DE19930816A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenselektion von Mikroskopbildern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenselektion von MikroskopbildernInfo
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Abstract
Verfahren zur Ermittlung einer Oberflächeninformation mittels einer aufprojizierten Struktur mit periodisch veränderlichem Helligkeitsverlauf, die um jeweils 1/n, n = ganzzahlig, größer 2, der Gitterkonstante verschoben wird und das Projektionsbild mittels einer CCD-Kamera erfaßt wird, DOLLAR A und für jeden Bildpunkt Informationen ermittelt werden, die die Hellfeldintensität multipliziert mit der jeweiligen Gitterphase darstellen, aus diesen Bildern die sinus- und cosinus-Anteil extrahiert werden und daraus DOLLAR F1 gebildet werden und aus I. und II. der Modulationsgrad m berechnet und zur Darstellung verwendet wird, mit DOLLAR F2 sowie DOLLAR A Anordnung zur Änderung der Projektionsrichtung, eines über mindestens einen keilförmigen, um die optische Achse drehbaren Prismenkörper und eine zur optischen Achse verkippbaren Planplatte auf eine Oberfläche projizierten Gitters, wobei die Ansteuerung der Kippbewegung der Planplatte so mit der Drehbewegung des Primenkörpers gekoppelt ist, daß nach mindestens drei Kippschritten eine Änderung der Orientierung des Prismenkörpers erfolgt.
Description
Es ist bekannt, mittels strukturierter Beleuchtung sowohl Tiefenmessungen in
Mikroskopbildern durchzuführen als auch außerhalb der Fokusebene liegende Bildteile zu
unterdrücken (AXIOMAP von ZEISS, WO 97/06509, WO 98/45745).
In US 5493400 (DE 93 08 486 U) wird eine schräge Gitterprojektion mittels keilförmiger
Glaskörper mit wechselbarer Orientierung erzeugt.
Die Grundlage dieser Verfahren sind aus der Interferenzmikroskopie abgeleitete
Verfahren, bei denen in die Objektebene projizierte periodische Strukturen in
Interferenzmuster umgedeutet und die damit möglichen Auswertungen durchgeführt
werden.
Dazu werden Gitter in die Objektebenen abgebildet und um ganzzahlige Bruchteile der
Gitterkonstante entweder kontinuierlich über eine bestimmte Zeit (Phaseshift-Verfahren)
oder schrittweise (Phase-Step-Verfahren) verschoben. In jedem Zeitintervall bzw. von jeder
Stellung des Gitters wird mittels einer pixelsynchronen CCD-Kamera ein Bild eingezogen
und die Bilder miteinander verrechnet.
Am einfachsten sind die Verhältnisse zu überschauen, wenn ein Gitter mit cos2- bzw. sin2-
förmiger Intensitätsvariation in Richtung der Gitterperiodizität, z. B. in x-Richtung drei mal
um jeweils ¼ der Gitterkonstante verschoben wird.
(Prinzipiell funktioniert das Verfahren bei Verschiebungen mit jedem ganzzahligen Bruchteil < 1/2 der Gitterkonstante.)
(Prinzipiell funktioniert das Verfahren bei Verschiebungen mit jedem ganzzahligen Bruchteil < 1/2 der Gitterkonstante.)
Dabei wird das Bild der Ausgangslage als Bild mit sin-förmiger Intensitätsmodulation
senkrecht zur Richtung der Gitterstriche (sin x), das nächste als cos x, das folgende als -sin x
und das letzte als -cos x gedeutet.
Damit liegen für jeden Bildpunkt Informationen vor, die die Hellfeldintensität multipliziert
mit der jeweiligen Gitterphase darstellen. Aus diesen Ausgangsdaten können eine Reihe
weiterer interessierender Informationen abgeleitet werden.
Die 4 Bilder können beschrieben werden als:
1. Ixy1 = 0.5 Iobxy.(1 + m.sin x)
2. Ixy2 = 0.5 Iobxy.(1 + m.cos x)
3. Ixy3 = 0.5 Iobxy.(1 - m.sin x)
4. Ixy4 = 0.5 Iobxy.(1 - m.cos x)
Dabei ist Iobxy die von der Objektstelle x, y zur Abbildung beitragende Intensität
(Reflektivität, Transmission, Fluoreszenz), m der Modulationsgrad der Gitterabbildung.
