DE2720036A1

DE2720036A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildanalyse unter doppelaufloesung

Info

Publication number: DE2720036A1
Application number: DE19772720036
Authority: DE
Inventors: James Edmond Green
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1977-11-24
Also published as: FR2350596A2; NL7704914A; DE2720036C2; JPS52142587A; SE7705157L; FR2350596B2; CH620297A5; GB1579188A

Description

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Patentanwälte Dr.-!ng Waiter Abftz

Dr, Diei·;·; Γ-. Morf ^. M^ai !977

DlpL-Hiiys. IvI. Cntsciineder 3332

8 München 86, Pienzenauerstr. 23

JAMES EDMOND GREEN

P.O. Box 734, Fayetbeville, Tennessee, V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Bildanalyse unter Doppelauflösung

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildanalyse unter Doppel auflösung getnäss der Hauptpatentanmeldung P 25 52 903-7·

Auf vielen Gebieten der Teilchenanalyse, z. B. der Blutzellenanalyse oder Brustwarzen-Abstrichanalyse, sind die interessierenden Teilchen weit in einem Feld verbreitet und von vielen Teilchen umgeben, die ohne Interesse sind. Beispielsweise können weisse Blutkörperchen von hunderten von roten Blutkörperchen umgeben sein, während kanzeröse oder dysplastische Zervikalzelten von Dutzenden oder Tausenden normaler Zervik zellen und Zelltrümmern umgeben sein können.

Einer genauen Analyse sollen nur die interessierenden Teilchen des Bildes unterzogen werden. Dies kann durch genaue Betrachtung aller Teilchen geschehen, wobei die nicht interessierenden Teile ausgeschieden werden; dieses Verfahren ist jedoch zeitlich aufwendig und daher vom wirtschaftlichen Standpunkt aus wenig für die Praxis geeignet. Es ist ferner möglich, einen einzigen Sensor für eine vorläufige Analyse aller Teilchen zu verwenden, der mit niedriger Auflösung arbeitet,und anschliessend den Sensor auf eine höhere Auflösung für die weitere Analyse umzuschalten, wenn in der Probe ein interessierendes Teilchen vorhanden ist. Jedoch erfordert dieses Verfahren ein mechanisches oder elektrisches Umschalten der verwendeten Auflösung mit begleitender Beschränkung auf eine einzige Analyseart zu einem gegebenen Zeitpunkt.

Die Verwendung einer gleichzeitigen Analyse mit Mehrfachauflösung einer Vielzahl von Feldern überwindet die bei bekannten Analysesystemen vorhandenen Beschränkungen. Es wurden bereits Abtastvorrichtungen mit Doppelauflösung von verschiedenen Bearbeitern eingesetzt. Die US-PS 3 448 271 zeigt ein Abtastsystem mit Doppelauflösung zur Zentrierung und Bahnverfolgung von Himmelskörpern. Bei diesem System werden zwei koaxiale Bilder mit unterschiedlichen Vergrösserungen verwendet, um Sterne oder die Sonne zu erfassen und in ihrer Bahn zu verfolgen. Das Abtastausgangssignal einer einzigen Sensors wird in

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einer Rückkopplungsschleife als ein Signal zur Anzeige der Lage auf oder ausserhalb der optischen Achse verwendet, um das Sternbild auf dieser Achse zu zentrieren. Dibei wird keine Bildanalyse der Himmelskörper ausgeführt oder in Betracht gezogen. Tatsächlich wurden die überlagerten Bilder in dem einzigen Sensor jeden Versuch einer Analyse des Abtastausgangssignals erschweren.

