EP1709473A1 - Mikroskopsystem und verfahren zur shading-korrektur der im mikroskopsystem vorhandenen optiken - Google Patents

Mikroskopsystem und verfahren zur shading-korrektur der im mikroskopsystem vorhandenen optiken

Info

Publication number
EP1709473A1
EP1709473A1 EP04804992A EP04804992A EP1709473A1 EP 1709473 A1 EP1709473 A1 EP 1709473A1 EP 04804992 A EP04804992 A EP 04804992A EP 04804992 A EP04804992 A EP 04804992A EP 1709473 A1 EP1709473 A1 EP 1709473A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wavelength
microscope system
light beam
brightness distribution
pixel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04804992A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Olschewski
Jochen Nickel
William Hay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leica Microsystems CMS GmbH
Original Assignee
Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leica Microsystems CMS GmbH filed Critical Leica Microsystems CMS GmbH
Publication of EP1709473A1 publication Critical patent/EP1709473A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes

Definitions

  • the invention relates to a microscope system.
  • the invention relates to a microscope system with at least one optics present in the microscope system that defines an illumination field, at least one light source that emits an illuminating light beam that illuminates a sample through the optics, at least one detector that pixel-by-pixel a detection light beam originating from the sample detects an electronic circuit downstream of the detector with a memory unit in which a wavelength-dependent brightness distribution of the illumination field of the optics present in the microscope system is stored.
  • the invention relates to a method for shading correction of at least one optical system present in the microscope system, which defines an illumination field, at least one light source which emits an illuminating light beam which illuminates a sample through the optical system and comprises at least one detector.
  • the U.S. Patent 6,355,919 discloses a method for calibrating a scanning microscope.
  • the scanning microscope can be calibrated as often as required.
  • the means for calibration are arranged in one plane of an intermediate image and can be scanned by the scanning light beam.
  • the means for calibration are arranged outside the current image field and are designed as reference structures. However, this does not compensate for the curvature of the field of view.
  • the invention has for its object to provide a microscope system with which imaging and illumination can be achieved, which compensates for a correction of the darkening of the edge caused by the field curvature.
  • the object is achieved by a microscope system which comprises the features of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a method with which shading effects of the optics of a microscope system can be eliminated.
  • the objective problem is solved by a method which has the features of patent claim 17.
  • the microscope system is provided with at least one optical system that defines an illumination field and that is present in the microscope system.
  • at least light source is provided in the microscope system, which emits an illuminating light beam that illuminates a sample through the optics.
  • at least one detector is implemented which detects a detection light beam emanating from the sample pixel by pixel.
  • An electronic circuit downstream of the detector is used to process the image data recorded by the detector.
  • a wavelength-dependent brightness distribution of the illumination field of the optics present in the microscope system is stored in a storage unit.
  • a controllable element is provided in the illuminating light beam, which controls the intensity of the illuminating light beam pixel by pixel as a function of the stored, wavelength-dependent brightness distribution, so that the illuminating field is homogeneously illuminated.
  • the electronic circuit calculates the stored, wavelength-dependent brightness distribution pixel by pixel in such a way that a homogeneously illuminated image field is created.
  • the controllable element in the illuminating light beam is an LCD matrix, the individual pixels of which are controlled in accordance with the stored, wavelength-dependent brightness distribution.
  • the detector is a CCD chip.
  • a scanning device is in the
  • Illumination light beam of the microscope system which guides the illumination light beam pixel by pixel over or through the sample.
  • the controllable element in the illuminating light beam is an acousto-optical one Element that can be controlled depending on the wavelength-dependent brightness distribution stored in the memory unit such that the illumination field composed of the individual pixels has a homogeneous brightness distribution.
  • the acousto-optical element is an AOTF, or an AOBS, or an AOM.
  • the microscope system can be used with different light sources, e.g. a laser, a multi-line laser or a laser which emits a continuous wavelength spectrum.
  • different light sources e.g. a laser, a multi-line laser or a laser which emits a continuous wavelength spectrum.
  • the detector of the microscope system is at least one light-sensitive element which serially records the pixels of the illumination field on the sample.
  • the electronic circuit assembles the individual pixels into an image field that can be offset against the corresponding wavelength-dependent brightness distribution.
  • the method for shading correction is characterized by the following steps: • depositing the wavelength-dependent brightness distribution in a RAM table • pixel-by-pixel control of an element with a wavelength-dependent brightness distribution of the illumination field of the optics, such that the illumination field is homogeneously illuminated; • pixel-by-pixel recording of the detection light beam emanating from the sample; and • Computing the image field recorded with the optics with the wavelength-dependent brightness distribution of the illumination field of the optics.
  • Figure 1 is a schematic representation of a microscope with a controllable element in the illuminating light beam.
  • 2 shows a schematic representation of a scanning microscope with a controllable element in the illuminating light beam;
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a further embodiment of the scanning microscope with a control circuit for changing the intensity of the illuminating light beam emanating from the light source;
  • 4a shows a schematic representation of the brightness distribution for an image field
  • 4a shows a schematic representation of the brightness distribution for an illumination field
  • 5 shows a schematic illustration of an area sensor for recording the detection light beam emanating from the sample
  • Fig. 6 is a schematic representation of the controllable element, in which the individual pixels are driven according to the brightness distribution for a wavelength.
  • the embodiment of the microscope system shown here comprises an incident light microscope. It goes without saying that the microscope system 1 likewise comprises a transmitted light microscope or a switchable configuration from both types of illumination. In the schematic representation of the microscope, only those components are shown that are essential for the description. All other elements or components, such as tripod, nosepiece, tube eyepiece, camera, camera tube, etc., are well known to a person skilled in the art and therefore do not need to be expressly mentioned here.
  • the microscope comprises at least one light source 3 that emits an illuminating light beam 5, which is shown in FIG. 1 as a solid line.
  • a steel deflecting means 7 is provided which directs the illuminating light beam 5 onto an optic 9 in the working position.
  • the optics 9 are arranged over a sample 10, which in turn is located on a slide 11 carrier. It is well known to a person skilled in the art that the slide 11 can be positioned on a movable table. For the sake of simplicity, the table is not shown here. In the embodiment described here, it is an incident light microscope, so that the light emanating from the sample 10 is imaged by the optics 9 onto at least one detector 20. The detector 20 and the optics 9 are arranged in the detection light beam 12. The detection light beam 12 is shown as a dashed line. If you ignore all aberrations, such as astigmatism, longitudinal color errors, transverse color errors, etc., in an optic, a so-called lens system, only one curved surface is always imaged on another curved surface.
  • FIG. 4a An image field 40 is shown in FIG. 4a.
  • each image field 40 becomes ever darker, ie the intensity of the recorded image field 40 or also the intensity of the illumination field decreases towards the outside from the center 41. This drop in intensity from the center 41 towards the outside is also dependent on the wavelength.
  • the image field 40 is, for example, rectangular and the intensity decreases toward first and second long sides 42a and 42b or towards first and second short sides 43a and 43b.
  • a controllable element 13 is provided in the illuminating light beam 5 and in the detection light beam 12.
  • the controllable element 13 is connected to an electronic circuit 14, which is provided with a storage unit 15.
  • a wavelength-dependent brightness distribution, such as, for example, in FIG. 4 a), of the illumination field of the optics 9 present in the microscope system is stored in the memory unit 15.
  • the electronic circuit 14 can also be connected to the optics 9 or the revolver so that the electronic circuit 14 constantly receives information via the optics 9 currently located in the illumination or detection light beam. It is clear to every specialist that different optics show different shading.