Subtrahiert man 3 von 1, bzw. 4 von 2, dann erhält man:
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x
Bei dieser Prozedur verschwinden die Gleichanteile.
Addiert man umgekehrt 3. zu 1. bzw. 4. zu 2., so verschwindet in beiden Fällen die
Modulation des Bildinhaltes mit den Winkelfunktionen. Man erhält die Hellfeldbilder A1
bzw. A2:
A1: Ixy = Ixy3 + Ixy1 = Iobxy
d. h., in diesen 4 Teilbildern sind 2 vollständige Hellfeldbilder enthalten.
Die Modulation m mit den Winkelfunktionen hat diesen Bildern Informationen über den
Abstand zur exakten Fokusebene aufgeprägt.
In Abhängigkeit von der verwendeten Gitterkonstante, der Objektivapertur, der
Wellenlänge und dem Abstand von der Fokusebene ändert sich der Modulationsgrad m
der Gitterabbildung.
Bei Verwendung eines Objektives, einer Lichtquelle und eines Gitters bleiben die ersten
Einflußfaktoren konstant, d. h. der Modulationsgrad ist bei gegebener Anordnung eine
Funktion der Fokussierung.
Dieser Modulationsgrad multipliziert mit der Hellfeldinformation kann aus I. und II. mit
Hilfe des trigonometrischen Pythagoras durch einzelnes Quadrieren und anschließendes
addieren berechnet werden:
Stellt man m allein als Funktion des Ortes dar, so erhält man ein "Abstandsbild" der
Bildpunkte von der optimalen Fokusebene. Läßt man die Division durch das Hellfeldbild
weg, so erhält man eine Information, die der nahezu Identisch ist, die in Konfokal-
Mikroskopen erhalten werden kann. Die Objekteigenschaften werden mit zunehmendem
Abstand von der Objektebene mit immer geringerer Intensität dargestellt, d. h. es wird
eine bestimmte Schicht des Objektes dargestellt.
Da der Modulationsgrad m ≦ 1 ist, kann die Tiefenselektivität durch Potenzieren erhöht
werden.
Es ist durch Auswahl der Grenzen, d. h. das Setzen von Schwellwerten für die
Darstellung, möglich, eine mehr oder weniger dicke Schicht in einem synthetischen Bild
allein darzustellen, indem durch die Schwellwerte alles von der Darstellung
ausgeschlossen wird, was vom Fokus entfernt liegt.
Begrenzt wird diese Möglichkeit durch das Signal-Rausch-Verhältnis, den Schrittfehlern
bei der Gitterverschiebung, den Unlinearitäten bei der Detektion und der Zahl der
Stützstellen, mit denen das aufmodulierte Gitter durch die im allgemeinen benutzte CCD-
Kamera dargestellt wird.
Prinzipiell können aus den bisher beschriebenen Teilbildern folgende Informationen vom
Objekt gewonnen werden:
- 1. vollständige Hellfeldbilder ohne aufmodulierte Gitterstruktur (A1, A2)
- 2. "Abstandsinformationen" von Objektbereichen vom exakten Fokus (ohne Richtung) (m)
- 3. Hellfeldinformationen vom Objekt, die mit zunehmendem Abstand vom Fokus dunkler werden (Confokalbilder) (A.m)
- 4. Bilder, bei denen nur eine dünne Schicht um den Fokus als vollständiges Hellfeldbild dargestellt wird (A bei m < Grenzwert)
- 5. Durch Potenzieren von m einen wählbar kleineren Bereich um den Fokus herum.
Bei zentraler Beleuchtung enthalten die Bilder keine Informationen, ob sich ein aus
serhalb der Fokusebene liegender Bildpunkt extra- oder intrafokal befindet.
Durch schiefe Gitterprojektion ist es aber vorteilhaft möglich, diese Information zu
gewinnen.
