WO2018059667A1 - Spektroskopie in reflexion mit autofokusoptik sowohl im beleuchtungspfad als auch im detektionspfad - Google Patents

Spektroskopie in reflexion mit autofokusoptik sowohl im beleuchtungspfad als auch im detektionspfad Download PDF

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WO2018059667A1
WO2018059667A1 PCT/EP2016/072976 EP2016072976W WO2018059667A1 WO 2018059667 A1 WO2018059667 A1 WO 2018059667A1 EP 2016072976 W EP2016072976 W EP 2016072976W WO 2018059667 A1 WO2018059667 A1 WO 2018059667A1
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light
lenses
designed
arrangement
reflected
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Inventor
Thomas Engel
Maximilian Fleischer
Alexander Michael Gigler
Remigiusz Pastusiak
Tobias Paust
Elfriede Simon
Evamaria STÜTZ
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy

Definitions

  • This invention relates to an arrangement for measuring reflected signals according to the preamble of claim 1 and to a method for measuring reflected signals according to the preamble of claim 13.
  • the angle at which the incident signal hits the surface is important. If this angle of incidence selected unfavorable, it may happen that the reflected and final finishing ver ⁇ distortion detected signal and the measurement therefore becomes unusable.
  • Another option is to examine the data collected in Nachhin ⁇ one on so-called outliers. It is possible to remove signals with a low signal-to-noise ratio or too little overall signal from the data. For data that does not differ significantly from the majority of the data, it is difficult to filter them off. In addition, when different information from different sample levels are mixed in the signal, they can also be removed only with great effort in the post-processing. For applications that only reflect the signal, these problems are mostly irrelevant but if the reflected signals are processed, such changes are troublefree ⁇ rend and avoid them.
  • the object underlying the invention is as ⁇ rin to provide a solution that can detect a measurement of reflected signals in relation to the prior art much more finely.
  • the inventive apparatus for the measurement of reflected signals includes a first means for emitting light on a surface and a thereto laterally offset second means for detecting the surface reflected components of light, which are designed such that the illumination unit includes a first arrangement for Manipu ⁇ Having the output of the light emitted, and the detection device has a second arrangement for manipulating the reflected light, which are each configured such that they are each arranged in the beam path of the light, and they are configured such that the emitted and reflected Light can be focused.
  • the Singal-noise ratio is increased and thus the measurement ak ⁇ kurater or the measurement-use entities, such examples spielwiese prediction modules which findings of Actions In ⁇ complications can affect the properties of the material, get higher quality data provided. In essence, this is achieved in that it is ensured by the invention that the detected by the Detektorein ⁇ direction reflected light components are maximum.
  • the detector device can thus forward as much as possible to a detector, for example via a light conductor connecting it. Further advantages are given by the ange ⁇ given in the dependent claims ⁇ developments.
  • the first and / or second manipulation device is designed such that it is formed by at least two lenses, and designed such that at least one of the Lin ⁇ sen is mounted so movable that the distance between the lenses are varied can.
  • the first and / or second manipulation device is designed such that it is formed by at least two lenses, and designed such that at least one of the Lin ⁇ sen is mounted so movable that the distance between the lenses are varied can.
  • and / or second manipulation device is configured with a pair of lenses.
  • the device of the invention may be such WEI ned, and that the first and / or second Manipulati ⁇ ons shark is configured with an at least three lenses having multiple lens system.
  • a multi-lens system offers more options and degrees of freedom in the adjustment, so that they are adapted. It is also conceivable to provide a mixed design in such a way that one device has a pair of lenses and the other has a multi-lens system, that is to use this development in addition, if this achieves further optimization with regard to the adaptation of the arrangement.
  • the apparatus is further formed according to the invention is such that the first and / or second tamper ⁇ device is designed such that it with an input Direction for controlling the movement of the lenses is functionally connected.
  • the focusing of the lenses during the measurement but also other variables such as lateral distance of the devices and / or alignment, in particular angle, of the two devices to each other, accomplish.
  • the evaluation device is designed such that it generates the information output, in particular at least one control signal, based on an evaluation of at least one variable correlated with the effect of the first and second manipulation device, it is ensured that the two settings of the Focus coordinated, which can lead to a further increase in the "captured" reflected light.