In ähnlicher Weise zeigt die US-PS 3 614 449 ein Abtastsystem mit Doppelauflösung zum Erfassen einer das Ziel darstellenden» entfernten Lichtquelle und zur Verfolgung der Bahn desselben. Dabei wird die gleiche Art eines koaxialen Doppel auf lösungssystems beschrieben, bei welchem beide Bilder auf einen einzigen Sensor projiziert werden. Zusätzlich ist ein zweiter Sensor vorhanden, welcher auf ein enges Spektralband anspringt, welches vom System ausgestrahlt und durch das Ziel reflektiert wird. Obgleich das Entfernungsmess-Subsystem funktionell von dem Zentrier- und Bahnverfolgungssystem mit dualer Auflösung getrennt ist, ist es zur Erzielung eines kompakten Aufbaus in einem NASA-Gerät in der gleichen Anordnung untergebracht. Auch in diesem Falle wird weder durch das System zum Erfassen und Verfolgen der Bahn noch durch das Entfernungsmess-Subsystem eine Bildanalyse durchgeführt oder in Betracht gezogen.

Andere Anwendungen von Abtastungen mit dualer Auflösung sind in der US-PS 3 804 976 beschrieben, gemäss welcher die abgetasteten Bilder für eine Bildanzeige verwendet werden. Jedoch wird dabei keine Analyse vorgenommen oder in Betracht gezogen.

Die US-PS 3 864 564 gibt ein Abtastsystem mit dualer Auflösung an, bei welchem eine eindimensionale Abtastung mit niedriger Auflösung zum Erfassen und Einstellen eines Blutkörperchens verwendet wird, während eine zweidimensionale Abtastung mit hoher Auflösung zur Analyse des Blutkörperchens dient. Der Sensor mit hoher Auflösung besteht aus einer Fernsehkamera der Videcon-Bauart, die sich gut für die Analyse des zentrierten Blutkörperchens eignet· Jedoch besteht der Sensor mit nie-

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driger Auflösung aus einer einzelnen Photozelle. Das Bild wird mittels eines umlaufenden Spiegels über die Photozelle geführt, wodurch eine eindimensionale Linienabtastung des Bilds niedriger Auflösung erzeugt wird. Das Signal niedriger Auflösung wird lediglich zur Ermittlung und Zentrierung des Blutkörperchens zwecks Analyse durch den Sensor mit hoher Auflösung verwendet. Eine Analyse durch den Bereich des Systems mit niedriger Auflösung ist nicht offenbart oder in Betracht gezogen. Tatsächlich wäre jegliche Analyse auf Grund der eindimensionalen Information, die durch die Linienabtastung mit niedriger Auflösung zur Verfügung gestellt wird, schwierig und begrenzt.

Ein System geoiäss der vorausgehend genannten US-PS 3 864- 564-ist in mehrfacher Hinsicht begrenzt. Wären beispielsweise, um bei den bereits erwähnten Blutkörperchen zu bleiben, mehrere Klassen von Blutkörperchen vorhanden, die durch das Erkennungs- und Zentriersystem mit niedriger Auflösung erfasst wurden, und wäre es erwünscht, eine Einzelanalyse nur bei einem Teil dieser Blutkörperchen vorzunehmen, so wäre es bei der bekannten Anordnung notwendig, alle aufgefundenen Blutkörperchen zu erfassen und zu zentrieren und an allen eine detaillierte Analyse vorzunehmen. Somit wäre dabei ein beträchtlicher zusätzlicher Aufwand notwendig. Bei Brustwarzenabstrichen, wo Tausende normaler Zellen auf eine Krebszelle treffen können, wäre die zusätzliche Arbeit für die Durchführung einer detaillierten Analyse bei jeder normalen Zelle zwecks Auffindung einer einzelnen Krebszelle für einen normalen Einsatz nicht mehr tragbar.

In vielen Fällen ist es möglich, aus einer vorläufigen Analyse mit niedriger Auflösung genug Information zu erhalten, um feststellen zu können, ob ein ermitteltes Objekt eine weitere detaillierte Analyse rechtfertigt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine derartige Analyse mit Doppelauflösung, wobei eine mit niedriger Auflösung arbeitende Analyse eines grossen Gesichtsfelds gleichzeitig mit der mit hoher Auflösung erfol-