In Abhängigkeit von der Objekthöhe sind die Gitterstriche in Richtung der Inzidenz der
Beleuchtung mehr oder weniger verschoben.
Aus obenstehenden Gleichungen I. und II. kann dann durch Division analog zu
interferenzmikroskopischen Untersuchungen pixelweise eine Phaseninformation ϕxy
gewonnen werden:
Dabei verschwinden der Modulationsgrad und die Objektintensität.
(Damit kann entschieden (was heißt das - welcher Vorgang läuft ab?) werden, ob das jeweilige Pixel ober- oder unterhalb der Fokusebene liegt.
(Damit kann entschieden (was heißt das - welcher Vorgang läuft ab?) werden, ob das jeweilige Pixel ober- oder unterhalb der Fokusebene liegt.
Durch das Vorzeichen von ϕ kann entschieden werden, ob das jeweilige Pixel ober- oder
unterhalb der Fokusebene liegt. Dabei hängt es von den gerätetechnischen
Gegebebheiten und verfahrensmäßigen Vereinbarungen ab, ob ein positives Vorzeichen
ober- oder unterhalb und umgekehrt bedeutet.
Erfahrungsgemäß zeigen Rekonstruktionsalgorithmen für das Oberflächenprofil
besonders bei stark strukturierten Objekten Fehler oder versagen gänzlich, wenn Bereiche
mit geringer bzw. ohne Modulation vorhanden sind.
Dem letztgenannten Umstand kann man begegnen, indem man jeweils 4 Bilder für
Beleuchtung mit entgegengesetzter Inzidenz gewinnt.
Projektionsabhängige Verzerrungen werden durch Addition der synthetischen Bilder
kompensiert.
Es wird nicht die Phase selbst, sondern die gegenseitige Lage der Gitterstriche durch
Vergleich ihrer Lage im ersten "Bilderquartett" gegenüber ihrer Lage im zweiten ermittelt.
Dabei ist es vorteilhaft, zusätzlich den Modulationsgrad mit zu bestimmen und solche
Bereiche, deren Modulation unterhalb einer bestimmten Schwelle liegt, auf
mathematischem Weg von der Darstellung auszuschließen.
Sind die Striche des Gitters in Bild A1 gegenüber Bild A2 in eine bestimmte Richtung
verschoben, so bedeutet das auch eine aus den anordnungsbedingten Verhältnissen
bedingte Richtung der Defokussierung.
Diese Verfahrensweise gestattet - im Gegensatz zu den bekannten Algorithmen - auch die
Untersuchung extrem strukturierter und/oder in der Tiefe ausgedehnter Objekte und in
Verbindung mit den im Mikroskop sowieso vorhandenen Feintrieb durch Gewinnung von
Bildern des Objektes aus verschiedenen Ebenen die 3-dimensionale Rekonstruktion
solcher Objekte.
Die Verwendung von schiefer Beleuchtung hat für die Tiefenselektivität und die laterale
Auflösung des Bildes weitere Vorteile.
Die schiefe Gitterprojektion hat bei regulär reflektierenden Oberflächen mit geneigten
Flächen einen weiteren Vorteil.
Durch die Reflektion wird die zurückkehrende Information um den doppelten
Neigungswinkel der Flächenelemente zurückgeworfen. Das führt auch bei Verwendung
von Objektiven mit höchsten Aperturen zu einer Begrenzung des untersuchbaren
Neigungsbereiches auf ≦ 36°. Durch schiefe Projektion kann der nutzbare
Neigungsbereich bei den vorgenannten Verfahren, die nicht zwischen intra- und
extrefokaler Lage der Objekteinzelheiten unterscheiden, um den von 90° verschiedenen
Projektionswinkel erweitert werden.
Im AXIOMAP war ein Schieber mit einem Gitter mit cos2-förmiger Intensitätsvariation in
die Leuchtfeldblendenebene einschiebbar. Das Gitter wurde mit einem Schrittmotor
verschoben.
