbereiches), ein Beleuchtungsraster beleuchtet, das sich in der Beleuchtungsebene ( 11 b) befindet. As a halogen lamp, referred to by means of the condenser (11 k), possibly via a filter (11 f) is illuminated (for separating a sufficiently narrow spectral range), a lighting grid that (b 11) is located in the illumination plane. Es besteht aus einer lichtundurchlässigen Schicht mit kleinen Löchern. It consists of an opaque layer with small holes. Eine derartige Schicht kann in bekannter Weise z. Such a layer may in a known manner, for. B. aus Chrom auf einer hergestellt werden. B. be manufactured in chrome on a. Die Löcher sind in der Schicht ebenso rasterförmig angeordnet wie die lichtempfindlichen Bereiche des Empfängerarrays ( 17 ). The holes are arranged in the layer as a grid pattern as the photosensitive areas of the receiver array (17). Die Löcher sind erheblich kleiner als ihr Abstand. The holes are substantially smaller than their distance. Der Abstand der Löcher bzw. Bereiche von Mitte zu Mitte wird als Rastermaß bezeichnet. The spacing of the holes or ranges from center to center is referred to as pitch.

Das Beleuchtungsraster wird durch die Linsen ( 13 o, 13 u) in die Focusebene ( 13 f) abgebildet, so daß das Objekt ( 14 ) mit rasterförmig angeordneten Lichtpunkten beleuchtet wird. The illumination grid is imaged by the lenses (13 o, 13 u) in the focal plane (13 f) so that the object (14) is illuminated with light arranged in a raster points. Bei nicht transparenten Objekten kann nur die Oberfläche ( 140 ) beleuchtet werden, während bei transparenten Objekten auch Schichten (14 s) im Inneren mit den Lichtpunkten beleuchtet werden können. In non-transparent objects, only the surface (140) can be illuminated, while for transparent objects and layers (14 s) can be illuminated on the inside with the light spots. Die vom Objekt in der Focusebene ( 13 f) reflektierten Lichtstrahlen werden von den Linsen ( 13 u, 13 o) über einen Strahlteiler ( 16 ) zum Beispiel in der Empfängerebene ( 17 b) focussiert. From the object in the focal plane (13 f) the reflected light beams from the lenses (13 u, 13 u) focussed via a beam splitter (16), for example in the receiver plane (17 b). Zwischen den Linsen ( 13 o, 13 u) ist üblicherweise eine sog. Telezentrie-Blende ( 13 t) angeordnet, welche dafür sorgt, daß der Mittenstrahl ( 13 m) parallel zur optischen Achse ( 10 ) auf das Objekt ( 14 ) trifft, so daß die Lage der Lichtpunkte auf dem Objekt sich nicht ändert, wenn das Objekt ( 14 ) in Richtung der optischen Achse ( 10 ) bewegt wird. Between the lenses (13 o, 13 u) is usually a so-called. Telecentric aperture (13 t) is arranged, which ensures that the central beam (13 m) meets parallel to the optical axis (10) onto the object (14), so that the position of the light spots on the object does not change when the object (14) is moved in the direction of the optical axis (10).

Erfindungsgemäß ist die weiter unten ausführlicher erläuterte kompakte Baugruppe über ein Stellglied ( 24 a) mit dem Tragarm ( 21 ) verbunden. According to the invention in more detail later explained compact assembly is connected via an actuator (24 a) to the support arm (21). Eine Steuerleitung ( 18 w) ermöglicht die Ansteuerung der Microscannbewegung durch den Computer ( 18 ). A control line (18 w) allows the control of the Micro scanning movement by the computer (18).

Der vorerwähnte Strahlteiler ( 16 ) ist für Auflichtanwendungen als halbdurchlässiger Spiegel ausgeführt. The above-mentioned beam splitter (16) is designed for incident light applications as semi-transparent mirror. Für Fluoreszenzanwendungen wird vorzugsweise in an sich bekannter Weise ein dichroitischer Spiegel eingesetzt. For fluorescence applications, a dichroic mirror is preferably used in a conventional manner.

Das Objekt ( 14 ) kann durch eine Verstellvorrichtung ( 15 ) in allen 3 Raumrichtungen bewegt werden, so daß verschiedene Schichten ( 14 s) und verschiedene Bereiche des Objektes ( 14 ) abgescannt werden können. The object (14) can be moved by an adjusting device (15) in all 3 directions in space, so that different layers (s 14) may be scanned and various regions of the object (14).