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gender Analyse eines interessierenden Objekts vorgenommen wird. Beispielsweise treten bei Blutausstrichen zuweilen Schmutzkörperchen oder grosse Farbkristalle auf. Eine einfache vorläufige Messung der Objektgrösse reicht dabei im allgemeinen aus, um diese Teilchen von der Einzelanalyse mit hoher Auflösung auszuschliessen. Gegebenenfalls kann dabei eine nähere Analyse unter niedriger Auflösung vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildanalyse zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile bekannter Systeme beseitigt und welche insbesondere eine Bildanalyse mit Doppelauflösung verwenden.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden zwei Sensoren verwendet, wovon einer ein grosses Gesichtsfeld bei niedriger Auflösung erfasst, während der andere ein kleines Gesichtsfeld bei hoher Auflösung erfasst. Das (grosse) Gesichtsfeld mit niedriger Auflösung ist gegenüber dem (kleinen) Gesichtsfeld hoher Auflösung in bekannter Weise angeordnet. Im Hinblick auf die bekannte Beziehung der einzelnen Gesichtsfelder zeigt eine Analyse bei niedriger Auflösung die Anwesenheit eines interessierenden Teilchens an. Das interessierende Teilchen wird zwecks einer weiteren Einzelanalyse in das Gesichtsfeld mit hoher Auflösung bewegt, während die Analyse des Bildes oder der Probe unter niedriger Auflösung weitergeführt wird, um gegebenenfalls weitere interessierende Teilchen zu ermitteln. Damit kann eine Mehrzahl von Analysen mit verschiedener Auflösung im wesentlichen gleichzeitig erfolgen.

Die Erfindung wird anschliessend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Analysevorrichtung mit doppelter Auflösung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des elektrischen Schaltkreises zur Analyse des grossen Gesichtsfelds bei niedriger Auflösung zur

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Ermittlung, ob sich ein interessierendes Teilchen im Bild befindet und zur Feststellung seiner Koordinaten,

Fig. 3 ein detailliertes Funktionsschaltbild des Datenflusses in Blockform für eine repräsentative Analyse mit niedriger Auflösung,

Fig. 4-A bis 4D verschiedene Beziehungen zwischen dem Gesichtsfeld mit niedriger Auflösung und jenem mit hoher Auflösung und

Fig. 5 eine andere schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Analysevorrichtung mit Doppelauflösung.

Fig. 1 zeigt in schematischer und perspektivischer Darstellung die erfindungsgemässe Analysevorrichtung mit hoher Auflösung. Ein Probenträger 1, welcher mittels Antriebsmotore 2 und 3 sowohl in X-Richtung wie auch in Y-Richtung bewegt werden kann, enthält eine Probe 4-, welche eine rlehrzahl interessierender Teilchen 5a ₅ 5b und 5c aufweist. Bei einer Blutkörperchenuntersuchung enthält der Probenträger 1 normalerweise einen Objektträger aus Glas,auf dem die Blutprobe 4 in üblicher Weise ausgestrichen ist. Es ist offensichtlich, dass die Blutprobe viele rote Blutkörperchen enthält, sowie eine Anzahl verteilter interessierender weisser Blutkörperchen, beispielsweise 5a, 5b und 5c, Haufen»weisser Blutkörperchen, Blutplättchen, Blutplättchenhaufen und Schmutzteilchen, wie beispielsweise Staub- und Farbausscheidungen.

Ein erstes optisches Objektiv 6 erzeugt ein Bild eines Probenbereichs. Der Probenbereich, welcher als Gesichtsfeld 7 mit niedriger Auflösung bezeichnet wird, wird durch den Strahlungsteiler 6b des ersten Objektivs 6 und eine zweite Optik niedriger Auflösung auf einen Sensor 9 mit niedriger Auflösung abgebildet. Das Bild des Gesichtsfelds 7 mit niedriger Auflösung am Sensor 9 mit niedriger Auflösung wird durch das Bezugszeichen 10 angegeben. Ein vergleichsweise kleinerer Be-

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reich der Probe,der als Gesichtsfeld 11 mit höherer Auflösung bezeichnet wird, wird durch das erste Objektiv 6 und eine zweite Optik 12 hoher Auflösung auf einen Sensor 13 hoher Auflösung abgebildet. Das Bild hoher Auflösung am Sensor mit hoher Auflösung wird durch das Beiugszeichen I¹I angegeben.