Zwischen Gitter und Aperturblende war ein umschaltbarer Träger mit zwei gleichen
Keilen, aber entgegengesetzter Orientierung angebracht. Damit konnte die Neigung der
Beleuchtung verändert werden.
Nachteilig an dieser Vorrichtung war die große Umschaltzeit von einem zu einem anderen
Zustand. Es bestand auch ohne Ausbau der Zusatzeinrichtung keine Möglichkeit zur
zentralen Beleuchtung.
Diese Nachteile sollen mit der neuen Vorrichtung vermieden werden.
In einem in die Leuchtfeldblendenebene eines nicht dargestellten Mikroskopes
einsetzbaren nicht dargestellten Schieber befindet sich fest eingebaut ein Gitter G mit
vorzugsweise cos2-förmigem Helligkeitsverlauf.
Die Gitterkonstante ist wegen eines guten Kompromisses einer guten Rekonstruierbarkeit
des Intensitätsverlaufes im Signal und einer hohen Tiefenselektivität so abgestimmt, daß
eine Gitterperiode auf ca. 8-12 Pixel einer CCD-Kamera fällt. (Unter diesen Bedingungen
wird die Modulationstiefe mit Sicherheit mit 95% des tatsächlichen Wertes
wiedergegeben.)
Zwischen Gitter und nicht dargestellter Kollimatorlinse des Illuminators ist in Fig. 1a ein
Planplattenmikrometer PM angeordnet, das durch einen Scanner S (z. B.
Galvanometerscanner) angetrieben stufenweise um eine Drehachse A verkippt wird.
Der Scanner wird so angesteuert, daß durch Verkippen der Planplatte 3-4 jeweils um ¼
der Gitterkonstante verschobene Einstellungen des Gitters in der Objektebene zustande
kommen. Dabei ist der Scannbereich des Scanners nur teilweise, beispielweise zu 30%
ausgenutzt.
Zwischen Gitter und nicht dargestellter Aperturblende ist ein schwacher Keil K1
(Prismenkörper) gegen zwei Anschläge drehbar angeordnet. Ein weiterer nahezu gleicher
Keil K2 ist fest zwischen Planplattenmikrometer PM und nachfolgender nicht
dargestellter Optik angeordnet. Die Wirkung beider Keile ist über die jeweiligen Keilwinkel
so abgestimmt, daß durch ihre Überlagerung beim Anliegen des Keiles K1 am ersten
Anschlag das Bild der Aperturblende in einer ersten Richtung senkrecht zu den
Gitterstrichen verschoben ist, beim Anliegen am anderen Anschlag um den gleichen
Betrag in die entgegengesetzte Richtung.
Nachdem die 3-4 Einstellungen vorgenommen wurden, bewegt sich der Scanner in die
Nähe einer Endlage und schaltet dabei mit einer Umschaltfeder den beweglichen Keil in
eine der beiden Endlagen. Dort wird er durch ein mechanisches Flipp-Flop (ähnlich
Lichtschalter) festgehalten.
Dies ist in Fig. 2 dargestellt.
Der Keil K1 ist in einer Halterung H in (zwei Richtungen verkippbar) um die opt. Achse AS
drehbar angeordnet.
Die Scannerachse A weist einen Mitnehmer M auf, der erst bei Erreichen einer Endlage
über einen oberen oder unteren Mitnehmer MO, MU auf die Halterung einwirkt und
bewirkt, daß ein Wechsel der Halterung zwischen oberem und unteren Anschlag AO, AU
erfolgt.
Fester und beweglicher Keil erzeugen eine resultierende Wirkung, die die Dezentrierung
der Aperturblende in der Objektiv-Pupille in einer Richtung senkrecht zu den
Gitterstrichen zur Folge haben, wie in Fig. 1b schematisch dargestellt. Damit wird schiefe
Beleuchtung in einer Richtung erzeugt.
In einer weiteren Phase des Verfahrens bewegt sich der Scanner in die Nähe der anderen
Endlage, so daß der bewegliche Keil gegen den anderen Anschlag geschaltet wird und
schiefe Beleuchtung mit entgegengesetzter Inzidenz entsteht.