  • the electronic circuit 14 serves to control the intensity of the illuminating light beam 4 pixel by pixel as a function of the stored, wavelength-dependent brightness distribution.
  • the controllable element 13 is controlled with the stored, wavelength-dependent brightness distribution in such a way that the illumination field 46 (see FIG.
  • the detection light beam 12 emanating from the sample 9 is offset against the wavelength-dependent brightness distribution stored in the storage unit 15 in such a way that a homogeneously illuminated image field 40 is produced.
  • the detection light beam 12 emanating from the sample is detected pixel by pixel by the detector 20, which is a CCD chip. This data is supplied to the electronic circuit 14, which then uses the wavelength to calculate the stored brightness distribution against the measured brightness distribution.
  • the illuminating light beam 5 coming from at least one light source 3 is directed onto a controllable element 13.
  • the illuminating light beam 5 passes from the controllable element 13 to a scanning device 16.
  • the scanning device 16 comprises a gimbal-mounted scanning mirror 18, which guides the illuminating light beam 3 through a scanning optics 19 and an optics 9 over or through a sample 10.
  • the illuminating light beam 5 is guided over the sample surface.
  • biological samples 10 (specimens) or transparent samples 10 the illuminating light beam 5 can also be guided through the sample 15.
  • non-luminous preparations may be prepared with a suitable dye (not shown, since the state of the art is established).
  • the dyes present in the sample 10 are excited by the illuminating light beam 5 and emit light in their own characteristic area of the spectrum. This light emanating from the sample defines a detection light beam 12.
  • This passes through the optics 9, the scanning optics 19 and via the scanning device 16 to the controllable element 13, passes through it uninfluenced and reaches, for example via a detection pinhole 21, at least one detector 20 which acts as a photomultiplier is executed.
  • detection components such as diodes, diode arrays, photomultiplier arrays, CCD chips or CMOS image sensors, can also be used.
  • the detection light beam 12 originating or defined by the sample 10 is shown in FIG. 2 as a dashed line in FIG. 1. Electrical detection signals proportional to the power of the light emanating from the sample 9 are generated in the detector 20. Since, as already mentioned above, not only light of one wavelength is emitted by the sample 9, it makes sense to insert a selection means for the spectrum emanating from the sample 9 in front of the at least one detector 20.
  • the selection means is an SP module 23.
  • the SP module 23 is designed such that it can record a complete lambda scan, that is to say that all the wavelengths emitted by the light source 3 can be recorded. Likewise, several wavelengths emanating from the sample 9 can be spatially separated and possibly also recorded in parallel in time.
  • the data generated by the detector 20 are forwarded to the electronic circuit 14.
  • At least one peripheral device 27 is assigned to the electronic circuit 14.
  • the peripheral device 27 can be, for example, a display on which the user receives information on setting the scanning microscope or the current setup and can also take the image data in graphic form.
  • the memory unit 15 is connected to the electronic circuit 14, in which, as already described, the wavelength-dependent brightness distribution, as for example in FIG. 3 b, of the illumination field 46 of the optics 9 present in the microscope system 1 is stored.
  • the detection light beam 12 is spatially spectrally split with a prism 31.
  • Another possibility of spectral splitting is the use of a reflection, or Transmission grating.
  • the spectrally split light fan 32 is focused with the focusing optics 33 and then strikes a mirror diaphragm arrangement 34, 35.
  • the mirror diaphragm arrangement 34, 35, the means for spectral, spatial splitting, the focusing optics 33 and the detectors 36 and 37 are combined as an SP module 23 (or mutiband detector).
  • the scanning device 16 guides the illuminating light beam 5 pixel by pixel over or through the sample 9.
  • the controllable element 13 in the illuminating light beam 5 is an acousto-optical element which, depending on the wavelength-dependent brightness distribution stored in the storage unit 15, can be controlled in such a way that it consists of the individual pixels composite lighting field 46 has a homogeneous brightness distribution.
  • the acousto-optical element 13 is an AOTF, or an AOBS, or an AOM.
  • the light source 3 consists of at least one laser that generates the illuminating light beam 5.
  • the at least one laser can be a multi-line laser. It is also conceivable that the laser emits a continuous wavelength spectrum, so that the sample 9 is either illuminated with a continuous wavelength spectrum or the user selects any wavelengths from the continuous wavelength spectrum for illuminating the sample 9.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a further embodiment of the scanning microscope 100 with a control circuit 60 for changing the intensity of the illuminating light beam 5 emanating from the light source 3.
  • the same elements as already described in the description of FIG. 2 are identified by the same reference numerals ,
  • the light source 3, which is designed as a multi-line laser, is provided with the control circuit 60, so that the intensity of the illuminating light emanating from the laser is controlled as a function of the stored, wavelength-dependent brightness distribution.
  • the illumination field 46 (see FIG. 4b) is then homogeneously illuminated and shows no decrease in intensity towards the long sides 42a, 42b and / or the short sides 43a, 43b.
  • the dyes present in the sample 10 are excited by the illuminating light beam 5 and emit light in their own characteristic area of the spectrum. This light emanating from the sample defines a detection light beam 12. This passes through the optics 9, the scanning optics 19 and via the scanning device 16 to a wavelength-selective element 63, passes through this uninfluenced and reaches via at least one detection pinhole 21 at least one detector 20, which is designed as a photomultiplier. Other versions of the detector have already been mentioned in the description of FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of the detector 20, which in this embodiment is designed as a surface sensor 44 for recording the detection light beam 12 emanating from the sample 10.
  • Area sensor 44 comprises several pixels 45 ⁇ , 45 1
  • the light emanating from the sample 10 is transmitted from the optics 9 to the surface sensor 44.
  • the individual pixels 45 ⁇ , ⁇ , 45 ⁇ 2 , 45 ⁇ , 3 , ..., 45 n ⁇ m- ⁇ , 45 n , m register the intensity, this being superimposed on the shading effect of the optics 9.
  • the wavelength-dependent brightness distribution is stored in the memory unit 15 and the electronic circuit 14 calculates the data recorded with the detector 20 against the wavelength-dependent brightness distribution, so that the recorded image field 40 is illuminated homogeneously at the wavelength ⁇ ⁇ .
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the controllable element 13, in which the individual pixels 50 ⁇ , ⁇ ; 50 ⁇ ,; 50 ⁇ , 3 ; ...; 50 n , m - ⁇ ; 50 ⁇ , m are controlled according to the brightness distribution for one wavelength.
  • 50 n , m assigned gray values represent the shading effect caused by the optics 9. This is the negative representation for the control of the individual pixels 50 ⁇ ; 50 ⁇ , 2 ; 50 1
  • the pixels 50 ⁇ , ⁇ ; 50 ⁇ , 2 ; 50 1 3 ; ...; 50 n, m - ⁇ ; 50 n , m are inversely controlled depending on the gray value, ie the darker the pixels 50 ⁇ , ⁇ ; 50 ⁇ , 2 ; 50 1 ⁇ 3 ; ...; 50 n , m - ⁇ ; 50 n , m , the lower the shadowing caused by the activation.
  • the actuation of the controllable element 13 is such that the illumination field 46 on the sample 10 is homogeneously illuminated. If a laser steel illuminates the sample 10 in a meandering manner, so that the sample illuminates 10, ie the illumination field one after the other, is covered with a large number of pixels.
  • a scanning device 16 guides the illuminating light beam 5 pixel by pixel over or through the sample 10 in order to obtain a homogeneously illuminated illuminating field 46, the controllable element 13 in the illuminating light beam 5 is an acousto-optical element 13.
  • the acousto-optical element 13 also becomes inversely controlled. This means that the greater the gray value due to the shading, the higher the intensity of the laser beam when it reaches this position. This takes place as a function of the wavelength-dependent brightness distribution stored in the memory unit 15 such that the illumination field 46 composed of the individual pixels has a homogeneous brightness distribution. As already mentioned above, the shading effect occurs.
  • the shading effect can be described with f (x, y, ⁇ ).
  • X is the x position and y is the y position of the individual pixel in the lighting field.
  • y is the y position of the individual pixel in the lighting field. It is particularly advantageous if the wavelength-dependent brightness distribution is represented as a model.
  • the wavelength-dependent brightness distribution or the attenuation can be represented as functional for each wavelength. Doing so
  • G (x, y) F ⁇ l (x-x0, y - y0) which increases the lighting characteristics where the optics cause attenuation, the shift x0, y0 stands for the quality of the adjustment. If, for example, the laser does not run centrally on the sample 10 in the illumination field 46, this misalignment can also be used when determining the wavelength-dependent brightness distribution are taken into account. The system then applies the appropriate correction to illuminate sample 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