Die Signale des Empfängerarrays ( 17 ) werden über die Verbindungsleitung ( 17 v) in einen Computer ( 18 ) übertragen, der in bekannter Weise die Auswertung übernimmt und auf einem Bildschirm ( 18 b) die Ergebnisse der Auswertung z. The signals of the receiver array (17) (17 v) is transmitted via the connecting line in a computer (18), which takes over in a known manner and the evaluation on a screen (18 b) the results of the evaluation of z. B. in Form von graphischen Darstellungen oder Bildern wiedergibt. Example in the form of graphs or images reproduces. Der Computer ( 18 ) kann auch über die Verbindungsleitung ( 18 v) die Verschiebung der Focusebene ( 13 f) im Objekt und das Scannen in x- und y- Richtung steuern. The computer (18) also via the connecting line (18 v) the displacement of the focal plane (13 f) in the object and controlling the scanning in x and y directions. Diese Steuerung kann im Computer als festes Programm vorliegen oder abhängig von den Ergebnissen der Auswertung erfolgen. This control may be or the computer as a fixed program carried out depending on the results of the evaluation.

In Fig. 2a und 2b ist die kompakte Baugruppe aus Beleuchtungsraster ( 12 l, 12 s), strahlformendem Element( 70 ), Teilerspiegel ( 16 ) und Empfängerarray ( 17 ) in einem größeren Maßstab und in zwei verschiedenen Ansichten dargestellt. In Fig. 2a and 2b, the compact assembly is made of illumination grid (12 l, s 12), strahlformendem element (70), beam splitter (16) and detector array (17) shown on a larger scale and in two different views. Der Strahlteilerwürfel ( 20 ) ist auf einer Seite mit dem Beleuchtungsraster ( 12 l, 12 s) versehen. The beam splitter cube (20) is on one side with the illumination grid (12 l, 12 s) provided. Auf der anderen trägt er in diesem Beispiel strahlformende Elemente ( 70 ) und den Strahlungsempfänger ( 17 ). On the other it carries, in this example beam-shaping elements (70) and the radiation receiver (17). Als strahlformende Elemente können, wie in DE 196 48 316 C1 vorgesehen, Prismenpaare oder, wie in DE 196 51 667 A1 vorgesehen, anamorphotische Linsen Verwendung finden. As a beam-shaping elements can as provided in DE 196 48 316 C1, prism pairs or as provided in DE 196 51 667 A1, find anamorphic lens use.

Mit ( 16 ) ist die Strahlteilerschicht bezeichnet. With (16) the beam splitter layer is designated. Erfindungsgemäß ist die kompakte Baugruppe über ein Stellglied ( 24 a), den Tragarm ( 21 ) und das Stellglied ( 24 b) mit dem Widerlager (= feststehende Fläche) ( 25 ) verbunden. According to the invention is the compact module via an actuator (24 a), the support arm (21) and the actuator (24 b) with the abutment (= fixed surface) (25). Wie bei Erläuterung von Fig. 1 schon erwähnt, werden die Stellglieder vom Rechner angesteuert, um erfindungsgemäß die Microscannbewegung auszuführen. As mentioned in Description of Fig. 1, the actuators are controlled by the computer to perform according to the invention the MicroScan movement.

Das strahlformende Element muß nicht in jedem Falle vorhanden sein. The beam-shaping element may not be present in every case. Zum Beispiel ist in DE 40 35 799 A1 ist eine Anordnung geschildert, die keiner strahlformenden Elemente bedarf. For example, in DE 40 35 799 A1 is described an arrangement that requires no beam-forming elements. Dort wird die Tiefenauflösung durch Einsatz eines Matrixempfängers erreicht, dessen Pixel nur auf einem Teil ihrer Fläche lichtempfindlich sind. There, the depth resolution is achieved by use of a matrix receiver whose pixels are sensitive to light only on a part of its surface.

Fig. 3a zeigt die Beleuchtungspunkte ( 121 ) in der Probenebene und als Beispiel einen mäanderförmigen Weg ( 23 a), den sie in der Probenebene in einer xy-Scannbewegung zurücklegen. Fig. 3a shows the illumination points (121) in the sample plane, and as an example of a meandering path (23 a), which they cover in the sample plane in an XY scanning movement. Erfindungsgemäß werden auf diese Weise die Lücken, die sich zwischen den Beleuchtungspunkten befinden, ebenfalls in Bildinformation umgesetzt, die vom Computer ( 18 ) ausgewertet werden kann. According to the invention in this way the gaps which are located between the illumination points are also converted to image information from the computer (18) can be evaluated.

