DE10143855B4 - Method and device for phase correction of position and detection signals in scanning microscopy and scanning microscope - Google Patents
Method and device for phase correction of position and detection signals in scanning microscopy and scanning microscope Download PDFInfo
- Publication number
- DE10143855B4 DE10143855B4 DE2001143855 DE10143855A DE10143855B4 DE 10143855 B4 DE10143855 B4 DE 10143855B4 DE 2001143855 DE2001143855 DE 2001143855 DE 10143855 A DE10143855 A DE 10143855A DE 10143855 B4 DE10143855 B4 DE 10143855B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- analog
- correction value
- digital
- determined
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/008—Details of detection or image processing, including general computer control
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0052—Optical details of the image generation
- G02B21/0056—Optical details of the image generation based on optical coherence, e.g. phase-contrast arrangements, interference arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
Verfahren zur Phasenkorrektur von Positions- und Detektionssignalen in der Scanmikroskopie, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
– Erzeugen eines analogen Positionssignals (25) aus der Stellung einer Strahlablenkeinrichtung (7) und Erzeugen mindestens eines zum analogen Positionssignal (25) gehörenden analogen Detektionssignals (21) aus dem von einem Objekt (15) ausgehenden Detektionslicht (17),
– Übergeben des analogen Positionssignals (25) an einen ersten Analog-Digital-Wandler (27) und Übergeben des analogen Detektionssignals (21) an einen zweiten Analog-Digital-Wandler (29),
– Ermitteln mindestens eines Korrekturwertes, Erzeugen eines ersten und eines zweiten Wandelsignals (37, 39),
– Verzögern des zweiten Wandelsignals (39) gegenüber dem ersten Wandelsignal (37) um eine aus dem Korrekturwert ermittelte Verzögerungszeit (51) und
– Übergeben des ersten Wandelsignals (37) an den ersten Analog-Digital-Wandler (27) und Übergeben des verzögerten zweiten Wandelsignals (39) an den zweiten Analog-Digital-Wandler (29), wobei das erste Wandelsignal (37) ein Umwandeln des analogen Positionssignals (25) in ein digitales Positionssignal und das zweite...Method for phase correction of position and detection signals in scanning microscopy, characterized by the following steps:
- generating an analog position signal (25) from the position of a beam deflection device (7) and generating at least one analog detection signal (21) belonging to the analog position signal (25) from the detection light (17) emanating from an object (15),
- transferring the analog position signal (25) to a first analog-digital converter (27) and transferring the analog detection signal (21) to a second analog-digital converter (29),
- determining at least one correction value, generating a first and a second conversion signal (37, 39),
- Delaying the second conversion signal (39) with respect to the first conversion signal (37) by a delay time (51) and determined from the correction value
- Transferring the first conversion signal (37) to the first analog-digital converter (27) and transferring the delayed second conversion signal (39) to the second analog-digital converter (29), the first conversion signal (37) converting the analog position signal (25) into a digital position signal and the second ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Phasenkorrektur von Positions- und Detektionssignalen in der Scanmikroskopie. Das Scanmikroskop kann auch als konfokales Mikroskop ausgestaltet sein.The invention relates to a method for phase correction of position and detection signals in the Scanning microscopy. The scanning microscope can also be used as a confocal microscope be designed.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Scanmikroskop mit einer Strahlablenkeinrichtung und einer Einheit zur Ermittlung der Stellung der Strahlablenkeinrichtung, mit einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl zur Beleuchtung eines Objektes emittiert, wobei der Lichtstrahl mit der Strahlablenkeinrichtung über das Objekt führbar ist, mit einem Detektor, der von dem Objekt ausgehendes Detektionslicht empfängt.The invention further relates to a scanning microscope with a beam deflection device and a unit to determine the position of the beam deflection device, with a Light source that uses a beam of light to illuminate an object emitted, the light beam with the beam deflecting device over the Object feasible with a detector, the detection light emanating from the object receives.