Für die auch mögliche Auswertungen ohne schiefe Beleuchtung wird mittels einer Sperre
der bewegliche Keil in der Mittellage gehalten, so daß kein Versatz des Bildes der
Aperturblende in der Austrittspupille des Mikroskopobjektives entsteht.
Die Umschaltung der verschiedenen Einstellungen kann sehr rasch (in ca. 2-5 ms)
erfolgen. Die Genauigkeit der Bewegung erreicht ohne Schwierigkeiten die erfordeliche
Genauigkeit von ca. 1/1000 der Gitterkonstante (andernfalls entstehen im ausgewerteten
Bild unerwünschte Streifenstrukturen, meist mit 2- bzw. 4-facher Ortsfrequenz des
Gitters).
Die Erfassung der Bilddaten erfordert eine pixelsynchrone CCD-Kamera. Es genügt im
allgemeinen eine Datentiefe von 8 bit. Die Linearität von CCD-Kameras reicht im
allgemeinen nicht aus, um oberwellenfreie Bildrekonstruktionen zu erzeugen. Diesem
Mangel kann wie beim AXIOMAP durch eine luck-up-table abgeholfen werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Ermittlung einer Oberflächeninformation mittels einer aufprojizierten
Struktur mit periodisch veränderlichem Helligkeitsverlauf, die um jeweils 1/n, n =
ganzzahlig, größer 2, der Gitterkonstante verschoben wird und das Projektionsbild
mittels einer CCD-Kamera erfaßt wird,
und für jeden Bildpunkt Informationen ermittelt werden, die die Hellfeldintensität multipliziert mit der jeweiligen Gitterphase darstellen, aus diesen Bildern die sinus- und cosinus Anteile extrahiert werden und daraus
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x
gebildet werden
und aus I. und II. der Modulationsgrad m berechnet und zur Darstellung verwendet wird, mit
und für jeden Bildpunkt Informationen ermittelt werden, die die Hellfeldintensität multipliziert mit der jeweiligen Gitterphase darstellen, aus diesen Bildern die sinus- und cosinus Anteile extrahiert werden und daraus
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x
gebildet werden
und aus I. und II. der Modulationsgrad m berechnet und zur Darstellung verwendet wird, mit
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei weiterhin Hellfeldbilder A ohne aufmodulierte
Gitterstruktur gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
zur Ermittlung einer Oberflächeninformation mittels einer aufprojizierten Struktur mit periodisch veränderlichem Helligkeitsverlauf, die um jeweils ¼ der Gitterkonstante verschoben wird und das Projektionsbild mittels einer CCD-Kamera erfaßt wird,
und für jeden Bildpunkt Informationen ermittelt werden, die die Hellfeldintensität multipliziert mit der jeweiligen Gitterphase darstellen,
beschrieben als:
1. Ixy1 = 0.5 Iobxy.(1 + m.sin x)
2. Ixy2 = 0.5 Iobxy.(1 + m.cos x)
3. Ixy3 = 0.5 Iobxy.(1 - m.sin x)
4. Ixy4 = 0.5 Iobxy.(1 - m.cos x),
wobei 3 von 1 sowie 4 von 2 subtrahiert werden, so daß I, II entstehen als
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x,
und aus I. und II. der Modulationsgrad m berechnet und zur Darstellung verwendet wird, mit
zur Ermittlung einer Oberflächeninformation mittels einer aufprojizierten Struktur mit periodisch veränderlichem Helligkeitsverlauf, die um jeweils ¼ der Gitterkonstante verschoben wird und das Projektionsbild mittels einer CCD-Kamera erfaßt wird,
und für jeden Bildpunkt Informationen ermittelt werden, die die Hellfeldintensität multipliziert mit der jeweiligen Gitterphase darstellen,
beschrieben als:
1. Ixy1 = 0.5 Iobxy.(1 + m.sin x)
2. Ixy2 = 0.5 Iobxy.(1 + m.cos x)
3. Ixy3 = 0.5 Iobxy.(1 - m.sin x)
4. Ixy4 = 0.5 Iobxy.(1 - m.cos x),
wobei 3 von 1 sowie 4 von 2 subtrahiert werden, so daß I, II entstehen als
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x,
und aus I. und II. der Modulationsgrad m berechnet und zur Darstellung verwendet wird, mit
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei 3. zu 1. bzw. 4. zu 2. addiert werden, so daß
in beiden Fällen die Modulation des Bildinhaltes mit den Winkelfunktionen verschwindet