Fig. 3b gibt eine spiralförmige Bewegung wieder. FIG. 3b gives a spiral motion. Mit ( 23 b) ist eine Bewegung gekennzeichnet, die kontinuierlich erfolgt. With (23 b) is a movement in the continuously. Der gleiche Scanweg kann, wie in ( 23 c) wiedergegeben, als Aufeinanderfolge von Bewegungsschritten zurückgelegt werden, so daß die Beleuchtungspunkte nacheinander schrittweise die Positionen 0, 1, 2, . The same scanning path, as shown in (23 c) are completed as a succession of movement steps, so that the illumination points successively stepwise positions 0, 1, 2,. . , ., 23, 24, 0 und so fort annehmen. ., 23, 24, 0, and so take on.

Fig. 4a zeigt den zeitlichen Ablauf von Bildaufnahme, Bewegung der kompakten Baugruppe und Auslesen des Bildes aus dem Matrixsensor für den Fall, daß zur integralen Aufnahme der den Beleuchtungspunkten zugeordneten Probenteilflächen die Microscanbewegung während der Aufnahme eines Bildes (TV-Frame) erfolgt. FIG. 4a shows the timing of image pickup, movement of the compact assembly, and reading out the image from the array sensor in the case that the integral recording of the illumination points associated sample partial areas takes place Microscan movement while taking a picture (TV frame). Mit 1 sind die Zeitphasen der Bildaufnahme gekennzeichnet, in denen auf dem Strahlungsempfänger eingestrahltes Licht in Ladungsträger umgesetzt wird. 1 with the time phases of the image pick-up are presented, in which irradiated on the radiation receiver light converted into charge carriers. In den Pausen zwischen den Bildaufnahmen findet das Auslesen 2 der Ladungen der einzelnen Pixel aus dem Strahlungsempfängerarray statt. In the intervals between image captures the reading of two of the charges of the individual pixels will be held from the radiation detector array. Erfindungsgemäß wird während der Bildaufnahme in diesem Falle die kompakte Baugruppe in einer Mäander- oder in einer Spiralbewegung so geführt, daß die im Raster bestehenden Lücken auf der Probenoberfläche abgetastet werden. According to the invention, the compact assembly is guided in a meander or a spiral movement so that the existing gaps in the grid on the sample surface are scanned during image capture in this case. Dies ist in 3 wiedergegeben. This is reflected in the third So wird ein integrales Signal über die entsprechenden Teilflächen der Probe gewonnen. Thus, an integral signal over the corresponding partial areas of the sample is obtained. Sofort nach Aufnahme eines Bildes kann der nächste Schritt in z-Richtung mit dem Antrieb 15 ( Fig. 1) durchgeführt werden. Immediately after taking a picture, the next step in the z-direction can 15 (Fig. 1) with the drive are performed.

Fig. 4b zeigt den zeitlichen Ablauf von Bildaufnahme, Bewegung der kompakten Baugruppe und Auslesen des Bildes aus dem Matrixsensor für den Fall, daß zur ortsaufgelösten Aufnahme der den Beleuchtungspunkten zugeordneten Probenteilflächen die Microscanbewegung zwischen zwei aufeinanderfolgenden TV- Frames nur einen Schritt vollführt. FIG. 4b shows the timing of image pickup, movement of the compact assembly, and reading out the image from the array sensor in the case that for the spatially resolved recording of the illumination points associated sample faces the MicroScan movement between two successive TV frames performs just one step. Mit 1 sind die Zeitphasen der Bildaufnahme gekennzeichnet, in denen auf den Strahlungsempfänger eingestrahltes Licht in Ladungsträger umgesetzt wird. 1 with the time phases of the image pick-up are presented, in which irradiated on the radiation receiver light converted into charge carriers. In den Pausen zwischen den Bildaufnahmen findet das Auslesen 2 der Ladungen der einzelnen Pixel aus dem Strahlungsempfängerarray statt. In the intervals between image captures the reading of two of the charges of the individual pixels will be held from the radiation detector array. Während der Bildaufnahme steht in diesem Falle die kompakte Baugruppe still, so daß in diesem Falle je ausgelesenem Bild nur ein kleiner Teil der Probenoberfläche aufgenommen wird. During the image recording, the compact assembly is stationary in this case, so that only a small part of the sample surface is included in this case, depending ausgelesenem image. Nach der Aufnahme eines Bildes wird die kompakte Baugruppe um einen Schritt bewegt, z. After taking a picture, the compact assembly is moved by one step, eg. B. von 0 nach 1. Nach der Aufnahme des nächsten Bildes dann von 1 nach 2 und so fort, bis - wenn erwünscht - alle Positionen von 0 bis 24 (siehe 23c in Fig. 3b) eingenommen worden sind. Then from 1 to 2, and so on B. from 0 to 1. After the recording of the next picture to - have been all positions from 0 to 24 (see in Fig 3b 23c.) Taken - if desired. Dies ist in 3 wiedergegeben. This is reflected in the third Erst nach 25 Bildern wird bei diesem Beispiel hochauflösender 3D-Bilderfassung der nächste Schritt in z-Richtung mit dem Antrieb ( 15 ) erfolgen. Only after 25 frames of high resolution 3D image capture, the next step in the z direction with the drive (15) is carried out in this example.