In der Scanmikroskopie wird eine Probe mit einem Lichtstrahl beleuchtet, um das von der Probe emittierte Reflexions- oder Fluoreszenzlicht zu beobachten. Der Fokus des Beleuchtungslichtstrahles wird mit Hilfe einer steuerbaren Strahlablenkeinrichtung, im Allgemeinen durch Verkippen zweier Spiegel, in einer Objektebene bewegt, wobei die Ablenkachsen meist senkrecht aufeinander stehen, so daß ein Spiegel in x-, der andere in y-Richtung ablenkt. Die Verkippung der Spiegel wird beispielsweise mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen bewerkstelligt. Die Leistung des vom Objekt kommenden Lichtes wird in Abhängigkeit von der Position des Abtaststrahles gemessen. Üblicherweise werden die Stellelemente mit Sensoren zur Ermittlung der aktuellen Spiegelstellung ausgerüstet.In scanning microscopy, one Sample illuminated with a beam of light around that emitted by the sample Observe reflection or fluorescent light. The focus of the illuminating light beam is using a controllable beam deflector, in general by tilting two mirrors, moving in an object plane, whereby the deflection axes are usually perpendicular to each other, so that a mirror in x-, the other deflects in y-direction. The tilting of the mirror is accomplished, for example, with the help of galvanometer actuators. The power of the light coming from the object becomes dependent measured from the position of the scanning beam. Usually the control elements equipped with sensors to determine the current mirror position.
Speziell in der konfokalen Scanmikroskopie wird ein Objekt mit dem Fokus eines Lichtstrahles in drei Dimensionen abgetastet.Especially in confocal scanning microscopy an object with the focus of a light beam in three dimensions sampled.
Ein konfokales Rastermikroskop umfaßt im allgemeinen eine Lichtquelle, eine Fokussieroptik, mit der das Licht der Quelle auf eine Lochblende – die sog. Anregungsblende – fokussiert wird, einen Strahlteiler, eine Strahlablenkeinrichtung zur Strahlsteuerung, eine Mikroskopoptik, eine Detektionsblende und die Detektoren zum Nachweis des Detektions- bzw. Fluoreszenzlichtes. Das Beleuchtungslicht wird über einen Strahlteiler eingekoppelt. Das vom Objekt kommende Fluoreszenz- oder Reflexionslicht gelangt über die Strahlablenkeinrichtung zurück zum Strahlteiler, passiert diesen, um anschließend auf die Detektionsblende fokussiert zu werden, hinter der sich die Detektoren befinden. 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 des Objekts zu einem dreidimensionalen Bild führt. Meist wird ein dreidimensionales Bild durch schichtweise Detektionssignalaufnahme erzielt.A confocal scanning microscope generally includes a light source, a focusing lens with which the light of the source focused on a pinhole - the so-called excitation diaphragm a beam splitter, a beam deflection device for beam control, a microscope optics, a detection aperture and the detectors for Detection of the detection or fluorescent light. The illuminating light is over a Beam splitter coupled. The fluorescence from the object or reflected light passes through the beam deflector back to the beam splitter, passes this and then onto the detection diaphragm to be focused behind which the detectors are located. Detection light, that does not come directly from the focus region takes another Light path and does not pass the detection aperture, so that one Receives point information, by sequentially scanning the object into a three-dimensional Image leads. A three-dimensional image is usually obtained by recording detection signals in layers achieved.
Idealer Weise beschreibt die Bahn des Abtastlichtstrahles auf bzw. in dem Objekt einen Mäander. (Abtasten einer Zeile in x-Richtung bei konstanter y-Position, anschließend x-Abtastung anhalten und per y-Verstellung, auf die nächste abzutastende Zeile schwenken und dann bei konstanter y-Position diese Zeile in negative x-Richtung abtasten u.s.w.).The web ideally describes of the scanning light beam on or in the object a meander. (Scan a line in the x direction with a constant y position, then stop the x scan and by y adjustment, to the next one Swivel the line to be scanned and then with a constant y position Scan line in negative x-direction, etc.).
Die Leistung des vom Objekt kommenden Lichtes wird in festen Zeitabständen während des Abtastvorganges gemessen und so Rasterpunkt für Rasterpunkt abgetastet. Der Meßwert muss eindeutig der dazugehörigen Scanposition zugeordnet werden, um aus den Meßdaten ein Bild erzeugen zu können. Zweckmäßiger Weise werden hierfür die Zustandsdaten der Verstellelemente der Strahlablenkeinrichtung laufend mitgemessen oder, was allerdings weniger genau ist, direkt die Steuersolldaten der Strahlablenkeinrichtung verwendet.The power of the light coming from the object is at fixed intervals while of the scanning process and so raster dot by raster dot sampled. The measured value must clearly be the associated one Scan position can be assigned to generate an image from the measurement data can. Appropriately be for this the status data of the adjustment elements of the beam deflection device continuously measured or, which is less accurate, directly the control target data of the beam deflection device is used.