und man aus den vier Teilbildern die vollständigen Hellfeldbilder A1 bzw. A2 erhält:
A1: Ixy = Ixy3 + Ixy1 = Iobxy
A1: Ixy = Ixy3 + Ixy1 = Iobxy
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei
- 1. vollständige Hellfeldbilder ohne aufmodulierte Gitterstruktur (A1, A2) und/oder
- 2. "Abstandsinformationen" von Objektbereichen vom exakten Fokus (ohne Richtung) (m) und/oder
- 3. Hellfeldinformationen vom Objekt, die mit zunehmendem Abstand vom Fokus dunkler werden (Confokalbilder) (A.m) und/oder
- 4. Bilder, bei denen nur eine dünne Schicht um den Fokus als vollständiges Hellfeldbild dargestellt wird (A bei m < Grenzwert) und/oder
- 5. Bilder aus m mit n größer 1 potenziert
6. Verfahren zur Ermittlung einer Oberflächeninformation mittels einer aufprojizierten
Struktur mit periodisch veränderlichem Helligkeitsverlauf, die um jeweils 1/n der
Gitterkonstante verschoben wird, wobei das Projektionsbild mittels einer CCD-Kamera
erfaßt wird und die Struktur unter einem Winkel ungleich 90 Grad aufprojiziert wird,
wobei jeweils n Bilder für Beleuchtung unter entgegengesetzt etwa gleichen
Projektionswinkeln aufgenommen werden, aus diesen jeweils ein synthetischens Bild
gewonnen wird und diese Bilder separat als Stereobildpaar und /oder addiert dargestellt
werden.
7. Verfahren zur Ermittlung einer Oberflächeninformation mittels einer aufprojizierten
Struktur mit periodisch veränderlichem Helligkeitsverlauf, die um jeweils 1/n, n größer 2
der Gitterkonstante verschoben wird und das Projektionsbild mittels einer CCD- Kamera
erfaßt wird,
und für jeden Bildpunkt Informationen ermittelt werden, die die Hellfeldintensität multipliziert mit der jeweiligen Gitterphase darstellen, aus diesen Bildern die sinus- und cosinus-Anteile extrahiert werden und daraus
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x,
gebildet werden
und aus I. und II. durch Division eine Phaseninformation ϕxy gewonnen wird, um das jeweilige Pixel oberhalb oder unterhalb der Fokusebene zuzuordnen:
und für jeden Bildpunkt Informationen ermittelt werden, die die Hellfeldintensität multipliziert mit der jeweiligen Gitterphase darstellen, aus diesen Bildern die sinus- und cosinus-Anteile extrahiert werden und daraus
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x,
gebildet werden
und aus I. und II. durch Division eine Phaseninformation ϕxy gewonnen wird, um das jeweilige Pixel oberhalb oder unterhalb der Fokusebene zuzuordnen:
8. Verfahren zur Ermittlung einer Oberflächeninformation mittels einer aufprojizierten
Struktur mit periodisch veränderlichem Helligkeitsverlauf, die um jeweils ¼ der
Gitterkonstante verschoben wird, wobei das Projektionsbild mittels einer CCD-Kamera
erfaßt wird und die Struktur unter einem Winkel ungleich 90 Grad aufprojiziert
wird, wobei jeweils 4 Bilder für Beleuchtung unter entgegengesetzt gleichen
Projektionswinkeln aufgenommen werden, jeweils beschrieben als:
1. Ixy1 = 0.5 Iobxy.(1 + m.sin x)
2. Ixy2 = 0.5 Iobxy.(1 + m.cos x)
3. Ixy3 = 0.5 Iobxy.(1 - m.sin x)
4. Ixy4 = 0.5 Iobxy.(1 - m.cos x),
wobei 3 von 1 sowie 4 von 2 subtrahiert werden, so daß I, II entstehen als
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x,
und aus I. und II. kann durch Division eine Phaseninformation ϕxy gewonnen wird, um das jeweilige Pixel oberhalb oder unterhalb der Fokusebene zuzuordnen:
1. Ixy1 = 0.5 Iobxy.(1 + m.sin x)
2. Ixy2 = 0.5 Iobxy.(1 + m.cos x)
3. Ixy3 = 0.5 Iobxy.(1 - m.sin x)
4. Ixy4 = 0.5 Iobxy.(1 - m.cos x),
wobei 3 von 1 sowie 4 von 2 subtrahiert werden, so daß I, II entstehen als
I. Ixy = Iobxy.m.sin x
II. Ixy = Iobxy.m.cos x,
und aus I. und II. kann durch Division eine Phaseninformation ϕxy gewonnen wird, um das jeweilige Pixel oberhalb oder unterhalb der Fokusebene zuzuordnen:
9. Anordnung zur Änderung der Projektionsrichtung, insbesondere nach einem der