  • a further advantageous embodiment of the invention is to give Ge, when the inventive device such crimege ⁇ forms is that the delivery means and Detektionsein- direction is designed such that it operably connected to a spectrometer, in particular in this inte grated ⁇ are , In the spectrometer, the inventive arrangement for measuring in particular dimensions unfolds its advantages.
  • Traumaredu can be done.
  • the lenses are mounted in a, in particular ⁇ mechanically, along the optical axis slidable brackets.
  • this development is suitable, inter alia, for the fact that thereby the diameter of the arrangement can be reduced and the arrangement can rather exploit the length of the working channel.
  • the apparatus is also so knowgebil ⁇ det that the holders configured with
  • Piezo actuators are functionally connected, that the displacement is mediated by the piezo actuators.
  • a space-saving design which is particularly suitable for the conversion of control signals to kinetic energy is given, which also does not require much electrical energy, which is not the last resort with regard to health aspects of further advantage.
  • a first means for emitting light on a surface and a thereto laterally offset second means for detecting the surface reflected components of the light are operated such that the loading ⁇ illumination unit, a first arrangement for manipulating the emitted light, and the detection means a second Arrangement for manipulating the reflected light in each case in the beam path of the light operates, wherein they are operated such that the emitted and reflected light can be focused Siert.
  • the implementation of the method makes it possible to realize the advantages created and given in the arrangement by suitable operation.
  • FIGURE of a simplified representation of an embodiment of the inventive arrangement in the FIGURE an embodiment of the inventive arrangement as a multi-autofocus detector system MADS is shown greatly simplified, on the basis of which features of the procedural ⁇ and possible embodiments / embodiments are explained in more detail.
  • the multi-autofocus detector system MADS operates a system comprising an illumination device AE, which emits light aL on a sample OP of a material to be examined, and a detector DE, for receiving reflected light rL. Furthermore, it is to be indicated that this system MADS is operated with integrated autofocus, whereby the arrangement according to the invention MADS on the right side is not in focus and the arrangement MADS on the left side is in focus to illustrate the effect of the invention.
  • each device AE, DE as a pair of lenses LP1, LP1 is configured, which can be stored in a movable manner (indicated by the double arrows and the pale Darge ⁇ presented third lens in the respective device AE, DE)
  • the lens pairs LP1, LP2 are arranged respectively for the BL LEVEL ⁇ processing beam path and the detection beam path around the optical axis OA, so that they can optimally affect the focusing.
  • Each lens system LP1, LP2 is integrated we ⁇ gen mount not shown in a simplicity which allows to move the lenses mechanically along the optical axis.
  • This procedure can be done via linear tables or
  • Piezoactuators be accomplished.
  • the holder together with lenses and displacement electrics is referred to below as a measuring head.
  • ge ⁇ in this context means that as much reflected light RL from Detek ⁇ tormesskopf DE collected and is transported in an optical fiber LL2, for example, to the detector so that the detector an optimal yield of light is measured.
  • the detector probe DE can recom- catch a maximum amount of light.
  • the tuning according to the invention via evaluation devices AUS_E (feedback) of the two focuses during illumination and detection has the advantages that the maximized signal has the best possible signal-to-noise ratio.
  • the result is that the data itself remains more similar to the sample because the measurement settings remain the same and the measurement environment varies less.
  • This is not least useful for training of mathematical models that can be implemented as predictive models, such as the type of maschinel- len learning, for example, operatively connected to the off ⁇ values facility AUS_E.
  • the focus of the invention is also advantageous since it will be eliminated about the relationship between the direct reflection of the diffuse and those which passed through the samples under ⁇ interior.
  • the invention also avoids that information from different levels is detected when the two devices DE, AE are out of focus.
  • modifying both foci according to the invention can influence the ratios of direct, diffuse and signals from the sample interior, so that maximum information content can be detected.
  • the focusing according to the invention avoids this disadvantage.
  • the invention reduces the occurrence of false statements by forming a predictive model in the predictive analysis. since the detected signals according to the invention make the model safe, because due to the, in particular automatically tuned, focusing false information can not be included in the signal and thus reduces the probability of false statement.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung von reflektierten Signalen, bei dem eine erste Einrichtung zur Abgabe von Licht auf eine Oberfläche und eine hierzu lateral versetzte zweite Einrichtung zur Detektion von der Oberfläche reflektierter Anteile des Lichts, die derart betrieben werden, dass die Beleuchtungseinheit eine erste Anordnung zur Manipulation des abgegebenen Lichts, und die Detektionseinrichtung eine zweite Anordnung zur Manipulation des reflektierten Lichts jeweils im Strahlgang des Lichts betreibt, wobei sie derart betrieben werden, dass das abgegebene und reflektierte Licht fokussiert werden kann.

Description

Beschreibung
SPEKTROSKOPIE IN REFLEXION MIT AUTOFOKUSOPTIK SOWOHL IM BELEUCHTUNGSPFAD ALS AUCH IM DETEKTIONSPFAD
Diese Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung von reflektierten Signalen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Messung von reflektierten Signalen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 13.
Es ist bekannt, dass bei der Detektion von an Oberflächen re- flektierten Signalen das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und der Informationsgehalt des Signals eine entscheidende Rolle spielt .
In diesem Zusammenhang ist der Winkel wichtig, mit welchem das einfallende Signal auf die Oberfläche trifft. Ist dieser Einfallswinkel ungünstig gewählt, so kann es passieren, dass das reflektierte und letzten Endens detektierte Signal ver¬ zerrt und die Messung daher unbrauchbar wird.
Ein bekannter Ansatz ist es, das Problem zu ignorieren und damit eine kalkulierte Unsicherheit zu provozieren und/oder sie durch eine sehr große Datenmenge zu reduzieren.
Damit können aber niemals Ansprüche auf eine hohe Genauigkeit oder eine zuverlässige Vorhersage bzgl. der untersuchten Oberfläche gestellt werden.
Eine weitere Möglichkeit ist, die erhobenen Daten im Nachhin¬ ein auf sogenannte Ausreißer zu untersuchen. Dabei ist es möglich, Signale mit geringem Signal-Rausch Verhältnis oder zu geringem Gesamtsignal aus den Daten zu entfernen. Für Daten, welche sich nicht signifikant von der Mehrheit der Daten unterscheiden, ist es schwierig diese weg zu filtern. Zudem, wenn unterschiedliche Informationen aus unterschiedlichen Probenebenen im Signal vermischt sind, lassen sich diese auch in der Nachbearbeitung nur sehr aufwändig entfernen. Bei Anwendungen, die das Signal nur widerspiegeln, sind diese Probleme meist unerheblich aber wenn die reflektierten Signale weiterverarbeitet werden, sind solche Veränderungen stö¬ rend und zu vermeiden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher da¬ rin, eine Lösung anzugeben, die eine Messung reflektierter Signale in einer gegenüber dem Stand der Technik wesentlich genaueren Art detektieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch Vorrichtung zur Messung von reflektierten Signalen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 durch dessen Merkmale gelöst, sowie durch das Verfahren zur Messung von reflektierten Signalen gemäß dem Anspruch 10 durch dessen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von reflektierten Signalen weist eine erste Einrichtung zur Abgabe von Licht auf eine Oberfläche und eine hierzu lateral versetzte zweite Einrichtung zur Detektion von der Oberfläche reflektierter Anteile des Lichts, die derart ausgestaltet sind, dass die Beleuchtungseinheit eine erste Anordnung zur Manipu¬ lation des abgegebenen Lichts aufweist, und die Detektions- einrichtung eine zweite Anordnung zur Manipulation des re- flektierten Lichts aufweist, die jeweils derart ausgestaltet sind, dass sie jeweils im Strahlgang des Lichts angeordnet sind, und sie derart ausgestaltet sind, dass das abgegebene und reflektierte Licht fokussiert werden kann. Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung ist, dass der Singal Rausch Abstand vergrößert wird und so die Messung ak¬ kurater ist bzw. die Messung nutzenden Entitäten, wie bei- spielswiese Vorhersagemodule, welche Feststellungen von Im¬ plikationen abgeben können die Eigenschaften des Materials betreffen, hochwertigere Daten zur Verfügung gestellt bekommen. Im Wesentlichen wird das erreicht, in dem durch die Erfindung sichergestellt wird, dass die von der Detektorein¬ richtung erfassten reflektierten Lichtanteile maximal sind. Die Detektoreinrichtung einem Detektor also so viel wie möglich, beispielweise über einen sie verbindenden Lichtleiter, weitergeleiten kann. Weitere Vorteile sind durch die in den Unteransprüchen ange¬ gebenen Weiterbildungen gegeben.