Claims (5)

1. Mikroskopvorrichtung zur dreidimensionalen Untersuchung eines Objektes, 1. A microscope apparatus for three-dimensional examination of an object,
  • - mit einem in einer Beleuchtungsebene ( 11 b) angebrachten Beleuchtungsraster ( 12 l, 12 s) mit einem vorgegebenen Rastermaß, das über ein oder mehrere optische Elemente ( 13 o, 13 u) in die Focusebene am Ort des zu vermessenden Objektes ( 14 ) abgebildet wird und dort eine Vielzahl von Leuchtpunkten erzeugt - attached with an in an illumination plane (11 b) illumination grid (12 l, 12 s) with a predetermined pitch, which via one or more optical elements (13 o, 13 u) in the focus plane at the location of the object to be measured (14) is mapped and generates a plurality of light emitting points
  • - und mit einem Empfängerarray ( 17 ) mit voneinander getrennten lichtempfindlichen Bereichen in der Beobachtungsebene, welches das am oder im Objekt ( 14 ) reflektierte oder durch Fluoreszenz erzeugte und von den optischen Elementen ( 13 o, 13 u) übertragene Licht in Form von diskreten Bildern registriert, - and with a receiver array (17) with separate photosensitive areas in the observation plane, which reflected the on or in the object (14) or generated by fluorescence and from the optical elements (13 o, 13 u) of light transmitted in the form of discrete images registered,
dadurch gekennzeichnet , characterized in
  • - daß das Beleuchtungsraster ( 12 l, 12 s), das Empfängerarray ( 17 ) und ein zugehöriger Strahlteilerspiegel ( 16 ) als eine kompakte, monolithische Baugruppe ausgeführt ist, die vorzugsweise auch ein strahlformendes Element ( 70 ) aufweist - in that the illumination grid (12 l, 12 s), the receiver array (17) and an associated beam splitter mirror (16) is designed as a compact, monolithic assembly, which preferably has a beam shaping element (70)
  • - und daß diese Baugruppe vermittels Stellgliedern ( 24 a, 24 b) um Bruchteile des Abstandes zweier benachbarter Leuchtpunkte verschiebbar ist und dabei eine Mikroscanbewegung der Leuchtpunkte gewährleistet. - and in that this assembly by means of actuators (24 a, 24 b) is displaceable by fractions of the distance between two adjacent light-emitting points and thereby ensures a micro-scanning movement of the light emitting points.
2. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder ( 24 a, 24 b) als Piezoaktuatoren ausgebildet sind. 2. A microscope apparatus according to claim 1, characterized in that the actuators (24 a, 24 b) are formed as piezo actuators.
3. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroscanbewegung der Leuchtpunkte während der Registrierung ein und desselben Bildes erfolgt, wobei Probenbereiche integral erfaßt werden. 3. A microscope apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the micro-scanning movement of the light spots during registration of one and the same image is carried out, said sample regions are detected integrally.
4. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroscanbewegung der Leuchtpunkte außerhalb der Registrierung eines Bildes zwischen der Aufnahme zweier aufeinanderfolgender Bilder erfolgt, wobei Probenbereiche ortsaufgelöst erfaßt werden. 4. A microscope apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the micro-scanning movement of the light points are outside an image, between the recording of two successive images registration, are detected wherein sample zones spatially resolved.
5. Mikroskopvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale durch die Stellglieder ( 24 a, 24 b) erzeugbare Verstellbewegung mindestens so groß ist wie der Abstand der Leuchtpunkte. 5. A microscope apparatus according to claim 1, characterized in that the maximum by the actuators (24 a, 24 b) can be generated adjusting movement is at least as large as the distance between the luminous dots.
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