Die genaue Zuordnung der Positionssignale zu den Detektionssignalen ist von besonderer Wichtigkeit. Bei der Zuordnung sind Laufzeitunterschiede und die unterschiedlichen Verarbeitungszeiten der die Signale erfassenden Detektoren, beispielsweise mit Hilfe von Verzögerungselementen, zu berücksichtigen. Hierbei müssen sehr hohe Anforderungen an die Stabilität gestellt werden. Beispielsweise müssen bei einer Bildbreite von 1000 Bildpunkten die Laufzeitschwankungen deutlich unter 1 ‰ bleiben.The exact assignment of the position signals to the detection signals is of particular importance. When assigning are runtime differences and the different processing times of the detectors detecting the signals, for example with the help of delay elements, to consider. Here you have to very high demands are placed on stability. For example have to at an image width of 1000 pixels, the runtime fluctuations remain well below 1 ‰.
Die Abtastbahn weicht bei zunehmend höherer Abtastgeschwindigkeit mehr und mehr von der Mäanderform ab. Dieses Phänomen ist im Wesentlichen auf die Massenträgheit der bewegten Elemente zurückzuführen. Bei schnellem Abtasten ähnelt die Abtastbahn eher einer Sinuskurve, wobei es jedoch oft vorkommt, dass sich die Teil-Bahnkurve für die Abtastung in positive x-Richtung von der Teil-Bahnkurve bei der Abtastung in negative x-Richtung unterscheidet.The scan path is increasingly giving way higher Scanning speed more and more from the meander shape. This phenomenon is essentially on inertia of the moving elements. at similar to fast scanning the trajectory is more of a sine curve, although it often happens that the partial trajectory for the scan in the positive x direction from the partial trajectory when scanning in the negative x direction different.
Selbst wenn elektronische Elemente zum Abgleich von Laufzeitunterschieden und Verarbeitungszeiten vorgesehen sind, so erfolgt ein Abgleich jedoch nur bei der Herstellung des Scanmikroskops. Diese Einstellung ist jedoch streng genommen nur für eine Abtastgeschwindigkeit gültig.Even if electronic elements to compare runtime differences and processing times are, however, a comparison is only made during the production of the Scanning microscope. However, this setting is strictly speaking only for one Scanning speed valid.
Leider sind sowohl die signalführenden Elemente, als auch die elektronischen Bauteile, die zum Abgleich verwendet werden, sowie die die Meßwerte erfassenden Detektoren temperaturempfindlich, so dass es schon bei leicht veränderlicher Temperatur zu Zuordnungsfehlern kommt.Unfortunately, both are signal leaders Elements, as well as the electronic components used for comparison are used, as well as the detectors recording the measured values temperature sensitive, making it slightly variable Temperature comes to allocation errors.
Zusätzlich zu dem Problem des nur für eine Abtastgeschwindigkeit geltenden Abgleichs kommt erschwerend hinzu, dass dieser auch nur für die bei der Herstellung des Scanmikroskops herrschende Temperatur gültig ist.In addition to the problem of only for a scanning speed current comparison complicates the fact that this only for the prevailing temperature during the manufacture of the scanning microscope is valid.
Ganz besonders störend zeigen sich Abgleichsfehler bei mäanderförmiger Abtastung; denn der Abgleichsfehler bei Abtastung in positiver x-Richtung und bei Abtastung in negativer x-Richtung wirken in entgegengesetzten Richtungen, was zu besonders kammartig verzerrten Bildern führt.Calibration errors are particularly disruptive with meandering scanning; because the adjustment error when scanning in the positive x-direction and when scanning in the negative x-direction act in opposite Directions, which leads to particularly comb-like distorted images.
Die
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das besonders exakt und zuverlässig auch bei wechselnden Abtast- und Umgebungsparametern eine Phasenkorrektur von Positions- und Detektionsignalen ermöglicht.The invention is therefore the object based on specifying a method that is also particularly precise and reliable with changing scanning and environmental parameters, a phase correction of Position and detection signals enabled.
Die objektive Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- – Erzeugen eines analogen Positionssignals aus der Stellung einer Strahlablenkeinrichtung und Erzeugen mindestens eines zum Positionssignal gehörenden analogen Detektionssignals aus dem von einem Objekt ausgehenden Licht,
- – Übergeben des analogen Positionssignals an einen ersten Analog-Digital-Wandler und Übergeben des analogen Detektionssignals an einen zweiten Analog-Digital-Wandler,
- – Ermitteln mindestens eines Korrekturwertes,
- – Erzeugen eines ersten und eines zweiten Wandelsignals,
- – Verzögern des zweiten Wandelsignals gegenüber dem ersten Wandelsignal um eine aus dem Korrekturwert ermittelte Verzögerungszeit und
- – Übergeben des ersten Wandelsignals an den ersten Analog-Digital-Wandler und Übergeben des verzögerten weiten Wandelsignals an den zweiten Analog-Digital-Wandler, wobei das erste Wandelsignal ein Umwandeln des analogen Positionssignals in ein digitales Positionssignal und das zweite Wandelsignal ein Umwandeln des analogen Detektionssignals in ein digitales Detektionssignals auslöst.