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erste und/oder zweite Manipulationseinrichtung derart ausgestaltet, dass sie durch zumindest zwei Linsen gebildet ist, sowie derart ausgestaltet, dass zumindest eine der Lin¬ sen derart beweglich gelagert ist, dass der Abstand zwischen den Linsen variiert werden kann. Hierdurch ist eine sehr einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Erfindung gegeben, welche eine Einstellung der Fokussierung bei Abgabe- und De- tektionseinrichtung ermöglicht.
Am kostengüngstigsten und aufwandsärmsten wird die Ausgestaltung der Erfindung betrachtet, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung derart weitergebildet ist, dass die erste
und/oder zweite Manipulationseinrichtung mit einem Linsenpaar ausgestaltet ist.
Alternativ kann die erfindungsgemäße Vorrichtung derart wei- tergebildet sein, dass die erste und/oder zweite Manipulati¬ onseinrichtung mit einem mindestens drei Linsen aufweisenden Mehrlinsensystem ausgestaltet ist. Ein Mehrlinsensystem bietet weitere Optionen und Freiheitsgrade bei der Einstellung, so dass diese angepasster erfolgen. Denkbar ist auch eine Mischgestaltung derart vorzusehen, dass eine Einrichtung ein Linsenpaar und die andere ein Mehrlinsensystem aufweist, also diese Weiterbildung ergänzend einzusetzen, wenn dies eine weiter Optimierung hinsichtlich der Anpassung der Anordnung erwirkt .
Vorzugsweise wird die Vorrichtung gemäß der Erfindung derart weitergebildet, dass die erste und/oder zweite Manipulations¬ einrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie mit einer Ein- richtung zur Steuerung der Bewegung der Linsen funktional verbunden ist. Hierdurch lässt sich die Fokussierung der Linsen während der Messung aber auch anderer Größen wie lateraler Abstand der Einrichtungen und/oder Ausrichtung, insbeson- dere Winkel, der beiden Einrichtungen zueinander, bewerkstelligen .
Dieser Vorteil wird verstärkt, wenn die erfindungsgemäße Vor¬ richtung nach dem vorhergehenden Anspruch, derart weiterge- bildet wird, dass die Steuerungseinrichtung derart ausgestal¬ tet ist, dass sie mit einer Auswertungseinrichtung derart verbunden ist und funktional zusammenwirkt, dass aufgrund ei¬ ner Informationsausgabe der Auswertungseinrichtung zumindest die erste und/oder zweite Manipulationseinrichtung gesteuert wird. Vor Allem wird hierdurch ein Automatismus möglich, der alternativ oder ergänzend zu einer Einstellungsmöglichkeit der Steuerung seitens eines Nutzers erfolgen kann.
Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung derart weitergebildet, dass die Auswertungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die Informationsausgabe, insbesondere mindestens ein Steuersignal, auf Grundlage einer Auswertung mindestens einer mit der Wirkung der ersten und zweiten Manipulationseinrichtung korrelierenden Größe erzeugt, ist gewährleistet, dass die beiden Einstellungen des Fokus aufeinander abgestimmt erfolgen, was zu einer weiteren Steigerung des „eingefangenen" reflektierten Lichts führen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist ge- geben, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung derart weiterge¬ bildet wird, dass die Abgabeeinrichtung und Detektionsein- richtung derart ausgestaltet ist, dass sie mit einem Spektro- meter funktional verbunden, insbesondere in diesem inte¬ griert, sind. Im Spektrometer entfaltet die erfindungsgemäße Anordnung zur Messung im Besonderen Maße seine Vorteile.
Dies gilt im besonderen Maße für die Ausgestaltung der Vorrichtung bei, dass das Spektrometer zur medizinischen, insbe- sondere minimalinvasiven, Feststellung einer pathologischen Implikation ausgestaltet ist, so dass diese Weiterbildung der Erfindung besonders bevorzugt ist. Insbesondere weil hier¬ durch Traumata für Patienten reduziert werden können und die Unterscheidung von krankhaftem Gewebe so präzisiert werden kann, dass eine Entfernung desselben akkurat und
traumareduziert erfolgen kann.
Nicht nur für diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vor- richtung ist es von Vorteil, dass die Linsen in einer, insbe¬ sondere mechanisch, entlang der optischen Achse verschiebbaren Halterungen angebracht sind. Hierdurch ist diese Weiterbildung aber unter anderem dafür geeignet, dass dadurch der Durmesser der Anordnung reduziert werden und die Anordnung eher die Länge des Arbeitskanals ausnutzen kann.
