DE10126286A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Punktweisen scannen einer Probe - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Punktweisen scannen einer Probe

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Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum punktweisen Scannen einer Probe (15) ist offenbart. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte des Erzeugens (45) eines Sollsignals (10) für jeden Scanpunkt und des Übergebens (47) des Sollsignals (10) an eine Scaneinrichtung (7). In weiteren Schritten erfolgt das Ermitteln (49) eines Istsignals (25), für jeden Scanpunkt aus der Stellung der Scaneinrichtung (7), das Detektieren (51) mindestens eines Detektionssignals (21) für jeden Scanpunkt, das Errechnen (53) eines Darstellsignals (27) und einer Bildpunktposition (29) aus dem Istsignal (25) und/oder dem Sollsignal (10) und dem Detektionssignal (21) und das Zuordnen (55) des Darstellsignals (27) zu der Bildpunktposition (29).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum punktweisen Scannen einer Probe.
In der Scanmikroskopie wird eine Probe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, um das von der Probe emittierte Detektionslicht, als Reflexions- oder Fluoreszenzlicht, zu beobachten. Der Fokus eines Beleuchtungslichtstrahles wird mit Hilfe einer steuerbaren Scaneinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Probenebene bewegt, wobei die Ablenkachsen meist senkrecht aufeinander stehen, so daß ein Spiegel in x-, der andere in y-Richtung ablenkt. Die Scaneinrichtung wird mit einem Sollsignal angesteuert. Die Verkippung der Spiegel wird beispielsweise mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen bewerkstelligt, wobei sowohl schnelle resonante als auch langsamere (genauere) nichtresonante Galvanometer zum Einsatz kommen. Die Leistung des von der Probe kommenden Detektionslichtes wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung (Istsignal) ausgerüstet. Üblicher Weise wird das Istsignal eindeutig dem jeweiligen Detektionssignal zugeordnet, um ein Bild erzeugen zu können.
Speziell in der konfokalen Scanmikroskopie wird eine Probe mit dem Fokus eines Lichtstrahles in drei Dimensionen abgetastet.
Ein konfokales Scanmikroskop umfasst im Allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende - die sog. Anregungsblende - fokussiert wird, einen Strahlteiler, eine Scaneinrichtung zur Strahlsteuerung, eine Mikroskopoptik, eine Detektionsblende und die Detektoren zum Nachweis des Detektions- bzw. Fluoreszenzlichtes. Das Beleuchtungslicht wird über einen Strahlteiler eingekoppelt. Das von der Probe kommende Fluoreszenz- oder Reflexionslicht gelangt über die Scaneinrichtung zurück zum Strahlteiler, passiert diesen, um anschließend auf die Detektionsblende fokussiert zu werden, hinter der sich die Detektoren befinden. Diese Detektionsanordnung wird Descan-Anordnung genannt.
Detektionslicht, das nicht direkt aus der Fokusregion stammt, nimmt einen anderen Lichtweg und passiert die Detektionsblende nicht, so daß man eine Punktinformation erhält, die durch sequentielles Abtasten der Probe mit dem Fokus des Beleuchtungslichtstrahles zu einem dreidimensionalen Bild führt. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Bilddatennahme erzielt. Kommerzielle Scanmikroskope bestehen meist aus einem Scanmodul, das an das Stativ eines klassischen Lichtmikroskops angeflanscht wird, wobei das Scanmodul alle genannten zur Abrasterung einer Probe zusätzlich nötigen Elemente beinhaltet.
In der konfokalen Scanmikroskopie kann im Falle der Zweiphotonenanregung (oder Mehrphotonenanregung) auf eine Detektionsblende verzichtet werden, da die Anregungswahrscheinlichkeit vom Quadrat der Photonendichte und damit vom Quadrat der Beleuchtungslichtintensität abhängt, die naturgemäß im Fokus viel höher ist als in den Nachbarregionen. Das zu detektierende Fluoreszenzlicht stammt daher mit großer Wahrscheinlichkeit zum aller größten Teil aus der Fokusregion, was eine weitere Differenzierung von Fluoreszenzphotonen aus dem Fokusbereich von Fluoreszenzphotonen aus den Nachbarbereichen mit einer Blendenanordnung überflüssig macht.