Es ist ein Mikroskopsystem (1) offenbart, das eine Optik (9) umfasst, die ein Beleuchtungsfeld definiert. Von der Probe (10) geht ein Detektionslichtstrahl (12) aus, der pixelweise detektiert wird. Dem Detektor (20) ist eine elektronische Schaltung (14) nachgeschaltet, die eine Speichereinheit (15) umfasst, in der eine wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung eines Beleuchtungsfelds (46) der im Mikroskopsystem (1) vorhandenen Optiken (9) abgelegt ist. Ein ansteuerbares Element (13) ist im Beleuchtungslichtstrahl (5) vorgesehen, das die Intensität des Beleuchtungslichtstrahls (5) pixelweise in Abhängigkeit von de gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung steuert, so dass das Beleuchtungsfeld (46) homogen beleuchtet ist, und dass die elektronische Schaltung (14) pixelweise die abgelegte, wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung derart verrechnet, dass ein homogen ausgeleuchtetes Bildfeld (40) entsteht.

Description

ikroskopsvstem und Verfahren zur Shadinq-Korrektur der im Mikroskopsvstem vorhandenen Optiken
Die Erfindung betrifft ein Mikroskopsystem. Im besonderen betrifft die Erfindung ein Mikroskopsystem mit mindestens einer im Mikroskopsystem vorhandenen Optik, die ein Beleuchtungsfeld definiert, mindestens einer Lichtquelle, die einen Beleuchtungslichtstrahl emittiert, der durch die Optik hindurch eine Probe beleuchtet, mindestens ein Detektor, der einen von der Probe ausgehenden Detektionslichtstrahl pixelweise detektiert, einer, dem Detektor nachgeschalteten, elektronischen Schaltung mit einer Speichereinheit, in der eine wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung des Beleuchtungsfeld der im Mikroskopsystem vorhandenen Optiken abgelegt.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Shading-Korrektur von mindestens einer im Mikroskopsystem vorhandenen Optik, die ein Beleuchtungsfeld definiert, mindestens einer Lichtquelle, die einen Beleuchtungslichtstrahl emittiert, der durch die Optik hindurch eine Probe beleuchtet und mindestens einen Detektor umfasst.
Das U.S. Patent 6,355,919 offenbart ein Verfahren zur Kalibrierung eines Scanmikroskops. Dabei kann die Kalibrierung des Scanmikroskops beliebig oft ausgeführt werden. Die Mittel zur Kalibrierung sind in einer Ebene eines Zwischenbildes angeordnet und können vom scannenden Lichtstrahl abgetastet werden. Die Mittel zur Kalibrierung sind außerhalb des aktuellen Bildfeldes angeordnet und sind als Referenzstrukturen ausgebildet. Hiermit ist jedoch kein Ausgleich der Bildfeldwölbung möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Mikroskopsystem zu schaffen, mit dem eine Abbildung und eine Beleuchtung erzielbar ist, die eine Korrektur der durch die Bildfeldwölbung hervorgerufene Randverdunklung ausgleicht. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Mikroskopsystem, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, mit dem Shading-Effekte der Optik eines Mikroskopsystems eliminiert werden können. Die objektive Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 17 aufweist.
Es ist vorteilhaft, wenn das Mikroskopsystem mit mindestens einer im Mikroskopsystem vorhandenen Optik, die ein Beleuchtungsfeld definiert, versehen ist. Ferner ist mindestens Lichtquelle im Mikroskopsystem vorgesehen, die einen Beleuchtungslichtstrahl emittiert, der durch die Optik hindurch eine Probe beleuchtet. Ebenso ist mindestens ein Detektor implementiert, der einen von der Probe ausgehenden Detektionslichtstrahl pixelweise detektiert. Eine dem Detektor nachgeschaltete elektronische Schaltung dient zur Bearbeitung der vom Detektor aufgenommenen Bilddaten. In einer Speichereinheit ist eine wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung des Beleuchtungsfeldes der im Mikroskopsystem vorhandenen Optiken abgelegt. Ein ansteuerbares Element ist im Beleuchtungslichtstrahl vorgesehen, das die Intensität des Beleuchtungslichtstrahls pixelweise in Abhängigkeit von der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung steuert, so dass das Beleuchtungsfeld homogen beleuchtet ist. Die elektronische Schaltung verrechnet pixelweise die abgelegte, wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung derart, dass ein homogen ausgeleuchtetes Bildfeld entsteht.
Das ansteuerbare Element im Beleuchtungslichtstrahl ist eine LCD-Matrix, deren einzelnen Pixel entsprechend der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung angesteuert sind. In einer Ausführungsform ist der Detektor ein CCD-Chip.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Scaneinrichtung im
Beleuchtungslichtstrahl des Mikroskopsystems vorgesehen, die den Beleuchtungslichtstrahl pixelweise über oder durch die Probe führt. Das ansteuerbare Element im Beleuchtungslichtstrahl ist ein akustooptisches Element ist, das in Abhängigkeit von der in der Speichereinheit abgelegten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung derart ansteuerbar ist, dass das aus den einzelnen Pixel zusammengesetzte Beleuchtungsfeld eine homogene Helligkeitsverteilung aufweist. Das akustooptische Element ist ein AOTF, oder ein AOBS, oder ein AOM.
Das Mikroskopsystem kann mit unterschiedlichen Lichtquellen, wie z.B. einem Laser, einem Mehrlinien-Laser oder einem Laser, der ein kontinuierliches Wellenlängenspektrum aussendet, ausgestattet sein.