Es können übliche opto-elektrische Bildabtastvorrichtungen für die Sensoren 9 und 11 mit niedriger bzw. hoher Auflösung verwendet werden. Beispielsweise können die opto-elektrischen, zur Abtastung dienenden Sensoren aus einer Fernsehkamera, einem Bildaufteiler, einer Photodiodenreihe oder dgl. bestehen. Die opto-elektrischen Sensoren wandeln die jeweiligen Bilder in bekannter Weise in elektrische Signale um.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform erscheint das Ausgangssignal niedriger Auflösung des Sensors 9 auf der Leitung 14b und wird zur Analyse des Gesichtsfelds mit niedriger Auflösung verwendet sowie zur Feststellung, ob ein interessierendes Teilchen vorhanden ist und falls dies zutrifft, zur Ermittlung der Position des interessierenden Teilchens»etwa eines zweiten Blutkörperchens 5a, 5b oder 5c relativ zum Gesichtsfeld 11 mit höherer Auflösung, so dass entsprechende Signale erzeugt werden können, um das interessierende Teilchen zwecks einer genaueren Analyse in das Gesichtsfeld mit höherer Auflösung zu bewegen. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 wird das interessierende Teilchen in das Gesichtsfeld 11 mit höherer Auflösung gebracht, indem der Probentrüger 1 mittels der Antriebsmotore 2 und 3 in X- und Y-Richtung bewegt wird. Es ist offensichtlich, dass eine äquivalente Relativbewegung erreicht werden kann, indem das optische System bewegt wird und der Probenträger stationär gehalten wird. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 4- dargestellt und wird anschliessend erläutert.

Ein repräsentativer Schaltkreis zur Untersuchung des grossen Gesichtsfelds mit niedriger Auflösung zwecks Ermittlung eines neuen interessierenden Teilchens, zur Berechnung dessen Koor-

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dinaten und Erzeugung entsprechender Ausgangssignale zwecks Betätigung der Antriebsmotor 2 und 3 zur Bewegung des interessierendes Teilchens in das Gesichtsfeld 11 mit höherer Auflösung ist in dem Blockschaltbild nach Fig. 2 dargestellt. Die Ausgangssignale des Sensors mit niedriger Auflösung auf der Leitung 15 werden in einen Analysator 16 mit niedriger Auflösung eingegeben. Es kann eine Anzahl von verschiedenen Analysatoren für die Analyse mit niedriger Auflösung verwendet werden, was von den Eigenschaften der jeweiligen analysierten Probe abhängt. Ein derartiger Analysator ist in der US-PS 3 851 156 beschrieben, wobei dieser Analysator verwendet werden würde, falls eine gründliche Analyse bei niedriger Auflösung erwünscht ist.

Falls eine einfache Analyse bei niedriger Auflösung vorgenommen werden soll, kann ein Analysator verwendet werden, welcher eine Unterscheidung hinsichtlich solcher Teilchen vornimmt, die unter einer vorgegebenen Grosse liegen oder kürzer als eine vorgegebene Abmessung sind. Dies kann durch ein Teilchen-Analysesystem wie beispielsweise das ^C-Bildanalysesystem erreicht werden, welches von Bosch & Lomb Corp. vertrieben wird, oder durch das Quantimet-ßildanalysesystem von Imanco Corp. Es ist unerheblich, ob ein vergleichsweise kompliziert aufgebauter oder ein verhältnismässig einfacher Bildanalysator mit niedriger Auflösung verwendet wird. Der Bildanalysator mit niedriger Auflösung wird für den jeweiligen Anwendungsfall ausgewählt.