Idealer Weise müsste die Bahn des Abtaststrahles auf oder in der Probe einen Mäander (Abrastern einer Zeile in x-Richtung bei konstanter y-Position, anschließend x-Scan anhalten und per y-Verstellung auf die nächste abzurasternde Zeile schwenken und dann bei konstanter y-Position diese Zeile in negative x-Richtung auslesen usw.) beschreiben. In der Realität wird dies jedoch aufgrund verschiedener Störeinflüsse nicht erreicht, so dass störende Bildfehler auftreten. Insbesondere die Massenträgheit der bewegten Bauteile, der Stellelemente und der Spiegel erlauben nur bei sehr langsamem Scannen eine mäanderförmige Scanbahn. Bei schnellem Scannen werden die Stellelemente vorzugsweise sägezahnförmig (linear in der Zeit) oder sinusförmig (nahezu linear im mittleren Bereich) angesteuert. Tatsächlich folgen die Stellelemente bei schnellem Scannen nicht exakt dem Sollsignal. Die Scanbahn des Lichtstrahles beschreibt in der Probe eine sinusähnliche Kurve. Eine weitere Fehlerquelle ist darin zu suchen, dass die Projektion der Bahngeschwindigkeit auf die x-Richtung in der Nähe der Umkehrpunkte niedriger, als im linearen Bereich der sinusähnlichen Kurve ist. Oft ist sogar, beispielsweise bei "schlechten" Galvanometern, eine enorme Abweichung von der Sinusform festzustellen. Es kommt außerdem vor, dass die Kurvenform für das Ablenken in positive x-Richtung von der Kurvenform beim Ablenken in die entgegengesetzte, negative x-Richtung abweicht.
Bildfehler treten außerdem durch die Ungenauigkeit der Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung, also durch Fehler im Istsignal auf. Diese Messfehler der Sensoren sind in der Hauptsache auf Reibung und Aufmagnetisierung des Materials zurückzuführen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 02 752 A1 ist ein Ansteuersystem für einen Scannerantrieb, insbesondere für ein Laserscannmikroskop, mit einem Schwingmotor zum Antreiben eines Schwingspiegels, der zur linear oszillierenden Ablenkung eines Strahlenbündels dient, mit einer Ansteuereinheit zur Speisung des Schwingmotors mit einem Erregerstrom, der hinsichtlich der Ansteuerfrequenz, der Frequenzkurve und der Amplitude veränderbar ist, mit einem Funktionsgenerator, der mit der Ansteuereinheit verbunden ist, und mit einem Messwertaufnehmer zur Gewinnung einer Folge von Informationen über die Ablenkpositionen des Schwingspiegels, bekannt. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Messwertaufnehmer über eine Logikeinheit zur Ermittlung von Korrekturwerten für den Erregerstrom mit dem Funktionsgenerator verknüpft ist. Damit ist es vorteilhaft möglich, unter Auswertung der vom Messwertaufnehmer zur Verfügung gestellten Informationen über die tatsächliche Ablenkposition des Schwingspiegels mit Hilfe der Logikeinheit Korrekturwerte zu ermitteln. Die können wiederum dazu genutzt werden, die vom Funktionsgenerator ausgegebenen Ansteuerfrequenzen so zu beeinflussen, dass die Abweichungen minimiert bzw. vollkommen vermieden werden. Die Lösung der aufgezeigten Probleme durch die offenbarte geregelte Ansteuerung der Stellelemente ist technisch sehr aufwendig und teuer. Außerdem ist dem offenbarten Ansteuersystem eine Grenze gesetzt; denn bei höchsten Scangeschwindigkeiten entsteht zumindest teilweise immer eine nichtlineare Scanbahn. Bei resonant arbeitenden Galvanometern als Stellelement sind praktisch nur noch sinusähnliche Scanbahnen erreichbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Scannen einer Probe anzugeben, das auf einfache und zuverlässige Weise auch bei schnellem Scannen das Erzeugen weitgehend bildfehlerfreier Bilddaten ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Erzeugen eines Sollsignals für jeden Scanpunkt und Übergeben des Sollsignals an eine Scaneinrichtung,
Ermitteln eines Istsignals, für jeden Scanpunkt aus der Einstellung der Scaneinrichtung,
Detektieren mindestens eines Detektionssignals für jeden Scanpunkt,
Errechnen eines Darstellsignals und einer Bildpunktposition aus dem Istsignal und/oder dem Sollsignal und dem Detektionssignal und
Zuordnen des Darstellsignals zu der Bildpunktposition.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Scannen einer Probe anzugeben, mit der auch bei schnellem Scannen einer Probe weitgehend bildfehlerfreie Bilddaten erzeugbar sind.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
einer Steuereinheit zum Erzeugen eines Sollsignals für jeden Scanpunkt und einer Scaneinrichtung, die das Sollsignal empfängt,
einer Vorrichtung zum Ermitteln eines lstsignals für jeden Scanpunkt aus der Einstellung der Scaneinrichtung,
einem Detektor zum Detektieren eines Detektionssignals für jeden Scanpunkt,
einer weiteren Verarbeitungseinheit zum Errechnen eines Darstellsignals und einer Bildpunktposition aus dem Istsignal und/oder dem Sollsignal und dem Detektionssignal und
einer Verarbeitungseinheit zum Zuordnen des Darstellsignals zu der Bildpunktposition.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass trotz des Verzichts auf aufwendige Regelungs- und Ansteuerelektronik eine - insbesondere hinsichtlich der Scanfehler auf Grund von Nichtlinearitäten - verbesserte und exaktere Bilddatenerzeugung ermöglicht ist. Ganz besonders vorteilhaft ist es, dass das erfindungsgemäße Verfahren sowohl bei langsamem, als auch bei schnellem Scannen und bei der Verwendung von resonanten Stellelementen einsetzbar ist.