Ansprüche 1-8, eines über mindestens einen keilförmigen, um die optische Achse
drehbaren Prismenkörper und eine zur optischen Achse verkippbaren Planplatte auf eine
Oberfläche projizierten Gitters, wobei die Ansteuerung der Kippbewegung der Planplatte
so mit der Drehbewegung des Primenkörpers gekoppelt ist, daß nach mindestens drei
Kippschritten eine Änderung der Orientierung des Prismenkörpers erfolgt.
10. Anordnung nach Anspruch 9, wobei ein zweiter feststehender Prismenkörper im
Strahlengang vorgesehen ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999130816 DE19930816A1 (de) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenselektion von Mikroskopbildern |
JP2000200394A JP2001099618A (ja) | 1999-07-01 | 2000-07-03 | 顕微鏡画像における深度選択の方法および装置 |
US10/218,556 US6731390B2 (en) | 1999-07-01 | 2002-08-13 | Process and apparatus for determining surface information using a projected structure with a periodically changing brightness curve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999130816 DE19930816A1 (de) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenselektion von Mikroskopbildern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19930816A1 true DE19930816A1 (de) | 2001-01-04 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999130816 Withdrawn DE19930816A1 (de) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Verfahren und Vorrichtung zur Tiefenselektion von Mikroskopbildern |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001099618A (de) |
DE (1) | DE19930816A1 (de) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1248132A2 (de) * | 2001-04-07 | 2002-10-09 | CARL ZEISS JENA GmbH | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
DE10118463A1 (de) * | 2001-04-07 | 2002-10-10 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
DE10250568A1 (de) * | 2002-10-28 | 2004-05-13 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren zur Verbesserung der Tiefendiskriminierung optisch abbildender Systeme |
US6819415B2 (en) | 2000-08-08 | 2004-11-16 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Assembly for increasing the depth discrimination of an optical imaging system |
WO2005003837A1 (de) * | 2003-07-03 | 2005-01-13 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren und anordnung zur eliminierung von falschlicht |
US7274446B2 (en) | 2001-04-07 | 2007-09-25 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method and arrangement for the deep resolved optical recording of a sample |
WO2008003419A3 (de) * | 2006-07-06 | 2008-02-21 | Zeiss Carl Meditec Ag | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines bildes einer dünnen schicht eines objekts |
US7567726B2 (en) | 2004-11-06 | 2009-07-28 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method and arrangement for suppressing stray light |
US7994485B2 (en) | 2008-04-08 | 2011-08-09 | Carestream Health, Inc. | Apparatus and method for fluorescence measurements using spatially structured illumination |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3532464A1 (de) * | 1985-09-11 | 1987-03-19 | Rodenstock Instr | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines laserstrahlflecks einstellbarer groesse |
DE9308486U1 (de) * | 1993-06-07 | 1993-07-15 | Carl Zeiss Jena Gmbh, O-6900 Jena | Anordnung zur Projektion eines Testmusters auf eine zu untersuchende Oberfläche |
DE3328753C2 (de) * | 1982-08-18 | 1993-10-28 | Novon Inc | Verfahren und Vorrichtung zur Abbildung einer Szene |
US5262844A (en) * | 1990-07-03 | 1993-11-16 | Bertin & Cie | Apparatus for determining the three-dimensional shape of an object optically without contact |
WO1997006509A1 (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-20 | Gim Systems Ltd. | Imaging measurement system |
WO1998045745A1 (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-15 | Isis Innovation Limited | Microscopy imaging apparatus and method |