Der Bildanalysator 16 mit niedriger Auflösung gibt auf der Leitung 17 ein Lastsignal ab, wenn er ein Teilchen ermittelt, welches eine weitere detaillierte Analyse rechtfertigt. Wird angenommen, dass die Abtastvorrichtung 9 mit niedriger Auflösung ein Raster abtastet und 64- χ 64 Auflösungselemente aufweist, so kann die Lage der Abtastvorrichtung mittels 6 Bit X-und Y-Zählern 19, 20 erfasst werden. Die X- und Y-Zähler werden mit Hilfe einer Rückstelleitung 21 vor Beginn einer jeden Zählung zurückgestellt. Während der Abtastung

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schaltet die Taktleitung 18 den X-Zähler 19 jedes Mal weiter, wenn die Abtastvorrichtung ein Auflösungselement auf einer horizontalen Abtastlinie ermittelt. Am Ende einer jeden horizontalen Abtastlinie entsteht am X-Zähler ein Übertrag und das Ubertragssignal auf der Ubertragsleitung 22 wird zur Weiterschaltung des Y-Zählers 20 verwendet.

Den X- und Y-Zählern 19, 20 sind jeweils entsprechende X- und Y-Register 23, 24- zugeordnet. Das X-Register 23 ist mit dem X-Zähler verbunden und das Y-Register 24 ist mit dem Y-Zähler verbunden, so dass bei Auftreten eines Lastsignals auf der Leitung 17 der Inhalt des X-Zählers zum X-Register und der Inhalt des Y-Zählers zum Y-Register übertragen wird. Wird somit ein interessierendes Teilchen vom Analysator 16 mit niedriger Auflösung untersucht, so wird die Lage dieses Teilchens im Gesichtsfeld 7 ^mit niedriger Auflösung in den X- und Y-Registern 23, 24- gespeichert.

Die Ausgänge der X- und Y-Register erscheinen auf den Ausgangssammelleitungen 25 und 26. Die beiden Ausgangssammelleitungen führen zu entsprechenden Addier/Subtrahierwerken 27 und 28, in denen die Position des Gesichtsfelds 11 mit höherer Auflösung gegenüber dem Gesichtsfeld 7 mit niedriger Auflösung subtrahiert oder gegebenenfalls addiert wird, damit die richtigen Signale für eine X-Bewegung und Y-Bewegung auf den Ausgangsleitungen 29 und 30 erzeugt werden. Die Schaltkreise und 32 für den X- und Y-Motorantrieb wandeln die X- und Y-Bewegungssignale in geeignete elektrische Signale um, durch welche die durch die X- und Y-Bewegungssignale dargestellten Bewegungen erzeugt werden.

Die Schaltung gemäss Fig. 2 hat am Ende einer Abtastung die Position des letzten Teilchens im Gesichtsfeld 7 niedriger Auflösung gespeichert. Es ist jedoch möglich, die "Last"-Signale nach dem ersten Auftreten eines interessierenden Teilchens zu sperren, so dass die Position des ersten Teilchens anstelle jener des letzten Teilchens

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festgehalten wird. Der X-Ubertrag des Y-Zählers 20 wird mittels eines Schaltkreises 34- zum "Steuern der Bewegung am Ende der Abtastung" zum Sperren des Befehls der Motorbewegungen bis zur letzten Änderung in den X- und Y-Registern 23 und 24-verwendet.

..ird ein komplizierter aufgebauter Analysator mit niedriger Auflösung verwendet wie er in der vorausgehend genannten US-PS 3 851 156 beschrieben, und im Funktionsschaltbild gemäss Fig. 3 dargestellt ist, so werden die Signale für die X- und Y-Position von den gespeicherten Teilmerkmalen der Blutkörperchen abgeleitet. Dies ist in Fig. 3 durch die Ausgänge für die X- und Y-Position dargestellt. Die Positionsdaten werden vom Sensor mit niedriger Auflösung geliefert und in der gleichen Weise wie die das Blutkörperchen betreffenden Daten gegebenenfalls verzögert. Das Y-Übertragssignal wird durch ein Analyseendsignal ersetzt, um die Bewegung am Ende der Abtastung zu steuern.

Die vorausgehende kurze Erläuterung des dargestellten verhältnismässig kompliziert aufgebauten Analysators mit niedriger Auflösung betrifft die Datenverarbeitung bei einem einzigen interessierenden Teilchen. Es ist offensichtlich, dass mehrere interessierende Teilchen bei geeigneten Speicher- und Verarbeitungsanlagen untersucht werden können.