Eine, insbesondere in diesem Sinne, gut zu implementierende Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gegeben, wenn die Halterungen als lineartechnische Einrichtungen, ins- besondere Lineartische, verschiebbar ausgestaltet sind.
Vorzugsweise wird die Vorrichtung zudem derart weitergebil¬ det, dass die Halterungen derart ausgestaltet mit
Piezoaktoren funktional verbunden sind, dass die Verschiebung durch die Piezoaktoren vermittelt wird. Hierdurch ist eine platzsparende für die Wandlung von Steuersignalen zu Bewegungsenergie besonders geeignete Ausgestaltung gegeben, die auch nicht viel elektrische Energie erfordert, was nicht zu¬ letzt hinsichtlich gesundheitlicher Aspekte von weiterem Vor- teil ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Messung von reflektierten Signalen werden eine erste Einrichtung zur Abgabe von Licht auf eine Oberfläche und eine hierzu lateral versetzte zweite Einrichtung zur Detektion von der Oberfläche reflektierter Anteile des Lichts derart betrieben, dass die Be¬ leuchtungseinheit eine erste Anordnung zur Manipulation des abgegebenen Lichts, und die Detektionseinrichtung eine zweite Anordnung zur Manipulation des reflektierten Lichts jeweils im Strahlgang des Lichts betreibt, wobei sie derart betrieben werden, dass das das abgegebene und reflektierte Licht fokus- siert werden kann. Die Implementierung des Verfahrens ermög- licht die in der Anordnung angelegten und gegebenen Vorteile durch geeigneten Betrieb zu verwirklichen.
Das Gleiche gilt für die Weiterbildungen des Verfahrens, wel¬ che durch Schritte zum Betreiben der Anordnungsmerkmale, ins- besondere seiner weiterbildungsgemäßen Mittel, gekennzeichnet ist .
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun ausgehend von dem in der einzigen Figur dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die
FIGUR einer vereinfachten Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung In der FIGUR ist einAusführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung als Multi-Autofokus-Detektor System MADS stark vereinfacht dargestellt, anhand dessen auch Merkmale des Verfah¬ rens und möglicher Ausgestaltungsformen/Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Zu erkennen ist, dass das Multi-Autofokus-Detektor System MADS ein System aus einer Beleuchtungseinrichtung AE, die Licht aL auf eine Probe OP eines zu untersuchenden Materials abgibt, und eine Detektoreinrichtung DE, zur Aufnahme von re- flektiertem Licht rL, betreibt. Ferner ist zu angedeutet, dass dieses System MADS mit integrierten Autofoki betrieben wird, wobei zur Darstellung der Wirkung der Erfindung die erfindungsgemäße Anordnung MADS auf der rechten Seite nicht im Fokus ist und die Anordnung MADS auf der linken Seite im Fo- kus ist.
Zu erkennen ist, dass das System MADS, welche grundsätzlich auch als Mehrlinsensystem gebildet werden kann, beim darge- stellten Beispiel je Einrichtung AE, DE als ein Linsenpaar LP1, LP1 ausgestaltet ist, welches beweglich gelagert werden kann (angedeutet durch die Doppelpfeile und die blass darge¬ stellte dritte Linse in der jeweiligen Einrichtung AE, DE)
Die Linsenpaare LP1, LP2, sind dabei jeweils für den Beleuch¬ tungsstrahlengang und den Detektionsstrahlengang um die optische Achse OA angeordnet, damit sie die Fokussierung optimal beeinflussen können.
Jedes Linsensystem LP1, LP2, ist in eine der Einfachheit we¬ gen nicht dargestellten Halterung integriert, welche es erlaubt, die Linsen mechanisch entlang der optischen Achse zu verschieben .
Diese Verfahrensweise kann über Linearstelltische bzw.
Piezoaktuatoren bewerkstelligt werden. Die Halterung samt Linsen und Verschiebeelektrik wird im Folgenden als Messkopf bezeichnet .
Es gibt nun für die dargestellte Multi-Autofokus Detektion zwei Messköpfe, bei denen einer als Beleuchtungs-Messkopf AE dient, der andere als Detektormesskopf DE ausgestaltet ist. Wird der Detektionsstrahl durch Verschieben des Linsensystems am Messkopf fokussiert, so ist in diesem Zusammenhang ge¬ meint, dass möglichst viel reflektiertes Licht rL vom Detek¬ tormesskopf DE aufgefangen und in eine Lichtleiterfaser LL2, beispielweise zum Detektor, transportiert wird, damit am De- tektor eine optimale Ausbeute an Licht gemessen wird.
Eine Fokussierung des Beleuchtungsstrahles bedeutet wiederum, dass der Lichtstrahl aL so auf die Probenoberfläche ein¬ strahlt, dass der Detektormesskopf DE maximal viel Licht emp- fangen kann.
Dies ist an einem gegenüber einem zweiten Auswertesignal SIGNAL2 verbesserten Auswertesignal SIGNALI zu erkennen mit einem SNR der deutlich größer ist als bei dem zweiten
SIGNAL2.
Insgesamt bedeutet das, dass für jeden Messschritt, bei- spielsweise die Aufnahme eines Spektrums, es möglich ist, dass am Detektor ankommende Signal SIGNAL2 zu maximieren.
Dies wird bei einer dargestellten Weiterbildung der Erfindung über ein Feedback-System AUS_E automatisiert, damit bei einem Messschritt nicht zu viel Zeit verloren geht und die Messung damit effizient bleibt. Dies kann insbesondere bei einer me¬ dizinischen Anwendung besonders vorteilhaft sein.
Mit dem Multi-Autofokus-Detektor System MADS erreicht man nicht nur, dass am Detektor ein maximiertes Signal messbar ist. Das erfindungsgemäße Abstimmen über Auswerteeinrichtungen AUS_E (Feedback) der beiden Foki bei Beleuchtung und De- tektion hat die Vorteile, dass das maximierte Signal über das bestmögliche Signal-Rausch Verhältnis verfügt.
Das bedeutet, dass weniger Rauschen in den Daten auftaucht und diese geringer verzerrt werden.
Für eine Reproduzierbarkeit bei einer bestimmten Probenober- flächen ergibt sich damit, dass die Daten bei selber Probe ähnlicher bleiben, weil die Messeinstellungen gleich bleiben, und die Messumgebung weniger variiert. Dies ist nicht zuletzt für ein Training von mathematischen Modellen nützlich, die als Vorhersagemodelle, beispielsweise nach Art des maschinel- len Lernens, beispielsweise funktional verbunden mit der Aus¬ werteeinrichtung AUS_E implementiert sein können.
Ein weiterer, insbesondere diese Implementierung unterstüt¬ zender, Vorteil besteht darin, dass Unterschiede zwischen Probeninneren und der Oberfläche immer auf die gleiche Art und Weise detektiert werden und die Varianzen in den Daten nicht mehr den Ursprung eines sich ändernden Messsystems haben . Zudem erreicht man, dass schräge Probenoberflächen besser erkannt werden, da dort das Signal nicht mehr so stark durch die Schräglage verringert wird. Für das Beispiel der Spekt- roskopie bedeutet dies, dass raue Oberflächen weniger Proble¬ me darstellen, weil Schrägen weniger negativen Einfluss auf die Messung haben.
Die erfindungsgemäße Fokussierung ist zudem von Vorteil, da sie über das Verhältnis von direkter Reflektion, der diffusen und solcher, die durch das Probeninnere geleitet wird, unter¬ scheidet .
Sie vermeidet falsche oder sich ändernde Fokussierung, die die Messung und den Informationsgehalt an sich verändern so¬ wie das Signal-Rausch Verhältnis verschlechtern würde.
Gibt es bei den Messungen in der Tiefe der Probe ein von der Oberfläche unterschiedliches Material, so vermeidet die Erfindung auch, dass Informationen aus unterschiedlichen Ebenen detektiert werden, wenn die beiden Einrichtungen DE, AE aus dem Fokus sind.
Beim Problem der direkten Reflektion kann erfindungsgemäßes Abändern beider Foki die Verhältnisse von direkter, diffuser und Signale aus dem Probeninneren beeinflussen, so dass maximaler Informationsgehalt detektiert werden kann.
Gibt es bei den Messungen in der Tiefe der Probe ein von der Oberfläche unterschiedliches Material, so können durch sich ändernde Fokussierung Informationen aus unterschiedlichen Ebenen detektiert werden, die aber in diesem Fall nicht erwünscht sind. Durch die erfindungsgemäße Fokussierung wird dieser Nachteil vermieden.
Wie sich aus dem bereits Erläuterten ergibt, wird dank der Erfindung bei Bildung eines Vorhersagemodells in der prädik- tiven Analyse, das Auftauchen von Falschaussagen reduziert, da die gemäß der Erfindung detektierten Signale das Modell sicher machen, da aufgrund der, insbesondere automatisch abgestimmten, Fokussierung falsche Informationen nicht in das Signal mit einfließen können und damit die Wahrscheinlichkeit der Falschaussage sinkt.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel des Verfahrens, oder beschriebenen (Anordnungs- ) Varianten eingeschränkt. Vielmehr umfasst sie alle Kombinationen und Ausge- staltungsvarianten, die durch die Ansprüche gegeben sind.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Messung von reflektierten Signalen, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung zur Abgabe von Licht auf eine Oberfläche und eine hierzu lateral versetzte zweite Einrichtung zur Detektion von der Oberfläche reflektierter Anteile des Lichts, derart ausgestaltet, dass die Be¬ leuchtungseinheit eine erste Anordnung zur Manipulation des abgegebenen Lichts aufweist, und die Detektionseinrichtung eine zweite Anordnung zur Manipulation des reflektierten
Lichts aufweist, die jeweils derart ausgestaltet sind, dass a) sie jeweils im Strahlgang des Lichts angeordnet sind, und
b) sie derart ausgestaltet sind, dass das abgegebene und reflektierte Licht fokussiert werden kann.
2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Manipulations¬ einrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie durch zumindest zwei Linsen gebildet ist, sowie derart ausgestaltet ist, dass zumindest eine der Linsen derart beweglich gelagert ist, dass der Abstand zwischen den Linsen variiert werden kann.
3. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Manipulations¬ einrichtung mit einem Linsenpaar ausgestaltet ist.
4. Vorrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Manipulationseinrichtung mit einem mindestens drei Linsen aufweisenden Mehrlinsensystem ausgestaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Manipulations- einrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie mit einer Ein¬ richtung zur Steuerung der Bewegung der Linsen funktional verbunden ist.
6. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung derart ausge¬ staltet ist, dass sie mit einer Auswertungseinrichtung derart verbunden ist und funktional zusammenwirkt, dass aufgrund ei- ner Informationsausgabe der Auswertungseinrichtung die erste und/oder zweite Manipulationseinrichtung gesteuert wird.
7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung derart ausge- staltet ist, dass sie die Informationsausgabe, insbesondere mindestens ein Steuersignal aus Grundlage einer Auswertung mindestens einer mit der Wirkung der ersten und zweiten Manipulationseinrichtung korrelierenden Größe erzeugt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeeinrichtung und Detekti- onseinrichtung derart ausgestaltet sind, dass sie mit einem Spektrometer funktional verbunden ist, insbesondere in diesem integriert sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrometer zur medizinischen, insbesondere minimalinvasiven, Feststellung einer pathologischen Implikation ausgestaltet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen in einer, insbesondere mecha¬ nisch, entlang der optischen Achse verschiebbaren Halterungen angebracht sind.
11. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen als lineartechnische Einrichtungen, insbesondere Lineartische, verschiebbar ausge¬ staltet sind.
12. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen derart aus- gestaltet mit Piezoaktoren furktional verbunden sind, dass die Verschiebung durch die Piezoaktoren vermittelt wird.
13. Verfahren zur Messung von reflektierten Signalen, ge- kennzeichnet durch eine erste Einrichtung zur Abgabe von
Licht auf eine Oberfläche und eine hierzu lateral versetzte zweite Einrichtung zur Detektion von der Oberfläche reflektierter Anteile des Lichts, die derart betrieben werden, dass die Beleuchtungseinheit eine erste Anordnung zur Manipulation des abgegebenen Lichts, und die Detektionseinrichtung eine zweite Anordnung zur Manipulation des reflektierten Lichts jeweils im Strahlgang des Lichts betreibt, wobei sie derart betrieben werden, dass das abgegebene und reflektierte Licht fokussiert werden kann.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Schritte zum Betreiben der Anordnungsmerkmale, insbesondere Mittel, nach einem der Ansprüche 2 bis 12 durchgeführt werden.
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