- Generating an analog position signal from the position of a beam deflecting device and generating at least one analog detection signal belonging to the position signal from the light emitted by an object,
- Transferring the analog position signal to a first analog-digital converter and transferring the analog detection signal to a second analog-digital converter,
- Determining at least one correction value,
- Generating a first and a second conversion signal,
- - Delaying the second conversion signal with respect to the first conversion signal by a delay time determined from the correction value and
- - Transferring the first conversion signal to the first analog-digital converter and transferring the delayed wide conversion signal to the second analog-digital converter, the first conversion signal converting the analog position signal into a digital position signal and the second conversion signal converting the analog detection signal triggers in a digital detection signal.
Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung ein Scanmikroskop anzugeben, das besonders exakt und zuverlässig auch bei wechselnden Abtast- und Umgebungsparametern eine Phasenkorrektur von Positions- und Detektionssignalen und somit eine optimale Zuordnung von Positionssignalen und Detektionssignalen und verzerrungsfreie Abbildung des zu Untersuchenden Objekts ermöglicht.It is also an object of the invention Specify the scanning microscope, which is also particularly precise and reliable a phase correction for changing scanning and environmental parameters of position and detection signals and thus an optimal allocation of position signals and detection signals and distortion-free Imaging of the object to be examined is possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Scanmikroskop gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein erster Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist, der von der Einheit zur Ermittlung der Stellung der Strahlablenkeinrichtung ein analoges Positionssignal und von einer Steuereinheit ein erstes Wandelsignal empfängt und ein zweiter Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist, der von dem Detektor ein analoges Detektionssignal und von der Steuereinheit ein zweites Wandelsignal empfängt, wobei das zweite Wandelsignal zeitlich gegenüber dem ersten Wandelsignal um eine Verzögerungszeit verzögerbar ist.This task is done through a scanning microscope solved, which is characterized in that a first analog-to-digital converter is provided by the unit for determining the position the beam deflection device has an analog position signal and a control unit receives a first conversion signal and a second analog-digital converter is provided which is an analog detection signal from the detector and from the control unit receives a second conversion signal, the second conversion signal opposite in time the first conversion signal can be delayed by a delay time.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass Fehler in der Abbildung durch unexakte Zuordnung von Positions- und Detektionssignalen weitgehend vermieden sind. Weiterhin ist es ein Vorteil der Erfindung, dass die Phasenkorrektur bei Scanmikroskopen mit digitaler Signalverarbeitung nicht auf die Periodendauer des Systemtaktes beschränkt ist, sondern beliebig feinere Korrekturwerte einstellbar sind.The invention has the advantage that Errors in the mapping due to inexact assignment of position and detection signals are largely avoided. Furthermore is It is an advantage of the invention that phase correction in scanning microscopes with digital signal processing not on the period of the System clock limited is, but any finer correction values can be set.
In einer bevorzugen Ausgestaltung ist das Verzögern des zweiten Wandelsignals gegenüber dem ersten Wandelsignal mit einem FIFO-Speicher (first-in-first-out-Speicher) realisiert.In a preferred embodiment is the delay of the second change signal compared to first conversion signal with a FIFO memory (first-in-first-out memory) realized.
In einer anderen Ausführungsvariante ist das Verzögern des zweiten Wandelsignals gegenüber dem ersten Wandelsignal mit einem Dual-Ported-RAM-Speicher mit vorzugsweise getrennten Schreib- und Lesepointern realisiert, wobei der Lesezeiger dem Schreibzeiger um einen einstellbaren Wert hinterherhinkt.In another design variant is the delay of the second change signal compared to preferably first conversion signal with a dual-ported RAM memory separate write and read pointers realized, the read pointer lagging behind the write pointer by an adjustable value.