Wird das interessierende vom Analysator mit niedriger Auflösung ermittelte Teilchen in das Gesichtsfeld des Sensors mit hoher Auflösung bewegt, so wird bei dieser Bewegung auch ein neues Bild in das Gesichtsfeld desSensors mit niedriger Auflösung gebracht. Während das Gesichtsfeld mit hoher Auflösung abgetastet und durch den Sensor mit hoher Auflösung und den Analysator mit hoher Auflösung analysiert wird, kann das Gesichtsfeld mit niedriger Auflösung abgetastet und durch den Sensor mit niedriger Auflösung und den Analysator mit niedriger Auflösung analysiert werden, um festzustellen, ob ein weiteres interessierendes Teilchen im neuen Gesichtsfeld mit niedriger

Auflösung liegt. Ist somit die detaillierte Abtastung des Teilchens im Gesichtsfeld hoher Auflösung beendet, so enthalten die X- und Y-Register 23, 24 die Koordinaten eines neuen interessierenden Teilchens, falls ein solches im Gesichtsfeld mit niedriger Auflösung vorhanden ist. Dieses Merkmal der Erfindung, welches die gleichzeitige oder nahezu gleichzeitige Analyse der Probe bei verschiedenen Auflösungen ermöglicht, ergibt eine beträchtliche Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit gegenüber einem System,bei welchem die Aufgaben aufeinanderfolgend durchgeführt werden müssen.

Die relative Stellung des Gesichtsfelds hoher Auflösung gegenüber dem Gesichtsfeld 7 niedriger Auflösung gemäss Fig. 1 ist lediglich eine Stellung von vielen möglichen. Pig. 4 zeigt einige der möglichen Relativstellungen der beiden Auflösungsfelder. In Pig. 4A ist das Gesichtsfeld 11b hoher Auflösung im Mittelpunkt des Gesichtsfelds 7b niedriger Auflösung dargestellt. Andere Stellungen innerhalb des PeId niedriger Auflösung können gemäss Pig. 4B verwendet werden. Das Feld hoher Auflösung kann ferner teilweise das Feld niedriger Auflösung überlappen, wie dies in Fig. 4C dargestellt ist oder gemäss Fig. 4D völlig ausserhalb des Felds niedriger Auflösung liegen. Diese vier Anordnungen stellen keine erschöpfende Aufzählung dar, sondern sind lediglich als Ausführungsbeispiele einer Vielzahl möglicher Anordnungen zu verstehen.

Es wurde bereits angegeben, dass es nicht notwendig ist, den Frobenträger 1 zu bewegen, damit ein interessierendes Teilchen in das Feld hoher Auflösung gelangt. Gemäss Fig. 5 ist der Probenträger mit 1b und die Probe mit 4b bezeichnet. Die Antriebsmotore 2b und 3b dienen zum Antrieb beweglicher Spiegel 33 und 34, welche die Fläche der Probe 4b ändern, die von den Feldern hoher und niedriger Auflösung abgetastet werden, ohne dass die Probe selbst bewegt wird. Im allgemeinen ist diese besondere Ausführung nur dann zweckmässig, falls der Betrachtungsabstand des ersten optischen Objektivs 6b ausreichend gross ist, damit die Spiegel mühelos zwischen dem Objektiv und der Probe angeordnet werden können und dabei eine verhältnismässig

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gleichmässige Fokussierung aufrechterhalten wird.

Die Relativbewegung des Gesichtsfelds hoher Auflösung gegenüber dem interessierenden Teilchen kann sowohl mit wie auch ohne eine entsprechende Relativbewegung des Gesichtsfelds 7 niedriger Auflösung durchgeführt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird sowohl das Feld hoher wie auch das Feld niedriger Auflösung gegenüber dem interessierenden Teilchen bewegt, um dieses in das Feld hoher Auflösung zu bringen. Jedoch ist bei der bevorzugten Ausführungsform keine Relativbewegung zwischen den beiden Auflösungsfeldern während der Relativbewegung des interessierenden Teilchens in das Feld höherer Auflösung vorhanden.

Das Ausgangssignal vom Sensor 13 mit hoher Auflösung wird einem Teilchenanalysator 37 zugeführt. Ein derartiger Analysator ist in der US-PS 3 851 156 beschrieben, welche ein Analyseverfahren und eine Analysevorrichtung betrifft, die Farbalgebra und Bildverarbeitungstechniken verwenden.

Ende der Beschreibung

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Claims

32 4. Mai 1977

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Patentansprüche

,' IJ Verfahren zur Bildanalyse mit Doppelauflösung, dadurch ^-—' gekennzeichnet,

dass das Bild zwecks Ermittlung eines darin befindlichen Teilchens abgesucht wird,

dass das ermittelte Teilchen analysiert wird, um festzustellen, ob es sich um ein interessierendes Teilchen handelt und

dass das interessierende Teilchen mit höherer Auflösung analysiert wird, während das Absuchen des Bildes mit niedriger Auflösung weitergeführt wird, um weitere Teilchen zu ermitteln.
2. Verfahren zur mit Doppelauflösung erfolgenden Abtastung, dadurch gekennzeichnet,

dass ein Feld niedriger Auflösung der Probe abgetastet wird, bis ein Teilchen ermittelt ist, dass das eraittelte Teilchen analysiert v/ird, um festzustellen, ob es ein interessierendes Teilchen ist, und dass anschliessend ein Feld hoher Auflösung abgetastet wird, welches ein interessierendes Teilchen enthält, während die Abtastung des Felds niedriger Auflösung weitergeführt wird, um weitere Teilchen in der Probe zu ermitteln, und die Fortsetzung der Abtastung mit niedriger Auflösung durchgeführt wird, ohne die Probe gegenüber mindestens einem der Auflösungsfelder zu bewegen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld höherer Auflösung gegenüber der Probe bewegt wird, um jedes ermittelte Teilchen in das Feld höherer Auflösung zu bringen.
4-. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Feld hoher Auflösung v/ie auch das Feld niedriger Auflösung gegenüber der Probe bewegt werden, v/obei die gleiche relative Position der Felder zueinander beibehalten wird.

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ORIGINAL IN6PECTH3

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5· Bildanalysator mit Doppelauflösung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch welche festgestellt wird, ob während des Absuchens mit niedriger Auflösung ein Teilchen ermittelt wird,

durch eine Einrichtung (8) zur Analyse des ermittelten Teilchens zwecks Feststellung, ob es sich um interessierendes Teilchen handelt,

durch ei^e Einrichtung (37) zur Analyse des interessierenden Teilchens mit höherer Auflösung,

durch eine Einrichtung (2, 3)» welche auf die Einrichtung (8) zur Analyse des ermittelten Teilchens anspricht, um die Analyse des interessierenden Teilchens durch die Analyseeinrichtung (37) mit höherer Auflösung einzuleiten, während die Absuchvorrichtung mit niedriger Auflösung das Absuchen des Bildes fortsetzt, um weitere Teilchen zu ermitteln.
6. Abtastvorrichtung mit Doppelauflösung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1) zum Aufbringen einer Probe

durch eine Einrichtung zum Abtasten einer aufgebrachten Probe mit niedriger Auflösung, wobei die Abtasteinrichtung niedriger Auflösung ein Gesichtsfeld niedriger Auflösung aufweist,

durch eine Einrichtung (8, 9) zur Feststellung, wenn ein Probeteilchen während der Abtastung mit niedriger Auflösung ermittelt wird,

durch eine Einrichtung (8) zur Analyse des ermittelten Probeteilchens zwecks Feststellung, ob es sich um ein interessierendes Teilchen handelt, durch eine Einrichtung zur Abtastung des interessierenden Teilchens mit höherer Auflösung, wobei die Abtasteinrichtung hoher Auflösung ein Gesichtsfeld hoher Auflösung aufweist, durch eine Einrichtung, welche auf die Einrichtung zur Ermittlung eines Teilchens anspricht, um die Abtastung des Teilchens durch die Abtasteinrichtung hoher Auflösung einzuleiten, während die Abtasteinrichtung niedriger Auf-

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lösung in der Abtastung der Probe fortfährt, um weitere Teilchen in der Probe zu erfassen, wobei die Probe gegenüber mindestens einem der Auflösungsgesichtsfelder nicht bewegt wird.
7. Abtastvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte mindestens eine AuflösungsKesichtsfeld das Feld niedriger Auflösung ist.
8. Abtastvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte mindestens eine AuflösungsE&sichtsfeld das Feld hoher Auflösung ist.
9· Abtastvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung niedriger Auflösung die Abtastung der Probe fortsetzt, ohne die Probe gegenüber den Feldern hoher und niedriger Auflösung zu bewegen.
10. Abtastvorrichtung mit Doppelauflösung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1) zur Aufnahme einer Probe, durch eine erste opto-elektrische Bildabtasteinrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn ein Probeteilchen während des Abtastens ermittelt wird, durch eine zweite opto-elektrische Bildabtasteinrichtung zur Erzeugung von Ausgangssignalen, welche ein abgetastetes Bild darstellen,

durch eine optische Einrichtung (6, 6b, 8, 12) zur Abbildung eines Probenfelds niedriger Auflösung auf die erste opto-elektrische Bildabtasteinrichtung und eines Probenfelds höherer Auflösung auf die zweite opto-elektrische Bildabtastvorrichtung,

durch eine Einrichtung zur Analyse des Ausgangssignals zwecks Feststellung, ob ein ermitteltes Probenteilchen ein interessierendes Teilchen ist und,falls dies zutrifft, zur Erzeugung eines einem interessierenden Teilchen entsprechenden Ausgangssignals,
durch eine Einrichtung (2, 3)> welche auf das einem inter-

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essierenden Teilchen entsprechende Ausgangssignal anspricht, um das Probenfeld höherer Auflösung gegenüber der Probe zu dieser zu bewegen, um das ermittelte Probenteilchen in das Feld höherer Auflösung zu bringen, damit es durch die zweite opto-elektrische Bildabtasteinrichtung abgetastet wird, während die erste opto-elektrische Bildabtasteinrichtung die Abtastung des Felds niedriger Auflösung fortsetzt, um weitere Teilchen in der Probe zu ermitteln, wobei die Abtastung mit niedriger Auflösung weitergeführt wird, ohne dass die Probe gegenüber mindestens einem der Auflösungsfelder bewegt wird, und

durch eine Verwertungsvorrichtung, welche auf die Ausgangssignale der zweiten opto-elektrischen Bildabtasteinrichtung anspricht.
11. Abtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung zur Abbildung der Probenfelder mit niedriger und höherer Auflösung einen optischen Strahlenverlauf für das Probenfeld niedriger Auflösung und einen optischen Strahlenverlauf für die Probenfelder höherer Auflösung aufweist.
12. Abtastvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Strahlenverläufe einen gemeinsamen Abschnitt enthal.ten.
13· Abtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Aufnahme der Probe einen in X-Richtung und Y-Richtung beweglichen Probenträger aufweist, und das Ausgangssignalansprecheinrichtung einen X- und Y-Antrieb zur Bewegung des Probenträgers aufweisen.
14. Abtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die das Ausgangssignal ansprechenden Einrichtung sowohl das Probenfeld niedriger Auflösung wie auch das Probenfeld höherer Auflösung gegenüber der Probe bewegt.

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15· Abtastvorrichtung nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Ausgangssignal ansprechende Einrichtung sowohl das Probenfeld niedriger Auflösung als auch das Probenfeld höherer Auflösung gegenüber der Probe bewegt, ohne die relative Lage der beiden Probenfelder zueinander zu verändern.
16. Abtastvorrichtung nach Anspruch 15 _? dadurch gekennzeichnet, dass sich das Probenfeld höherer Auflösung innerhalb des Probenfelds niedriger Auflösung befindet.
17- Abtastvorrichtung nah Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ^^-Ch das Probenfeld hoher Auflösung und das Probenfeld niedriger Auflösung teilweise überlappen.
18. Abtastvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Probenfeld höherer Auflösung ausserhalb des Probenfels niedriger Auflösung befindet.

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