Wird ein Laser mit der Scaneinrichtung verwendet, ist der Detektor des Mikroskopsystems mindestens ein lichtempfindliches Element, das seriell die Pixel des Beleuchtungsfeldes auf der Probe aufnimmt. Die elektronische Schaltung setzt die einzelnen Pixel zu einem Bildfeld zusammen, das mit der entsprechenden, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung verrechenbar ist. Verfahren zur Shading-Korrektur ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Hinterlegen der wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung in einer RAM-Tabelle • pixelweises Ansteuern eines Elements mit einer wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung des Beleuchtungsfeldes der Optik, derart dass das Beleuchtungsfeld homogen beleuchtet ist; • pixelweises Aufnehmen des von der Probe ausgehenden Detektionslichtstrahls; und • Verrechnen des mit der Optik aufgenommenen Bildfeldes mit der wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung des Beleuchtungsfeldes der Optik.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mikroskops mit einem ansteuerbaren Element im Beleuchtungslichtstrahl; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Scanmikroskops mit einem ansteuerbaren Element im Beleuchtungslichtstrahl;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Scanmikroskops mit einer Steuerschaltung zur Veränderung der Intensität des von der Lichtquelle ausgehenden Beleuchtungslichtstrahls;
Fig. 4a eine schematische Darstellung der Helligkeitsverteilung für ein Bildfeld;
Fig. 4a eine schematische Darstellung der Helligkeitsverteilung für ein Beleuchtungsfeld; Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Flächensensors zum Aufnehmen des von der Probe ausgehenden Detektionslichtstrahls; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung des ansteuerbaren Elements, bei dem die einzelnen Pixel entsprechend der Helligkeitsverteilung für eine Wellenlänge angesteuert sind.
In Fig. 1 beschreibt schematisch ein Mikroskopsystem 1. Die hier dargestellte Ausführungsform des Mikroskopsystems umfasst ein Auflichtmikroskop. Es ist selbstverständlich, dass das Mikroskopsystem 1 ebenfalls ein Durchlicht Mikroskop oder eine umschaltbare Konfiguration aus beiden Beleuchtungsarten umfasst. In der schematischen Darstellung des Mikroskops sind nur diejenigen Bestandteile gezeigt, die für die Beschreibung wesentlich sind. Alle übrigen Elemente oder Bestandteile, wie z.B. Stativ, Objektivrevolver, Tubus Okular, Kamera, Kameratubus etc., sind einem Fachmann hinlänglich bekannt und brauchen somit hier nicht ausdrücklich erwähnt werden. Das Mikroskop umfasst mindestens eine Lichtquelle 3, die einen Beleuchtungslichtstrahl 5 emittiert, der in Fig. 1 als eine durchgezogene Linie dargestellt ist. In der hier dargestellten Ausführungsform ist ein Stahlumlenkmittel 7 vorgesehen, das den Beleuchtungslichtstrahl 5 auf eine in der Arbeitsposition befindliche Optik 9 lenkt. Die Optik 9 ist über einer Probe 10 angeordnet, die sich ihrerseits auf einem Objektträger 11 Träger befindet. Es ist einem Fachmann hinlänglich bekannt, dass der Objektträger 11 auf einen verfahrbaren Tisch positioniert sein kann. Der Einfachheit halber ist der Tisch hier nicht dargestellt. In der hier beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um ein Auflichtmikroskop, so dass das von der Probe 10 ausgehende Licht von der Optik 9 auf mindesten einen Detektor 20 abgebildet wird. Der Detektor 20 und die Optik 9 sind im Detektionslichtstrahl 12 angeordnet. Der Detektionslichtstrahl 12 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Lässt man bei einer Optik, einem so genannten Linsensystem, alle Aberrationen, wie z.B. Astigmatismus, Farblängsfehler, Farbquerfehler etc., außer Acht, so wird immer nur eine gekrümmte Fläche auf eine andere gekrümmte Fläche abgebildet. Dies wird auch als Bildfeldwölbung bezeichnet. Diese Gegebenheit gilt für einzelne Objektive und ganze Mikroskopsysteme und führt zu einem Shading-Effekt bei aufgenommenen Bildern. In Fig. 4a ist ein Bildfeld 40 dargestellt. Jedes Bildfeld 40 wird von einem Mittelpunkt 41 aus gemessen immer dunkler, d.h. die Intensität des aufgenommenen Bildfeldes 40 oder auch die Intensität des Beieuchtungsfeldes nimmt vom Mittelpunkt 41 nach außen hin ab. Dieser Abfall der Intensität vom Mittelpunkt 41 nach außen hin ist ebenfalls von der Wellenlänge abhängig. Das Bildfeld 40 ist z.B. rechteckig und auf eine erste und die zweite Langseite 42a und 42b bzw. auf eine erste und zweite Kurzseite 43a und 43b hin nimmt die Intensität ab. Ein ansteuerbares Element 13 ist im Beleuchtungslichtstrahl 5 und im Detektionslichtstrahl 12 vorgesehen. Das ansteuerbares Element 13 ist mit einer elektronischen Schaltung 14 verbunden, die mit einer Speichereinheit 15versehen ist. In der Speichereinheit 15 ist eine wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung, wie z.B. in Fig. 4a) des Beleuchtungsfeldes der im Mikroskopsystem vorhandenen Optiken 9 abgelegt. Ebenso kann die elektronische Schaltung 14 auch mit der Optik 9 oder dem Revolver verbunden sein, damit die elektronische Schaltung 14 ständig Information über die momentan im Beleuchtungs- oder Detektionslichtstrahl befindliche Optik 9 erhält. Es ist für jeden Fachmann klar, dass unterschiedliche Optiken unterschiedliches Shading zeigen. Die elektronische Schaltung 14 dient dazu die Intensität des Beleuchtungslichtstrahls 4 pixelweise in Abhängigkeit von der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung zu steuern. Das ansteuerbare Element 13 wird mit der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung derart angesteuert, dass das Beleuchtungsfeld 46 (siehe Fig. 4b) homogen ist und keinen Abfall der Intensität zu den Langseiten 42a, 42b und/oder den Kurzseiten 43a, 43b hin zeigt. Der von der Probe 9 ausgehende Detektionslichtstrahl 12 wird mit der in der Speichereinheit 15 gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung derart verrechnet, dass ein homogen ausgeleuchtetes Bildfeld 40 entsteht. Der von der Probe ausgehende Detektionslichtstrahl 12 wird vom Detektor 20, der ein CCD-Chip ist, pixelweise detektiert. Diese Daten werden der elektronischen Schaltung 14 zugeführt, die dann in Abhängigkeit von der Wellenlänge die gespeicherte Helligkeitsverteilung mit der gemessenen Helligkeitsverteilung verrechnet.
In Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau eines Scanmikroskops 100, in dem die erfindungsgemäße Idee Verwendung findet. Der von mindestens einem Lichtquelle 3 kommende Beleuchtungslichtstrahl 5 wird auf ein ansteuerbares Element 13 gerichtet. Vom ansteuerbaren Element 13 aus gelangt der Beleuchtungslichtstrahl 5 zu einem Scaneinrichtung 16 geleitet. In der hier offenbarten Ausführungsform umfasst die Scaneinrichtung 16 einen kardanisch aufgehängten Scanspiegel 18, der den Beleuchtungslichtstrahl 3 durch eine Scanoptik 19 und eine Optik 9 hindurch über bzw. durch eine Probe 10 führt. Der Beleuchtungslichtstrahl 5 wird bei nicht transparenten Proben 10 über die Probenoberfläche geführt. Bei biologischen Proben 10 (Präparaten) oder transparenten Proben 10 kann der Beleuchtungslichtstrahl 5 auch durch die Probe 15 geführt werden. Um den Kontrast zu erhöhen werden nichtleuchtende Präparate ggf. mit einem geeigneten Farbstoff präpariert (nicht dargestellt, da etablierter Stand der Technik). Die in der Probe 10 vorhandenen Farbstoffe werden durch den Beleuchtungslichtstrahl 5 angeregt und senden Licht in einem ihnen eigenen charakteristischen Bereich des Spektrums aus. Dieses vom der Probe ausgehende Licht definiert einen Detektionslichtstrahl 12. Dieser gelangt durch die Optik 9, die Scanoptik 19 und über die Scaneinrichtung 16 zum ansteuerbaren Element 13, passiert dieses unbeeinflusst und gelangt über z.B. ein Detektionspinhole 21 auf mindestens einen Detektor 20, der als Photomultiplier ausgeführt ist. Es ist dem Fachmann klar, dass auch andere Detektionskomponenten, wie z.B. Dioden, Diodenarrays, Photomultiplierarrays, CCD Chips oder CMOS Bildsensoren eingesetzt werden können. Der von der Probe 10 ausgehende bzw. definierte Detektionslichtstrahl 12 ist in Fig. 2, wie in Fig. 1 als gestrichelte Linie dargestellt. Im Detektor 20 werden elektrische, zur Leistung des von der Probe 9 ausgehenden Lichtes, proportionale Detektionssignale erzeugt. Da, wie bereits oben erwähnt, von der Probe 9 nicht nur Licht einer Wellenlänge ausgesandt wird, ist es sinnvoll vor dem mindestens einen Detektor 20 ein Selektionsmittel für das von der Probe 9 ausgehende Spektrum einzufügen. Das Selektionsmittel ist in der hier gezeigten Ausführungsform ein SP Modul 23. Das SP Modul 23 ist derart ausgebildet, dass es einen kompletten Lambda Scan aufnehmen kann, d.h., das alle von der Lichtquelle 3 aussandten Wellenlängen aufgezeichnet werden können. Ebenso können mehrere von der Probe 9 ausgehende Wellenlängen räumlich getrennt und gegebenenfalls auch zeitlich parallel aufgezeichnet werden. Die vom Detektor 20 erzeugten Daten werden an die elektronische Schaltung 14 weitergegeben. Der elektronischen Schaltung 14 ist mindestens ein Peripheriegerät 27 zugeordnet. Das Peripheriegerät 27 kann z.B. ein Display sein, auf dem der Benutzer Hinweise zur Einstellung des Scanmikroskops oder den aktuellen Setup erhält und auch die Bilddaten in graphischer Form entnehmen kann. Ferner ist mit der elektronischen Schaltung 14 die Speichereinheit 15 verbunden, in der, wie bereits beschrieben, die wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung, wie z.B. in Fig. 3b, des Beleuchtungsfeldes 46 der im Mikroskopsystem 1 vorhandenen Optiken 9 abgelegt ist.
Durch das SP-Modul 23 wird der Detektionslichtstrahl 12 wird mit einem Prisma 31 räumlich spektral aufgespalten. Eine weitere Möglichkeit der spektralen Aufspaltung ist die Verwendung eines Reflexioπs-, oder Transmissionsgitters. Der spektral aufgespaltene Lichtfächer 32 wird mit der Fokussieroptik 33 fokussiert und trifft anschließend auf eine Spiegelblendenanordnung 34, 35. Die Spiegelblendenanordnung 34, 35, die Mittel zur spektralen, räumlichen Aufspaltung, die Fokussieroptik 33 und die Detektoren 36 und 37 werden zusammen als SP-Modul 23 (oder Mutibanddetektor) bezeichnet.
Die Scaneinrichtung 16 führt den Beleuchtungslichtstrahl 5 pixelweise über oder durch die Probe 9. Das ansteuerbare Element 13 im Beleuchtungslichtstrahl 5 ist ein akustooptisches Element, das in Abhängigkeit von der in der Speichereinheit 15 abgelegten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung derart ansteuerbar ist, dass das aus den einzelnen Pixel zusammengesetzte Beleuchtungsfeld 46 eine homogene Helligkeitsverteilung aufweist. Das akustooptische Element 13 ist ein AOTF, oder ein AOBS, oder ein AOM. Die Lichtquelle 3 besteht aus mindestens einem Laser, der den Beleuchtungslichtstrahl 5 erzeugt. Der mindestens eine Laser kann ein Mehrlinien-Laser sein. Ebenso ist es denkbar, dass der Laser ein kontinuierliches Wellenlängenspektrum aussendet, so dass die Probe 9 entweder mit einem kontinuierlichen Wellenlängenspektrum beleuchtet wird oder der Benutzer beliebige Wellenlängen aus dem kontinuierlichen Wellenlängenspektrum zur Beleuchtung der Probe 9 