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt des Verzögerns des digitalen Detektionssignals gegenüber dem digitalen Positionssignal um eine aus dem Korrekturwert und der Verzögerungszeit ermittelten weiteren Verzögerungszeit. Das Verfahren ist vorzugsweise so auszuführen, dass durch das Verzögern des zweiten Wandelsignals gegenüber dem ersten Wandelsignal eine Fein-Phasenkorrektur und durch das Verzögerns des digitalen Detektionssignals gegenüber dem digitalen Positionssignal eine Grob-Phasenkorrektur bewirkt wird. Sowohl die Fein-Phasenkorrektur, als auch die Grob-Phasenkorrektur werden aus dem Korrekturwert ermittelt.The method preferably includes the further step of delaying the digital detection signal across from the digital position signal by one from the correction value and the delay time determined further delay time. The method should preferably be carried out so that by delaying the second change signal the first change signal a fine phase correction and by that delaying of the digital detection signal compared to the digital position signal a rough phase correction is effected. Both fine phase correction, as well as the rough phase correction are determined from the correction value.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Korrekturwert aus der Einstellung von an einem Display dargestellten Stellelementen und des daraus resultierenden Gesamteindrucks eines auf dem Display dargestellten Abbildes des Objekts ermittelt. In einer anderen Ausgestaltung wird der Korrekturwert aus der Einstellung von Stellvorrichtungen und des daraus resultierenden Gesamteindrucks eines auf einem Display dargestellten Abbildes des Objekts ermittelt. Die Stellvorrichtung kann beispielsweise als Drehregler, Schiebregler, Touchpanel oder als Panelbox mit einem Drehregler realisiert sein.In a preferred embodiment is the correction value from the setting on a display shown control elements and the resulting overall impression an image of the object shown on the display is determined. In another embodiment, the correction value becomes the setting of adjusting devices and the resulting overall impression an image of the object shown on a display is determined. The adjusting device can be used, for example, as a rotary controller, slide controller, Be implemented as a touch panel or as a panel box with a rotary control.
In einer besonders bevorzugten Ausführung wird der Korrekturwert automatisch ermittelt. In einer anderen Variante wird der Korrekturwert durch eine Temperaturmessung und Vergleich mit Kalibrierungsdaten ermittelt. Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei der der Korrekturwert mittels einer Bildverarbeitungseinheit aus dem aktuellen Verzerrungsgrad des Abbildes ermittelt wird.In a particularly preferred embodiment, the correction value is determined automatically. In another variant, the correction value is replaced by a Temperature measurement and comparison with calibration data determined. A particularly preferred embodiment variant is one in which the correction value is determined by means of an image processing unit from the current degree of distortion of the image.
Eine andere Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass die Verzögerungszeit zwischen dem zweiten und ersten Wandelsignal in Abhängigkeit von der Ablenkgeschwindigkeit der Strahlablenkeinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird.See another execution of the procedure before that the delay time depending on the second and first conversion signal controlled by the deflection speed of the beam deflection device and / or is regulated.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden das digitale Detektionssignal und das digitale Positionssignal einander als zu derselben Scanposition gehörend zugeordnet. Aus den einander zugeordneten digitalen Detektionssignalen und den digitalen Positionssignalen ergibt sich ein Datensatz, der von einem Computer auf einem Display als Abbild von zumindest eines Teils des Objektes des Objekts darstellbar ist. Hierzu werden die Daten nach einem vorgebbaren Algorithmus verarbeitet. In einer Variante ist ein weiteres Verzögern des digitalen Detektionssignals, insbesondere damit die Daten wieder synchron zum Wandlersignal sind, vorgesehen.In a preferred embodiment become the digital detection signal and the digital position signal assigned to each other as belonging to the same scan position. From each other assigned digital detection signals and the digital position signals results in a data set from a computer on a display can be represented as an image of at least a part of the object of the object is. For this purpose, the data is generated using a predefinable algorithm processed. In a variant, a further delay of the digital detection signal, in particular the data again are provided in synchronism with the converter signal.
Das erfindungsgemäße Scanmikroskop umfasst vorzugsweise eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Korrekturwertes, die mit einer Einheit verbunden ist, mit der die Verzögerungszeit aus dem Korrekturwert ermittelbar ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Vorrichtung zur Ermittlung eines Korrekturwertes aus auf einem Display dargestellten Stellelementen, durch deren Einstellung der Korrekturwert aus dem daraus resultierenden Gesamteindruck eines auf dem Display dargestellten Abbildes des Objekts ermittelbar ist. In einer anderen Ausführung beinhaltet die Vorrichtung zur Ermittlung eines Korrekturwertes eine Stellvorrichtung, die beispielsweise als Drehregler, Schiebregler, Touchpanel oder als Panelbox mit einem Drehregler realisiert sein kann.The scanning microscope according to the invention preferably comprises a device for determining a correction value with a Unit connected with which the delay time from the correction value can be determined. In a preferred embodiment, the Device for determining a correction value from on a display shown control elements, by setting the correction value from the resulting overall impression of one on the display shown image of the object can be determined. Included in another version the device for determining a correction value, an adjusting device, which, for example, as a rotary control, slide control, touch panel or can be implemented as a panel box with a rotary control.
Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, die den Korrekturwert automatisch ermitteln. Die Mittel zum automatischen Ermitteln des Korrekturwertes können einen Temperaturfühler umfassen.Means are preferably provided which automatically determine the correction value. The means for automatic Can determine the correction value a temperature sensor include.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zur Ermittlung eines Korrekturwertes eine Bildverarbeitungseinheit, die den Korrekturwert aus dem aktuellen Verzerrungsgrad des Abbildes ermittelt.In a preferred embodiment comprises the device for determining a correction value Image processing unit that the correction value from the current Degree of distortion of the image determined.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das digitale Positionssignal gegenüber dem digitalen Detektionssignal um eine aus dem Korrekturwert und der Verzögerungszeit ermittelten weiteren Verzögerungszeit mit Hilfe eines Verzögerungselements verzögerbar. Bei digital arbeitenden Scanmikroskopen ist es von besonderem Vorteil, die Verzögerung um eine weitere Verzögerungszeit zur Grob-Phasenkorrektur zu ergänzen, wobei sich die kürzeste einstellbare Verzögerungszeit aus der Periodendauer des Pixeltaktes, dem Takt mit dem aufeinanderfolgende Scanpunkte abgetastet werden, ergibt. Durch Verzögern des zweiten Wandelsignals ist insbesondere eine Fein-Phasenkorrektur ermöglicht, wobei eine wesentlich höhere Taktrate, beispielsweise die Systemtaktrate des Verarbeitungssystems, das beispielsweise als programmierbarer Logikbaustein wie FPGA oder als Computer oder PC ausgeführt sein kann, zugrunde gelegt wird. In a very particularly preferred Design is the digital position signal compared to digital detection signal by one of the correction value and the Delay Time determined further delay time with the help of a delay element be delayed. With digitally operating scanning microscopes, it is particularly advantageous the delay by another delay time for rough phase correction, being the shortest adjustable delay time from the period of the pixel clock, the clock with the successive Scan points are scanned. By delaying the second change signal In particular, fine phase correction is made possible, one essential higher Clock rate, for example the system clock rate of the processing system, the for example as a programmable logic device such as FPGA or executed as a computer or PC can be used as a basis.
Vorzugsweise ist eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, die eine Zuordnung von Positions- und Detektionssignal vornimmt.A processing unit is preferably provided, which assigns the position and detection signal.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Scanmikroskop als konfokales Scanmikroskop ausgeführt.In a preferred embodiment the scanning microscope is designed as a confocal scanning microscope.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Phasenkorrektur direkt vom Benutzer vorgenommen. Hierzu sind an einer Bedienkonsole entsprechende Schieber oder Drehregler angeordnet. Es können auch auf einem der Displays Slider dargestellt sein und die Einstellung erfolgt in der Weise, dass der Benutzer z.B. mit der Maus die Stellung der Slider derart verändert, dass zwischen dem Positionssignal und dem Detektionssignal keine Zeitdifferenz mehr auftritt. Auf dem Display wird das Ergebnis der neuen Einstellung in Echtzeit dargestellt. So ist z.B. ein scharfes Abbild auf dem Display zu sehen, wenn Positionssignal und Detektionssignal phasengleich aufgenommen oder entsprechend korrigiert werden.In an advantageous embodiment the phase correction is made directly by the user. For this are corresponding sliders or rotary controls on a control console arranged. It can also be shown on one of the displays slider and the setting takes place in such a way that the user e.g. position with the mouse the slider changed so that between the position signal and the detection signal none Time difference occurs more. The result of the new setting shown in real time. For example, a sharp one Image shown on the display when position signal and detection signal recorded in phase or corrected accordingly.