In ganz besonders vorteilhafter Weise wird das Darstellsignal aus dem Istsignal und/oder dem Sollsignal und dem Detektionssignal mindestens zweier Scanpunkte errechnet. In einer Ausführungsform werden die Detektionssignale von mehreren vorzugsweise aufeinanderfolgend gescannten Scanpunkten gewichtet gemittelt und aus dem erhaltenen Wert das Darstellsignal eines einzelnen Bildpunktes errechnet, wobei das Sollsignal und das lstsignal in die Wichtung eingehen. Die Bildpunktposition wird vorzugsweise aus dem lstsignal und dem Sollsignal in Abhängigkeit von den Scanparametern, wie Scangeschwindigkeit, Scanbahn usw., errechnet. Insbesondere bei sehr hohen Scangeschwindigkeiten beinhaltet das Berechnen Signalkorrekturen höherer Ordnungen, so dass auch grobe Abweichungen von der vorgegebenen Sollscanbahn, wie Asymmetrien und/oder Nichtlinearitäten, kompensierbar sind. Hierzu werden weitere Kalibrierschritte, Speicherungen sowie Lookuptabellen verwendet.
In einigen Fällen ist es von Vorteil bei der Berechnung der Bildpunktposition das Detektionssignal zu berücksichtigen, so dass die Bildpunktposition aus dem Istsignal und/oder dem Sollsignal und dem Detektionssignal mindestens zweier Scanpunkte errechnet wird. Auch in die Berechnung der Bildpunktposition können die Signale mehrerer Scanpunkte eingehen. Zur Vermeidung eines Jitters entlang einer Bildspalte werden die Istsignale gleicher Phase vor dem Zuordnen über mehrere Perioden gemittelt.
In einer bevorzugen Ausgestaltung ist ein Analog-Digitalwandler zum digitalisieren des Detektionssignals, des Sollsignals und des lstsignals vorgesehen. Die digitalisierten Signale werden In einer bevorzugen Ausführungsvariante in einer Verarbeitungseinheit mit einem programmierbaren Logikbaustein, beispielsweise einem FPGA (Field Programmable Gate Array), oder mit einem PC verarbeitet. Mindestens zwei der Signale werden vorzugsweise gleichzeitig digitalisiert und zwischengespeichert.
Das Ermitteln des Ist- und/oder des Sollsignals bzw. das Detektieren der Detektionssignale aufeinanderfolgender Scanpunkte erfolgt in einer bevorzugten Ausführung in zeitlich konstanten Abständen. In dieser Ausführung ist auf Grund konstanter Integrationszeiten das Abtasttheorem auf besonders einfache Weise zu erfüllen.
Bei dem Zuordnen des Darstellsignals zur Bildpunktposition wird vorteilhafter Weise berücksichtigt, dass die Detektionssignale und die Ist- und Sollsignale unterschiedliche elektronische Lauf- und Verarbeitungszeiten haben können. Phasenunterschiede zwischen den Signalen werden kompensiert. Dabei ist der Phasen-Bezug zwischen den Ist- und Sollsignalen und Detektionssignalen zu ermitteln, zu speichern und zu berücksichtigen. In einer ganz besonders bevorzugen Ausgestaltung beinhaltet das Zuordnen eine Interpolation der Detektionssignale bezüglich der Ist- und/oder Sollsignale.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet in einer bevorzugen Ausgestaltung einen Datenspeicher, in dem die Signale speicherbar sind. Der Datenspeicher umfasst einzelne adressierbare Speicherzellen, in denen die Darstellsignale speicherbar sind, wobei die Adresse einer Speicherzelle aus der Bildpunktposition errechenbar ist.