auswählt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Scanmikroskops 100 mit einer Steuerschaltung 60 zur Veränderung der Intensität des von der Lichtquelle 3 ausgehenden Beleuchtungslichtstrahls 5. Gleiche Elemente, wie bereits in der Beschreibung zu Fig. 2 beschreiben, sind mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Lichtquelle 3, die als Mehrlinienlaser ausgebildet ist, ist mit der Steuerschaltung 60 versehen, so dass die Intensität des vom Laser ausgehenden Beleuchtungslichts in Abhängigkeit von der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung gesteuert ist. Das Beleuchtungsfeld 46 (siehe Fig. 4b) ist dann homogen ausgeleuchtet und zeigt keinen Abfall der Intensität zu den Langseiten 42a, 42b und/oder den Kurzseiten 43a, 43b hin. Die in der Probe 10 vorhandenen Farbstoffe werden durch den Beleuchtungslichtstrahl 5 angeregt und senden Licht in einem ihnen eigenen charakteristischen Bereich des Spektrums aus. Dieses von der Probe ausgehende Licht definiert einen Detektionslichtstrahl 12. Dieser gelangt durch die Optik 9, die Scanoptik 19 und über die Scaneinrichtung 16 zu einem Wellenlängen selektiven Element 63, passiert dieses unbeeinflusst und gelangt über z.B. über ein Detektionspinhole 21 auf mindestens einen Detektor 20, der als Photomultiplier ausgeführt ist. Anderen Ausführungen des Detektors sind bereits in der Beschreibung zu Fig. 2 erwähnt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des Detektors 20, der in dieser Ausführungsform als ein Flächensensor 44 zum Aufnehmen des von der Probe 10 ausgehenden Detektionslichtstrahls 12 ausgebildet ist. Der
Flächensensor 44 umfasst mehrere Pixel 45^, 451|2, 451|3 45n,m-ι, 45π,m die in einer Fläche angeordnet sind. Das von der Probe 10 ausgehende Licht wird von der Optik 9 auf den Flächensensor 44 wird. Die einzelnen Pixel 45ι,ι, 45^2, 45ι,3, ...,45nιm-ι, 45n,m registrieren die Intensität, wobei dieser der Shading-Effekt der Optik 9 überlagert ist. In der Speichereinheit 15 ist die wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung abgelegt und die elektronische Schaltung 14 verrechnet die mit dem Detektor 20 aufgenommenen Daten mit der wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung, so dass das aufgenommene Bildfeld 40 bei der Wellenlänge λπ homogen beleuchtet ist. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des aπsteuerbaren Elements 13, bei dem die einzelnen Pixel 50ι,ι; 50ι, ; 50ι,3; ... ;50n,m-ι; 50π,m entsprechend der Helligkeitsverteilung für eine Wellenlänge angesteuert sind. Die den einzelnen Pixel 50^; 501ι2; 50ι,3; ... ;50π,m-ι; 50n,m zugeordneten Grauwerte stellen in der Gesamtübersicht den durch die Optik 9 verursachten Shading- Effekt dar. Dies ist die Negativdarstellung für die Ansteuerung der einzelnen Pixel 50^; 50ι,2; 501|3; ... ;50n,m-ι>" 50n,m. Die bedeutet, dass die Pixel 50ι,ι; 50ι,2; 501 3; ... ;50n,m-ι; 50n,m in Abhängigkeit von Grauwert invers angesteuert werden, d.h. je dunkler die Pixel 50ι,ι; 50ι,2; 501ι3; ... ;50n,m-ι; 50n,m sind desto geringer ist die durch die Ansteuerung verursachte Abschattung. Wie bereits erwähnt, ist die Ansteuerung des ansteuerbaren Element 13 derart, dass das Beleuchtungsfeld 46 auf der Probe 10 homogen ausgeleuchtet ist. Beleuchtet ein Laserstahl die Probe 10 meanderförmig, so dass die Probe beleuchtet 10, d.h. das Beleuchtungsfeld zeitlich nacheinander, mit einer Vielzahl von Bildpunkten überdeck ist. Eine Scaneinrichtung 16 führt den Beleuchtungslichtstrahl 5 pixelweise über oder durch die Probe 10, um ein homogen ausgeleuchtetes Beleuchtungsfeld 46 zu erhalten, ist das ansteuerbare Element 13 im Beleuchtungslichtstrahl 5 ein akustooptisches Element 13. Entsprechend der Darstellung in Fig. 5 wird das akustooptische Element 13 ebenfalls invers angesteuert. Dies bedeutet, dass je größer der Grauwert aufgrund des Shadings ist, muss der Laserstrahl, wenn er diese Position erreicht, mit einer höheren Intensität beaufschlagt werden. Dies erfolgt in Abhängigkeit von der in der Speichereinheit 15 abgelegten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung derart, dass das aus den einzelnen Pixel zusammengesetzte Beleuchtungsfeld 46 eine homogene Helligkeitsverteilung aufweist. Wie bereits oben erwähnt tritt der Shading-Effekt auf. Den Shading-Effekt kann man mit f(x, y,Ä) beschrieben werden. Dabei ist x die X-Position und y die Y-Position des einzelnen Pixels im Beleuchtungsfeld. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung als ein Model dargestellt wird. Die wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung bzw. die Abschwächung lässt sich für jede Wellenlänge als Funktional darstellen. Dabei wird
F{x, y) = a + bx + cy + dxy + ex2 +fy2 als gute Näherung angesehen, wobei die Koeffizienten von der Wellenlänge abhängig sind. Es gilt a( ),b(Ä),c(Z),d(λ~),e(Ä), f{λ~) . Es ist dem Fachmann hinreichend klar, das auch höhere polynominelle Modelle genutzt werden können. Ein Beleuchtungsmuster, das den Shading-Effekt korrigiert ist dann:
G(x, y) = F~l(x-x0, y - y0) welches in dem Sinne die Beleuchtungscharakterisitk anhebt wo die Optik eine Dämpfung verursacht, dabei steht die Verschiebung x0, y0 für die Qualität der Justage. Läuft der Laser z.B. nicht zentral in Beleuchtungsfeld 46 auf die Probe 10, dann kann diese Dejustage auch bei der Ermittlung der wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung berücksichtigt werden. Das System wendet dann die entsprechende Korrektur bei der Beleuchtung der Probe 10 an.

Claims

Patentansprüche
1. Ein Mikroskopsystem (1) mit mindestens einer im Mikroskopsystem (1) vorhandenen Optik (9), die ein Beleuchtungsfeld (46) definiert, mindestens Lichtquelle (3), die einen Beleuchtungslichtstrahl (5) emittiert, der durch die Optik (9) hindurch eine Probe (10) beleuchtet, mindestens ein Detektor (20), der einen von der Probe (10) ausgehenden Detektionslichtstrahl (12) pixelweise detektiert, einer, dem Detektor (20) nachgeschalteten, elektronischen Schaltung (14) mit einer Speichereinheit (15), in der eine wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung des Beleuchtungsfelds (46) der im Mikroskopsystem (1) vorhandenen Optiken (9) abgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein ansteuerbares Element (13) vorgesehen ist, das die Intensität des Beleuchtungslichtstrahls (5) pixelweise in Abhängigkeit von der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung steuert, so dass das Beleuchtungsfeld (46) homogen beleuchtet ist, und dass die elektronische Schaltung (14) pixelweise die abgelegte, wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung derart verrechnet, dass ein homogen ausgeleuchtetes Bildfeld (40) entsteht.
2. Mikroskopsystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) eine Steuerschaltung (60) ist, die direkt die Intensität des von der Lichtquelle (3) ausgehenden Beleuchtungslichtstrahls (5) entsprechend der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung steuert.
3. Mikroskopsystem (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) im Beleuchtungslichtstrahl (5) angeordnet ist.
4. Mikroskopsystem (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) im Beleuchtungslichtstrahl (5) eine LCD-Matrix ist, deren einzelnen Pixel entsprechend der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung angesteuert sind, und dass der Detektor (20) ein CCD-Chip ist.
5. Mikroskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scaneinrichtung (16) im Beleuchtungslichtstrahl (5) des Mikroskopsystems vorgesehen ist, die den Beleuchtungslichtstrahl (5) pixelweise über oder durch die Probe (10) führt.
6. Mikroskopsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) im Beleuchtungslichtstrahl ein akustooptisches Element ist, das in Abhängigkeit von der in der Speichereinheit (15) abgelegten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung derart ansteuerbar ist, dass das aus den einzelnen Pixel zusammengesetzte Beleuchtungsfeld eine homogene Helligkeitsverteilung aufweist.
7. Mikroskopsystem nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das akustooptische Element (13) ein AOTF, oder ein AOBS, oder ein AOM ist.
8. Mikroskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle (3) mindestens ein Laser vorgesehen ist, der den Beleuchtungslichtstrahl erzeugt.
9. Mikroskopsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laser ein Mehrlinien-Laser ist.
10. Mikroskopsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laser ein kontinuierliches Wellenlängenspektrum aussendet.
1 1. Mikroskopsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (20) mindestens ein lichtempfindliches Element (36, 37) umfasst, das seriell die Pixel des Beleuchtungsfeldes auf der Probe (10) aufnimmt, und die elektronische Schaltung (14) die einzelnen Pixel zu einem Bildfeld (40) zusammensetzt, das mit der entsprechenden, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung verrechenbar ist.
12. Mikroskopsystem nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet dass der Detektor (20) ein SP-Modul, mit mindestens einem lichtempfindlichen Element (36, 37), umfasst.
13. Mikroskopsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (14) ein FPGA ist.
14. Mikroskopsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (14) in einem dem Mikroskop zugeordneten PC realisiert ist.
15. Mikroskopsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die welleπlängenabhäπgige Helligkeitsverteilung als Modei realisiert ist.
16. Mikroskopsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche, wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung als Polynom höherer Ordnung approximiert ist und die mehreren Koeffizienten des Models als Spline- oder andersartig modellierte spektrale Funktion approximiert sind.
17. Verfahren zur Shading-Korrektur von mindestens einer im Mikroskopsystem (1) vorhandenen Optik (5), die ein Beleuchtungsfeld definiert, mindestens einer Lichtquelle (3), die einen Beleuchtungslichtstrahl (5) emittiert, der durch die Optik (5) hindurch eine Probe (10) beleuchtet und mindestens einen Detektor (20), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Hinterlegen der wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung in einer Speichereinheit (15) einer elektronischen Schaltung (14); • pixelweises Ansteuern eines anteuerbaren Elements (13) mit der wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung des Beleuchtungsfeldes der Optik (9), derart dass das Beleuchtungsfeld homogen beleuchtet ist; • pixelweises Aufnehmen des von der Probe (10) ausgehenden Detektionslichtstrahls (12); und
• Verrechnen des mit der Optik (9) aufgenommenen Bildfeldes mit der wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung des Beleuchtungsfeldes der Optik (9).
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung für jede im Mikroskopsystem (1) vorhandene Optik (9) mit dem Detektor (20) pixelweise ermittelt wird, und dass die ermittelte Helligkeitsverteiluπg in der Speichereiπheit (15) der elektronischen Schaltung (14) abgelegt ist.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) eine Steuerschaltung (60) ist, mit der direkt die Intensität des von der Lichtquelle (3) ausgehenden Beleuchtungslichtstrahls (5) entsprechend der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung gesteuert wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) im Beleuchtungslichtstrahl (5) angeordnet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) im Beleuchtungslichtstrahl (5) eine LCD-Matrix ist, deren einzelne Pixel entsprechend der gespeicherten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung angesteuert werden, und dass der Detektor (20) ein CCD-Chip ist, mit dem die wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung des Bildfeldes (40) ermittelt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Scaneinrichtung (16) im Beleuchtungslichtstrahl (5) des Mikroskopsystems (1) vorgesehen ist, mit der der Beleuchtungslichtstrahl (5) pixelweise über oder durch die Probe (10) geführt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Element (13) im Beleuchtungslichtstrahl (5) ein akustooptisches Element ist, das in Abhängigkeit von der in der Speichereinheit (15) abgelegten, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung derart angesteuert wird, dass das aus den einzelnen Pixel zusammengesetzte Beleuchtungsfeld eine homogene Helligkeitsverteilung auf oder in der Probe (10) aufweist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das akustooptische Element (13) ein AOTF, oder ein AOBS, oder ein AOM ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle (3) mindestens ein Laser vorgesehen ist, mit dem der Beleuchtungslichtstrahl (5) für das Mikroskopsystem (1) erzeugt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laser ein Mehrlinien-Laser ist.
27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Laser ein kontinuierliches Wellenlängenspektrum aussendet.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (20) mindestens ein lichtempfindliches Element (36, 37) umfasst, mit dem seriell die Pixel des Beleuchtungsfeldes auf der Probe (10) aufgenommen werden, und dass mit der elektronischen Schaltung (15) die einzelnen Pixel zu einem Bildfeld (40) zusammensetzt werden, das mit der entsprechenden, wellenlängenabhängigen Helligkeitsverteilung verrechnet wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (20) ein SP-Modul mit mindestens einem lichtempfindlichen Element (36, 37) umfasst.
30. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (14) ein FPGA ist.
31. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (14) in einem dem Mikroskopsystem (1) zugeordneten PC realisiert ist.
32. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung als Model dargestellt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche, wellenlängenabhängige Helligkeitsverteilung als Polynom höherer Ordnung approximiert wird und die mehreren Koeffizienten des Models als Spline- oder andersartig modellierte spektrale Funktion approximiert werden.
EP04804992A 2004-01-28 2004-12-22 Mikroskopsystem und verfahren zur shading-korrektur der im mikroskopsystem vorhandenen optiken Withdrawn EP1709473A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004004115.6A DE102004004115B4 (de) 2004-01-28 2004-01-28 Mikroskopsystem und Verfahren zur Shading-Korrektur der im Mikroskopsystem vorhandenen Optiken
PCT/EP2004/053659 WO2005073776A1 (de) 2004-01-28 2004-12-22 Mikroskopsystem und verfahren zur shading-korrektur der im mikroskopsystem vorhandenen optiken

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1709473A1 true EP1709473A1 (de) 2006-10-11

Family

ID=34745173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04804992A Withdrawn EP1709473A1 (de) 2004-01-28 2004-12-22 Mikroskopsystem und verfahren zur shading-korrektur der im mikroskopsystem vorhandenen optiken

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070076232A1 (de)
EP (1) EP1709473A1 (de)
JP (1) JP2007519962A (de)
DE (1) DE102004004115B4 (de)
WO (1) WO2005073776A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2436590T3 (es) 2008-04-21 2014-01-03 Covidien Lp Dispositivos embólicos de bola de trenza y sistemas de colocación
JP7054266B2 (ja) 2017-10-02 2022-04-13 ナノトロニクス イメージング インコーポレイテッド 顕微鏡撮像における口径食を低減するための装置および方法
CN112714888B (zh) 2018-09-28 2023-02-17 仪景通株式会社 显微镜系统、投影单元以及图像投影方法
JPWO2020066043A1 (ja) 2018-09-28 2021-08-30 オリンパス株式会社 顕微鏡システム、投影ユニット、及び、画像投影方法
JP7150867B2 (ja) 2018-09-28 2022-10-11 株式会社エビデント 顕微鏡システム
CN112714886B (zh) * 2018-09-28 2023-03-21 仪景通株式会社 显微镜系统、投影单元以及图像投影方法
DE102020120114A1 (de) 2020-07-30 2022-02-03 Abberior Instruments Gmbh Detektionseinrichtung für ein Laserscanning-Mikroskop

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1903348A1 (de) * 1969-01-23 1970-09-03 Siemens Ag Anordnung zum Konstanthalten des einer Fernsehkamera zugefuehrten Lichtstromes
JPH0685022B2 (ja) * 1984-07-05 1994-10-26 オリンパス光学工業株式会社 内視鏡用照明光学系
US5749830A (en) * 1993-12-03 1998-05-12 Olympus Optical Co., Ltd. Fluorescent endoscope apparatus
JPH07155291A (ja) * 1993-12-03 1995-06-20 Olympus Optical Co Ltd 蛍光観察装置
US6445884B1 (en) * 1995-06-22 2002-09-03 3Dv Systems, Ltd. Camera with through-the-lens lighting
DE59915024D1 (de) * 1998-02-20 2009-06-25 Leica Microsystems Anordnung zum kalibrieren eines laserscanmikroskops
US6917377B2 (en) * 2000-02-04 2005-07-12 Olympus Optical Co., Ltd. Microscope system
JP4512278B2 (ja) * 2000-02-04 2010-07-28 オリンパス株式会社 顕微鏡システム
JP2002090654A (ja) * 2000-09-12 2002-03-27 Olympus Optical Co Ltd 投影光学系を有する中間鏡筒及び投影光学系を有する顕微鏡

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005073776A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007519962A (ja) 2007-07-19
DE102004004115A1 (de) 2005-08-11
US20070076232A1 (en) 2007-04-05
DE102004004115B4 (de) 2016-08-18
WO2005073776A1 (de) 2005-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2156235B1 (de) Mikroskop und verfahren zum betreiben eines mikroskops
DE102009060793A1 (de) Hochauflösendes Mikroskop und Verfahren zur zwei- oder dreidimensionalen Positionsbestimmung von Objekten
DE102004053730B4 (de) Verfahren und Anordnung zur Unterdrückung von Falschlicht
DE102015011441A1 (de) Fluoreszenzlichtdetektionssystem und Mikroskopiesystem
DE102004016253B4 (de) Rastermikroskop und Verfahren zur rastermikroskopischen Untersuchung einer Probe
DE102005042890B4 (de) Konfokalmikroskop und Verfahren zur Detektion mit einem Konfokalmikroskop
DE102011013614A1 (de) Laser-Scanning-Mikroskop und Verfahren zu seinem Betrieb
DE102012205032A1 (de) Hochauflösende Fluoreszenzmikroskopie
DE10357245A1 (de) Optischer Bildscanner mit beweglichem Kalibrierungsziel
EP0466979B1 (de) Anordnung zur simultanen konfokalen Bilderzeugung
DE102006000976A1 (de) Vorrichtung, Mikroskop mit Vorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren eines Photosensor-Chips
DE102004004115B4 (de) Mikroskopsystem und Verfahren zur Shading-Korrektur der im Mikroskopsystem vorhandenen Optiken
EP1929353B1 (de) Verfahren zur erzeugung von darstellungsbildern aus erfassten aufnahmebildern und mittel zur durchführung des verfahrens
CH689703A5 (de) Photomikroskop.
EP2988157A1 (de) Verfahren zur abbildung einer probe mittels eines mikroskops und mikroskop
EP1273951B1 (de) Scanmikroskop und Verfahren zur wellenlängenabhängigen Detektion
DE102019135521A1 (de) Messanordnung, Lichtmikroskop und Messverfahren zur bildgebenden Tiefenmessung
DE102013105102A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Merkmalen an Messobjekten
DE202018103032U1 (de) Mikroskopiersystem zur Aufnahme eines Konfokalbildes und eines nicht-konfokalen Transmissionsbildes
DE10317669A1 (de) Verfahren zur Separierung von Detektionskanälen eines mikroskopischen Systems
EP4211507A1 (de) Operationsmikroskop mit mindestens zwei kameraeinrichtungen
DE102006052542B4 (de) Bilderfassungseinrichtung
DE102023101782B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes einer Probe
WO2018033497A1 (de) Verfahren und anordnung zur erfassung von bilddaten
EP1030214A2 (de) Verfahren zum Optimieren der Beleuchtungsverteilung in einem photographischen Kopiergerät

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060707

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: HAY, WILLIAM

Inventor name: OLSCHEWSKI, FRANK

Inventor name: NICKEL, JOCHEN

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090313

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20090924