Auch eine automatische Einstellung der Zeitdifferenz ist möglich. Hierzu ist ein Steuerkreis mit einem Temperaturtühler und einer Datenspeichereinheit vorgesehen. In der Datenspeichereinheit sind die zu jeder Abtastgeschwindigkeit und Temperatur gehörigen Korrekturfaktoren, die in einer Kalibrationsmessreihe ermittelt wurden, abgespeichert. Die Temperatur wird laufend oder in festen Zeitabständen gemessen und der zur gemessenen Temperatur und zur aktuellen Abtastgeschwindigkeit gehörige Korrekturwert aus der Datenspeichereinheit ausgelesen und die Elemente zum Abgleich der Laufzeitunterschiede und Meßwertverarbeitungszeiten eingestellt. Die Korrekturwerte können z.B. in Form einer Tabelle abgelegt werden.Also an automatic setting the time difference is possible. For this purpose there is a control circuit with a temperature sensor and a data storage unit intended. They are in the data storage unit at every scanning speed and temperature Correction factors determined in a calibration measurement series were saved. The temperature becomes constant or in fixed intervals measured and the measured temperature and the current scanning speed associated Correction value read from the data storage unit and the elements set to compare the runtime differences and measured value processing times. The Correction values can e.g. be filed in the form of a table.
Eine weitere Ausführungsform zur automatischen Phasenkorrektur beinhaltet einen Regelkreis mit einer Bildverarbeitungssoftware, wie sie beispielsweise auch aus Autofokussystemen bekannt ist, die die optimale Einstellung des Laufzeitabgleichs hinsichtlich optimaler Bildschärfe aus dem aktuellen Abbild des Objekts ermittelt. Dies könnte beispielsweise durch Korrelationsvergleich der Detektionssignale benachbarter Zeilen erfolgen.Another embodiment for automatic Phase correction includes a control loop with image processing software, as it is also known, for example, from autofocus systems that the optimal setting of the runtime adjustment with regard to optimal definition determined from the current image of the object. For example by comparing the correlation of the detection signals of adjacent lines respectively.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:In the drawing is the subject of the invention is shown schematically and is based on the figures below described. Show:
Das Scansystem
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.The invention has been made in relation to a special embodiment described. However, it goes without saying that changes and modifications carried out can be without leaving the scope of the following claims.
- 11
- Lichtquellelight source
- 33
- Lichtstrahlbeam of light
- 55
- Strahlteilerbeamsplitter
- 77
- StrahlablenkeinrichtungBeam deflector
- 99
- Scanspiegelscanning mirror
- 1111
- Einheit zur Ermittlung der Stellungunit to determine the position
- 1313
- Mikroskopoptikmicroscope optics
- 1515
- Objektobject
- 1717
- Detektionslichtdetection light
- 1919
- Detektordetector
- 2121
- analoge Detektionssignaleanalog detection signals
- 2323
- Verarbeitungseinheitprocessing unit
- 2525
- analoge Positionssignaleanalog position signals
- 2727
- erster Analog-Digital-Wandlerfirst Analog to digital converter
- 2929
- zweiter Analog-Digital-Wandlersecond Analog to digital converter
- 3131
- digitale Positionssignaledigital position signals
- 3333
- digitale Detektionssignaledigital detection signals
- 3535
- Steuereinheitcontrol unit
- 3737
- erstes Wandelsignalfirst converting signal
- 3939
- zweites Wandelsignalsecond converting signal
- 4141
- Verzögerungseinheitdelay unit
- 5151
- VerzögerungszeitDelay Time
- 5353
- PCPC
- 5555
- Eingabeeinheitinput unit
- 5757
- Displaydisplay
- 5959
- SliderSlider
- 6161
- Zuordnungseinheitallocation unit
- 6363
- Abbildimage
- 6565
- Stellelementactuator
- 6767
- BeleuchtungspinholeIllumination pinhole
- 6969
- DetektionspinholeDetection pinhole
- 7171
- Scansystemscan system
- 7373
- weitere VerzögerungseinheitFurther delay unit
- 7575
- Verzögerungsglieddelay
- 7777
- Verstärkeramplifier
- 7979
- Verstärkeramplifier
- 8080
- Oszillatoroscillator
- 8181
- Teilerdivider
- 8383
- erster Wandeltaktfirst change clock
- 8585
- zweiter Wandeltaktsecond change clock
- 8787
- Flip-Flop KetteFlip-flop Chain
- 8989
- erstes Registerfirst register
- 9191
- weitere Flip-Flop KetteFurther Flip-flop chain
- 9393
- zweites Registersecond register
- 9595
- FIFO-EinheitFIFO unit
- 9797
- drittes Registerthird register
- 9999
- Einheitunit
- 101101
- EinheilEinheil
- 103103
- Dual-Ported-RAM-SpeicherDual-ported RAM
- 105105
- weitere HardwareFurther hardware
- 107107
- Ringzählerring counter
- 109109
- Registerregister
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001143855 DE10143855B4 (en) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | Method and device for phase correction of position and detection signals in scanning microscopy and scanning microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001143855 DE10143855B4 (en) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | Method and device for phase correction of position and detection signals in scanning microscopy and scanning microscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10143855A1 DE10143855A1 (en) | 2003-04-03 |