Die Scaneinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein bidirektionales Scannen zumindest in einer Raumrichtung ermöglicht ist. Durch Nutzung von Hin- und Rücklauf beim Scannen werden maximale Bilddatenaufnahmeraten erreicht. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Taktgeber vorgesehen, der das Ermitteln bzw. Detektieren der Signale zeitlich steuert.
Beim Detektionssignal kann es sich sowohl um irgendein von der Probe kommendes Lichtsignal (Bsp. Reflex, Streulicht, Fluoreszenz, Transmission, Ramanstreuung, etc.) handeln, als auch einen anders nachgewiesenen Effekt (Bsp: OBIC (optical beam induced current), OBIRCH (. . .resistance change. . .), OBITC (. . .temperature change), etc.).
Die Berechung der Bildpunktposition, des Darstellsignals, sowie das Zuordnen erfolgen vorzugsweise während des Scannens der Probe. In einer anderen Ausführung erfolgt die Berechung der Bildpunktposition, des Darstellsignals, sowie das Zuordnen nachträglich, wobei die Signale zunächst zwischengespeichert werden. Die nachträgliche Verarbeitung hat den Vorteil, dass die Daten vor der Verarbeitung hinsichtlich probenspezifischer Besonderheiten gefiltert werden können. Hierzu bietet sich die Verwendung eines PC an.
Besonders vorteilhaft lässt sich das beschriebene Verfahren bei Scanmikroskopen oder konfokalen Scanmikroskopen einsetzen. Dies ist ebenso der Fall bei doppelkonfokalen Scanmikroskopanordnungen, als auch bei der Nutzung nichtlinearer optischer Wechselwirkungen mit der Probe (2nd, 3rd etc. Harmonic Generation, Multiphotonenfluoreszenzanregung, STED, CARS (coherent antistokes raman scattering), SERS (surface enhanced raman scattering), SERRS (. . .resonant raman. . .), etc.).
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem konfokalen Scanmikroskop und
Fig. 2 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt schematisch ein konfokales Scanmikroskop. Der von einem Beleuchtungssystem 1 kommende Lichtstrahl 3 wird von einem Strahlteiler 5 zur Scaneinrichtung 7 reflektiert, die einen kardanisch aufgehängten Scanspiegel 9 beinhaltet, der den Strahl durch die Mikroskopoptik 13 hindurch über bzw. durch das Probe 15 führt. Die Scaneinrichtung 7 empfängt von einer Steuereinheit 8 Sollsignale 10, die in entsprechende Ablenkstellungen des Scanspiegels 9 umgesetzt werden. Die Sollsignale werden außerdem von der Steuereinheit 8 an eine Verarbeitungseinheit 23 weitergegeben. Der Lichtstrahl 3 wird bei nicht transparenten Proben 15 über die Probenoberfläche geführt. Bei biologischen Proben 15 (Präparaten) oder transparenten Proben kann der Lichtstrahl 3 auch durch die Probe 15 geführt werden. Dies bedeutet, dass verschiedene Fokusebenen der Probe nacheinander durch den Lichtstrahl 3 abgetastet werden. Die nachträgliche Zusammensetzung ergibt dann ein dreidimensionales Bild des Probe. Der vom Beleuchtungssystem 1 kommende Lichtstrahl 3 ist als durchgezogene Linie dargestellt. Das von der Probe 15 ausgehende Licht 17 gelangt durch die Mikroskopoptik 13 und über das Scaneinrichtung 7 zum Strahlteiler 5, passiert diesen und trifft auf Detektor 19, der als Photomultiplier ausgeführt ist. Das von der Probe 15 ausgehende Licht 17 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Im Detektor 19 werden elektrische, zur Leistung des von der Probe ausgehenden Lichtes 17 proportionale Detektionssignale 21 erzeugt und an die Verarbeitungseinheit 23 weitergegeben. Die in der Scaneinrichtung 7 mit Hilfe einer induktiv oder kapazitiv arbeitenden Vorrichtung 11 zum Ermitteln eines lstsignals erfassten Istsignale 25 werden ebenfalls an die Verarbeitungseinheit 23 übergeben. Die eingehenden Analogsignale werden in der Verarbeitungseinheit 23 zunächst digitalisiert. Die Verarbeitungseinheit 23 umfasst drei Verzögerungselemente zum Ausgleich von Laufzeitunterschieden (nicht dargestellt), von denen eines von den Detektionssignalen 21, ein weiteres von den Sollsignalen 10 und das dritte von den Istsignalen 25 durchlaufen wird. In der Verarbeitungseinheit 23 erfolgt das Errechnen der Darstellsignale 27 und das Errechnen der Bildpunktpositionen 29 aus den Istsignalen, den Sollsignalen und den Detektionssignalen nach einem vorgebbaren Algorithmus. Die Verarbeitungseinheit 23 beinhaltet einen programmierbaren Logikbaustein, der als FPGA ausgeführt ist. Die errechneten Darstellsignale 27 und Bildpunktpositionen 29 werden einer weiteren Verarbeitungseinheit 31 übergeben, in der das Zuordnen der Darstellsignale 27 zu den Bildpunktpositionen 29 erfolgt. Die zugeordneten Bilddaten 33 werden an einen PC 35 weitergegeben, auf dessen Monitor 37 das Bild 39 der Probe 15 dargestellt wird. Das bei einem konfokalen Scanmikroskop üblicherweise vorgesehene Beleuchtungspinhole 41 und das Detektionspinhole 43 sind der Vollständigkeit halber schematisch eingezeichnet. Weggelassen sind wegen der besseren Anschaulichkeit hingegen einige optische Elemente zur Führung und Formung der Lichtstrahlen. Diese sind einem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann hinlänglich bekannt.
Fig. 2 zeigt einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst erfolgt das Erzeugen 45 eines Sollsignals für jeden Scanpunkt und das Übergeben 47 des Sollsignals an eine Scaneinrichtung 7. Das Sollsignal wird von einer Steuereinheit 8 erzeugt. Das Sollsignal kann nahezu jede beliebige Abhängigkeit von der Zeit haben. Besonders vorteilhaft sind Rechteck-, Dreieck und Sinusfunktionen. Bei sehr schnellem Scannen ist eine sinusförmige Ansteuerung zweckmäßig. Im nächsten Schritt erfolgt das Ermitteln 49 eines lstsignals, für jeden Scanpunkt aus der Einstellung der Scaneinrichtung. Die Scaneinrichtung ist hierfür vorzugsweise mit einem Sensor, als Mittel zur Ermittlung des lstsignals ausgerüstet, der beispielsweise die Stellung der ablenkenden Spiegel ermittelt. Der Sensor arbeitet vorzugsweise kapazitiv, induktiv oder trigonometrisch. In einem weiteren Schritt folgt das Detektieren 51 mindestens eines Detektionssignals für jeden Scanpunkt. Als Detektor 19 wird insbesondere bei geringen Detektionslichtleistungen vorzugsweise ein Photomultiplier verwendet. Die Verwendung anderer Detektoren, wie beispielsweise Halbleiterdetektoren, Photodioden, Photozellen, CCD-Chips und Multibanddetektoren ist ebenso möglich. In dem folgenden Schritt folgt das Errechnen 53 eines Darstellsignals 27 und einer Bildpunktposition 29 aus dem lstsignal 25 und/oder dem Sollsignal 10 und dem Detektionssignal 21. Hierzu sind vorzugsweise mehrere Algorithmen vorgegeben, aus denen der Benutzer probenspezifisch den jeweils passenden auswählen kann. Im letzten Schritt erfolgt das Zuordnen 55 des Darstellsignals 27 zu der Bildpunktposition 29. Die so gewonnenen Bilddaten können beispielsweise mit einem PC 35 zu einem Bild 39 zusammengesetzt und auf einem Monitor 37 dargestellt werden.
Die Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1
Beleuchtungssystem
3
Lichtstrahl
5
Strahlteiler
7
Scaneinrichtung
8
Steuereinheit
9
Scanspiegel
10
Sollsignale
11
Vorrichtung zum Ermitteln eines Istsignals
13
Mikroskopoptik
15
Probe
17
von der Probe ausgehendes Licht
19
Detektor
21
Detektionssignale
23
Verarbeitungseinheit
25
Istsignale
27
Darstellsignale
29
Bildpunktpositionen
31
weitere Verarbeitungseinheit
33
Bilddaten
35
PC
37
Monitor
39
Bild
41
Beleuchtungspinhole
43
Detektionspinhole
45
Erzeugen
47
Übergeben
49
Ermitteln
51
Detektieren
53
Errechnen
55
Zuordnen

Claims (20)

1. Verfahren zum punktweisen Scannen einer Probe gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Erzeugen (45) eines Sollsignals (10) für jeden Scanpunkt und Übergeben (47) des Sollsignals an eine Scaneinrichtung (7),
Ermitteln (49) eines Istsignals (25), für jeden Scanpunkt aus der Einstellung der Scaneinrichtung (7),
Detektieren (51) mindestens eines Detektionssignals (21) für jeden Scanpunkt,
Errechnen (53) eines Darstellsignals (27) und einer Bildpunktposition (29) aus dem lstsignal (25) und/oder dem Sollsignal (10) und dem Detektionssignal (21) und
Zuordnen (55) des Darstellsignals (27) zu der Bildpunktposition (29).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellsignal (27) aus dem Istsignal (25) und/oder dem Sollsignal (10) und dem Detektionssignal (21) mindestens zweier Scanpunkte errechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildpunktposition (29) aus dem Istsignal (25) und/oder dem Sollsignal (10) und dem Detektionssignal (21) mindestens zweier Scanpunkte errechnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanpunkte aufeinanderfolgende Scanpunkte sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektionssignal (21) und das Sollsignal (10) und das Istsignal (25) digitalisiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Signale (10, 21, 25) gleichzeitig digitalisiert und zwischengespeichert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln (49) bzw. das Detektieren (51) der Signale (10, 21, 25) aufeinanderfolgender Scanpunkte in zeitlich konstanten Abständen erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuordnen (55) eine Interpolation der Detektionssignale (21) bezüglich der Ist- (25) und/oder Sollsignale (10) beinhaltet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bei dem Zuordnen (55) Phasenunterschiede zwischen den Signalen (10, 21, 25) kompensiert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Errechnen (53) Signalkorrekturen höherer Ordnungen beinhaltet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Istsignale (25) gleicher Phase vor dem Zuordnen (55) über mehrere Perioden gemittelt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Scannen zumindest in einer Raumrichtung bidirektional erfolgt.
13. Vorrichtung zum punktweisen Scannen einer Probe mit
einer Steuereinheit (8) zum Erzeugen (45) eines Sollsignals (10) für jeden Scanpunkt und einer Scaneinrichtung (7), die das Sollsignal (10) empfängt,
einer Vorrichtung (11) zum Ermitteln (49) eines lstsignals (25) für jeden Scanpunkt aus der Stellung der Scaneinrichtung (7),
einem Detektor (19) zum Detektieren (51) eines Detektionssignals (21) für jeden Scanpunkt,
einer weiteren Verarbeitungseinheit (23) zum Errechnen (53) eines Darstellsignals (27) und einer Bildpunktposition (29) aus dem Istsignal (25) und/oder dem Sollsignal (10) und dem Detektionssignal (21),
einer Verarbeitungseinheit (31) zum Zuordnen (55) des Darstellsignals (27) zu der Bildpunktposition (29) und
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Monitor (37) zum Darstellen eines Bildes (39) der Probe (15) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Analog-Digitalwandler zum Digitalisieren des Detektionssignals (21), des Sollsignals (10) und des Istsignals (25) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenspeicher vorgesehen ist in dem die Signale (10, 21, 25) speicherbar sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher einzelne adressierbare Speicherzellen, in denen die Darstellsignale (27) speicherbar sind, umfasst, wobei die Adresse einer Speicherzelle aus dem Bildpunktposition (29) errechenbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Taktgeber vorgesehen ist, der das Ermitteln (49) bzw. Detektieren (51) der Signale (10, 21, 25) zeitlich steuert.
19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des Scannens das Darstellsignal (27) zu der Bildpunktposition (29) zuordenbar ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (23) zum Errechnen (53) eines Darstellsignals (27) und einer Bildpunktposition (29) aus dem Istsignal (25) und/oder dem Sollsignal (10) und dem Detektionssignal (21) und die weitere Verarbeitungseinheit (31) zum Zuordnen (55) des Darstellsignals (27) zu der Bildpunktposition (29) zu einer gemeinsamen Verarbeitungseinheit zusammengefasst sind.
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