DE19738179C1 (de) * | 1997-09-02 | 1999-05-12 | Bernward Maehner | Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objektpunkten |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07218226A (ja) * | 1994-01-28 | 1995-08-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 表面形状3次元計測装置 |
-
1999
- 1999-07-01 DE DE1999130816 patent/DE19930816A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-07-03 JP JP2000200394A patent/JP2001099618A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3328753C2 (de) * | 1982-08-18 | 1993-10-28 | Novon Inc | Verfahren und Vorrichtung zur Abbildung einer Szene |
DE3532464A1 (de) * | 1985-09-11 | 1987-03-19 | Rodenstock Instr | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines laserstrahlflecks einstellbarer groesse |
US5262844A (en) * | 1990-07-03 | 1993-11-16 | Bertin & Cie | Apparatus for determining the three-dimensional shape of an object optically without contact |
DE9308486U1 (de) * | 1993-06-07 | 1993-07-15 | Carl Zeiss Jena Gmbh, O-6900 Jena | Anordnung zur Projektion eines Testmusters auf eine zu untersuchende Oberfläche |
US5493400A (en) * | 1993-06-07 | 1996-02-20 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Arrangement for projecting a test pattern onto a surface to be investigated |
WO1997006509A1 (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-20 | Gim Systems Ltd. | Imaging measurement system |
WO1998045745A1 (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-15 | Isis Innovation Limited | Microscopy imaging apparatus and method |
DE19738179C1 (de) * | 1997-09-02 | 1999-05-12 | Bernward Maehner | Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objektpunkten |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6819415B2 (en) | 2000-08-08 | 2004-11-16 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Assembly for increasing the depth discrimination of an optical imaging system |
US7274446B2 (en) | 2001-04-07 | 2007-09-25 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method and arrangement for the deep resolved optical recording of a sample |
EP1248132A3 (de) * | 2001-04-07 | 2004-06-16 | CARL ZEISS JENA GmbH | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
DE10118463A1 (de) * | 2001-04-07 | 2002-10-10 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
EP1248132A2 (de) * | 2001-04-07 | 2002-10-09 | CARL ZEISS JENA GmbH | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
DE10250568A1 (de) * | 2002-10-28 | 2004-05-13 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren zur Verbesserung der Tiefendiskriminierung optisch abbildender Systeme |
US7335866B2 (en) | 2002-10-28 | 2008-02-26 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Method for improving depth discrimination in optical reproduction systems |
WO2005003837A1 (de) * | 2003-07-03 | 2005-01-13 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren und anordnung zur eliminierung von falschlicht |
US7567726B2 (en) | 2004-11-06 | 2009-07-28 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method and arrangement for suppressing stray light |
DE102004053730B4 (de) * | 2004-11-06 | 2014-04-03 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Unterdrückung von Falschlicht |
WO2008003419A3 (de) * | 2006-07-06 | 2008-02-21 | Zeiss Carl Meditec Ag | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines bildes einer dünnen schicht eines objekts |
US8175353B2 (en) | 2006-07-06 | 2012-05-08 | Carl Zeiss Meditec Ag | Method and device for producing an image of a thin layer of an object |
US7994485B2 (en) | 2008-04-08 | 2011-08-09 | Carestream Health, Inc. | Apparatus and method for fluorescence measurements using spatially structured illumination |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001099618A (ja) | 2001-04-13 |
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