DE10143855B4 true DE10143855B4 (en) | 2004-06-09 |
Family
ID=7698021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001143855 Expired - Fee Related DE10143855B4 (en) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | Method and device for phase correction of position and detection signals in scanning microscopy and scanning microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10143855B4 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10331995B4 (en) * | 2003-07-14 | 2005-06-09 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | scanning microscope |
DE102004034954A1 (en) | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method for detecting at least one sample area with a light scanning microscope |
DE102004034956A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method for detecting at least one sample area with a light scanning microscope with linear scanning |
DE102009055993B4 (en) | 2009-11-26 | 2016-06-02 | Leica Microsystems Cms Gmbh | A method of inspecting an object with the aid of a microscope and a microscope-like device for examining an object |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19702752A1 (en) * | 1997-01-27 | 1998-07-30 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Control system for scanner drive esp. for laser scanning microscope |
DE10037783A1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-14 | Leica Microsystems | Method for correction of scanning microscope images, by processing of beam position signals originating from beam deflectors together with detection signals arising from signals caused by light that has come from the object |
-
2001
- 2001-09-07 DE DE2001143855 patent/DE10143855B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19702752A1 (en) * | 1997-01-27 | 1998-07-30 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Control system for scanner drive esp. for laser scanning microscope |
DE10037783A1 (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-14 | Leica Microsystems | Method for correction of scanning microscope images, by processing of beam position signals originating from beam deflectors together with detection signals arising from signals caused by light that has come from the object |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 2000 267011 A * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10143855A1 (en) | 2003-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60033227T2 (en) | Method and system for processing sampling data from a confocal microscope | |
DE102005047200B4 (en) | Method for correcting a control of an optical scanner in a device for scanning imaging of a sample and device for generating an image of a sample by scanning the sample | |
EP2917776B1 (en) | Optical microscope and microscopy method | |
DE2812593C2 (en) | Device for automatic focusing of the optical system of a microscope | |
EP0168643B1 (en) | Device for the inspection of wafers | |
DE102017207187A1 (en) | Phase difference calibration in a variable focal length lens system | |
DE10038622A1 (en) | Scanning microscope, optical arrangement and method for image acquisition in scanning microscopy | |
DE102016213122A1 (en) | Multilevel image sharpness using a tunable lens in a machine vision inspection system | |
DE2738804C2 (en) | Device for recognizing the relative movement between an object and this device | |
EP0978009B1 (en) | System for calibrating a laser scanning microscope | |
EP1393116A1 (en) | Automatic focussing device for an optical appliance | |
WO2015039806A1 (en) | Laser scanning microscope and method for correcting imaging aberrations more particularly in high-resolution scanning microscopy | |
DE102005047218B4 (en) | Method for controlling an optical scanner, optical scanner and laser scanning microscope | |
EP1178344B1 (en) | Method and apparatus for image restitution in scanning microscopy and scanning microscope | |
DE10050529A1 (en) | Method for beam control in a scanning microscope, arrangement for beam control in a scanning microscope and scanning microscope | |
DE102009047249A1 (en) | Autofocus device | |
DE10143855B4 (en) | Method and device for phase correction of position and detection signals in scanning microscopy and scanning microscope | |
EP2954364B1 (en) | Method and device for receiving and processing the optical signals coming from an extended object | |
EP3101385A1 (en) | Device and method for detecting surface topographies | |
DE10144593A1 (en) | Method for determining position values and scanning microscope | |
EP0961930B1 (en) | Light-scanning device | |
EP1209504B1 (en) | Method and device for scanning microscopic objects with a scanning system | |
DE102007008009B3 (en) | Driving scanning microscope with beam deflector involves controlling acquisition of image data in acquisition step using prepared measurement signal and/or associating acquired image data with position on specimen | |
DE10156235A1 (en) | Method for operating an adjusting device and scanning microscope | |
DE102017210098B4 (en) | Scanning device with a scanning head device for reflecting or transmitting beams for a scanner and method for reflecting or transmitting beams for a scanner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LEICA MICROSYSTEMS CMS GMBH, 35578 WETZLAR, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |