DE3340647A1 - Method for focusing a microscope and microscope for carrying out the method - Google Patents
Method for focusing a microscope and microscope for carrying out the methodInfo
- Publication number
- DE3340647A1 DE3340647A1 DE19833340647 DE3340647A DE3340647A1 DE 3340647 A1 DE3340647 A1 DE 3340647A1 DE 19833340647 DE19833340647 DE 19833340647 DE 3340647 A DE3340647 A DE 3340647A DE 3340647 A1 DE3340647 A1 DE 3340647A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- microscope
- sensor
- brightness
- differences
- image
- 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.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/24—Base structure
- G02B21/241—Devices for focusing
- G02B21/244—Devices for focusing using image analysis techniques
Abstract
Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fokussierung eines Mikroskopes sowie ein Mikroskop zur Durchführung des Verfahrens. Mikroskope werden üblicherweise dadurch fokussiert, daß der Benutzer das Objekt visuell betrachtet und mit Hilfe eines Grob- und Feintriebes den das Objekt tragenden Mikroskoptisch so lange höhenverstellt, bis die gewünschte Bildschärfe erhalten worden ist. The invention relates to a method for focusing a microscope and a microscope for carrying out the method. Microscopes are commonly used focused by the fact that the user looks at the object visually and with the help a coarse and fine drive adjusts the height of the microscope stage carrying the object so long until the desired image sharpness has been obtained.
Bei Routineuntersuchungen von Objekten, vor allem im medizinischen Bereich, zum Beispiel in der Diagnostik, ist eine Vielzahl gleichartiger Präparate zu untersuchen, was bei visueller Fokussierung des Mikroskopes zu Ermüdungserscheinungen des Benutzers führt. Hierdurch kann es zu Diagnosefehlern kommen, und es ist in keiner Weise eine Normierung der Präparateauswertung möglich. Auch fehlen bisher technische Einrichtungen, die bei einer mangelhaften Qualität des Präparates eine Warnung für den Diagnostiker oder Analytiker erlauben. For routine examinations of objects, especially in the medical field The area, for example in diagnostics, is a large number of similar preparations to investigate what causes fatigue when the microscope is visually focused of the user. This can lead to diagnostic errors and it is in a normalization of the preparation evaluation is not possible in any way. Also missing so far technical facilities which, in the event of poor quality of the preparation, a Allow warning to the diagnostician or analyst.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Fokussiervorgang zu objektivieren, derart, daß die Fokussierung vom Benutzer des Mikroskopes vollkommen unabhängig wird. The object of the invention is to objectify the focusing process, in such a way that the focus is completely independent of the user of the microscope will.
Im Zuge eines Forschungs- und Entwicklungsauftrages des Bundesministeriums für Forschung und Technik wurde als Lösung für diese Aufgabe das Verfahren des Anspruches 1 entwickelt. As part of a research and development contract from the Federal Ministry For research and technology, the solution to this problem was the claim process 1 developed.
Es wurde gefunden, daß dann, wenn man die Intensitätsunterschiede eines Bildpunktes zu seinen benachbarten Bildpunkten im Objektbild für sämtliche Bildpunkte summiert oder wenigstens für einen Teil der Bildpunkte, ein bestimmter Wert erhalten wird, der dann ein Maximum darstellt, wenn das Mikroskop fokussiert ist.It has been found that if one considers the intensity differences of a pixel to its neighboring pixels in the object image for all Image points summed up or at least for a part of the image points, a specific one Value is obtained which is a maximum when the microscope focuses is.
Mathematisch ausgedrvickt heißt dies: Es wird die Summe S gebildet: wobei y die Zeilennummer ist, x die Spaltennummer, 1 y der Helligkeitswert im Bildpunkt x,y, x,y n die Anzahl der ausgewerteten Zeilen, m die Anzahl der ausgewerteten Bildpunkte einer Zeile.Expressed mathematically this means: The sum S is formed: where y is the line number, x is the column number, 1 y is the brightness value in the pixel x, y, x, yn is the number of evaluated lines, m is the number of evaluated pixels in a line.
Aufgrund dieser Voraussetzung verstellt man den Abstand des Objektes vom Mikroskop in engen Schritten, beispielsweise mit Hilfe eines Schrittmotors und bildet nach jeder Verstellung die genannte Summe. Man hat dann nur diejenige Objekteinstellung auszusuchen, bei der die zugehörige Summe ein Maximum ist. Die Summenbildung für jede Objekteinstellung kann computermäßig durchgeführt werden, und der Computer stellt selbsttätig den Schrittmotor vor und zurück, bis die Scharfeinstellung erfolgt ist. On the basis of this prerequisite, the distance to the object is adjusted from the microscope in close steps, for example with the help of a stepper motor and forms the stated sum after each adjustment. You then only have that object setting choose where the associated sum is a maximum. The summation for any object setting can be carried out by computer, and the computer automatically adjusts the stepper motor forwards and backwards until the camera is in focus is.
Um zu schnellen Ergebnissen zu kommen, kann man den in Frage kommenden Bereich zweimal durchfahren, nämlich einmal in weiteren Schritten für eine Grobfokussierung und ein zweites Mal den dann in Frage kommenden engeren Bereich für die Feineinstellung. Im allgemeinen ist jedoch ein zweimaliges Durchfahren nicht notwendig, wenn nur die Verstellschritte klein genug sind. In order to get quick results, one can use the in question Drive through the area twice, namely once in further steps for a coarse focusing and a second time the narrower range that comes into question for the fine adjustment. In general, however, a double pass is not necessary, if only the adjustment steps are small enough.
Vorteilhaft kann man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere dann, wenn eine Vielzahl gleichartiger Präparate zu untersuchen ist, in einem Vorversuch zunächst visuell oder automatisch das Mikroskop grob vorfokussieren, insbesondere indem die Fokusbreite ermittelt und im nach, schalteten Computer gespeichert wird. Man braucht dann nur noch den Bereich der Fokushreite zu durchfahren, um eindeutig die endgültige Fokussiereinstellung zu erhalten. Advantageously, in a further embodiment of the invention, in particular when a large number of similar preparations are to be examined, in a preliminary test first, visually or automatically, roughly pre-focus the microscope, in particular by determining the focus width and storing it in the downstream computer. You then only need to drive through the area of the focus line to be unambiguous the to obtain the final focus setting.
Um die Intensitätsdifferenzen zwischen benachbarten Bildpunkten zu ermitteln, kann man in der Bildebene des Mikroskopes, vorteilhaft in der Bildebene einer Kamera, welche über einen Adapter mit dem Mikroskop verbunden ist, einen Sensor anordnen, der die Helligkeitsdifferenzen eines Bildpunktes zu seinen beiden Nachbarpunkten in einer Zeile ermittelt. Dieser Sensor ist dann zur Summenbildung in den beiden Koordinatenrichtungen der Bildebene von Bildpunkt zu Bildpunkt zu verschieben. Der Radius der Airy-Scheibchen, das ist der räumliche Abstand von benachbarten Bildpunkten, bei denen Intensitätsunterschiede noch erfaßbar sind, muß hierbei dem Pixelabstand, das ist der räumliche Abstand der von einem Sensorelement noch einzeln erfaßbaren Bildpunkte, entsprechen. To increase the intensity differences between neighboring pixels can be determined in the image plane of the microscope, advantageously in the image plane a camera, which is connected to the microscope via an adapter, a sensor arrange the differences in brightness between a pixel and its two neighboring points determined in one line. This sensor is then used to sum up the two To move coordinate directions of the image plane from pixel to pixel. Of the Radius of the Airy discs, that is the spatial distance from neighboring pixels, where differences in intensity can still be detected, the pixel spacing must be this is the spatial distance that can still be individually detected by a sensor element Pixels, correspond.
Eine derartige Verschiebung ist zeitaufwendig, so daß die Autofokussierung des Mikroskopes erhebliche Zeit in Anspruch nimmt. Such a shift is time-consuming, so the auto-focusing of the microscope takes a considerable amount of time.
Zu einem schnelleren Ergebnis kommt man, wenn man einen Sensor, bestehend aus einer CCD-Empfängerzeile mit zum Beispiel 256 Elementen, vorsieht, welcher die Helligkeitsdifferenzen der Bildpunkte der Zeile zu ihren Nachbarpunkten in der Zeile über die Zeilenlänge des Objektbildes gleichzeitig erfaßt, und wenn man diese Zeile zur Summenbildung senkrecht zur Zeilenrichtung schrittweise verschiebt. Bei Verwendung eines derartigen Sensors fokussiert sich das Mikroskop in etwa zehn Sekunden. You can get a faster result if you have a sensor from a CCD receiver line with, for example, 256 elements, which provides the Brightness differences between the pixels in the line and their neighboring points in the line captured over the line length of the object image at the same time, and if this line shifts step-by-step perpendicular to the direction of the row to form the total. Using With such a sensor, the microscope focuses in about ten seconds.
Zu einem noch schnelleren Ergebnis kommt man, wenn man von vornherein einen Sensor verwendet, der flächenmäßig verteilt eine Vielzahl von lichtempfindlichen Elementen aufweist, welche gleichzeitig die Helligkeitsdifferenzen jedes Bildpunktes zu seinen Nachbarpunkten erfassen. Hierbei genügt es, wenn auch dieser Sensor die Helligkeitsdifferenzen er Bildpunkte zeilenmäßig erfaßt. Bei dieser Ausbildung fokussiert sich das Mikroskop in etwa zwei Sekunden. You will get an even faster result if you work from the start uses a sensor that distributes a large number of light-sensitive areas Has elements, which at the same time the differences in brightness of each pixel to capture its neighboring points. It is sufficient if even this sensor detects the differences in brightness of the pixels by lines. At this Training focuses the microscope in about two seconds.
-Bei Verwendung eines linienförmig ausgebildeten Sensors kann man ebenfalls zu einem schnelleren, jedoch nicht so genauen Ergebnis kommen, wenn man die Zahl der auszuwertenden Lichtzeilen in der Objektebene beschränkt, das heißt, nicht 256 Zeilen abtastet sondern nur etwa 20 derejtige Zeilen. -When using a linear sensor, you can also get a faster, but not as accurate result if you the number of lines of light to be evaluated is limited in the object plane, i.e. does not scan 256 lines but only about 20 other lines.
Da für die Summenbildung der Helligkeitsdifferenzen ohnehin ein Computer vorgesehen ist, kann dieser bei Verwendung einer Sensorzeile jedesmal dann, wenn er die Zeilensumme gebildet hat, den Sensor über die Nachbarzeile schieben, bis sämtliche Zeilen erfaßt und ausgewertet sind. Vorteilhaft sieht man hierfür einen Schrittmotor vor. Ist die Summe für sämtliche Zeilen gebildet, wird der Computer den Schrittmotor für die Höhenverstellung des Objektes in Tätigkeit setzen, worauf sich der gesamte Vorgang wiederholt. A computer is used to add up the differences in brightness is provided, this can be done whenever a sensor line is used he has formed the line total, slide the sensor over the neighboring line until all lines are recorded and evaluated. One sees one advantageous for this Stepper motor. If the sum is formed for all lines, the computer will activate the stepper motor for the height adjustment of the object, whereupon the entire process is repeated.
Der Computer steuert auch vorteilhaft über den Kameraverschluß die Belichtungszeit des Sensors, damit die Ermittlung der Intensitätsdifferenzen nicht gestört wird. Auch ist es möglich, den Computer dazu zu verwenden, bestimmte Objektgebiete koordinatenmäßig zu erfassen und die Ergebnisse zu speichern. The computer also advantageously controls the camera shutter Exposure time of the sensor, so that the determination of the intensity differences is not is disturbed. It is also possible to use the computer to determine certain object areas to record in terms of coordinates and to save the results.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung der 7eichnung eines Ausführungsbeispieles entnommen werden. Further details of the invention can be found in the subclaims as well taken from the following description of the drawing of an exemplary embodiment will.
Es zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau eines selbstfokussierenden Mikroskopes; Fig. 2a - 2i Einzelheiten zur Erläuterung der Wirkungsweise; Fig. 3 eine Teilansicht des Mikroskopes; Fig 4- eine geänderte Ansicht des Mikroskopes. They show: FIG. 1 the schematic structure of a self-focusing device Microscope; 2a-2i details for explaining the mode of operation; 3 shows a partial view of the microscope; 4- a modified view of the microscope.
Gemäß Fig 1 wird ein auf dem Mikroskoptisch 2 angeordnete Präparat 1 mit Hilfe einer Beleuchtungseinrichtung 3 bis 8 ausgeleuchtet. Die Beleuchtungseinrichtung besteht im vorliegenden Fall aus einem Laser 9 mit vorgeschaltetem Kollimator 8 und einer Leuchtfeldblende 7. Ein Planspiegel 6 lenkt die Laserstrahlen über Zentrierlinsen 5, die Aperturblende 4 und den Kondensor 3 zum Präparat 1. Eine Laserbeleuchtung wird gewählt, wenn das Objekt sehr stark ausgeleuchtet werden soll. Im allgemeinen genügen normale Beleuchtungseinrichtungen, da die Sensorempfindlichkeit sehr groß ist. According to FIG. 1, a preparation arranged on the microscope stage 2 is shown 1 illuminated with the aid of a lighting device 3 to 8. The lighting device consists in the present case of a laser 9 with an upstream collimator 8 and a field diaphragm 7. A plane mirror 6 directs the laser beams via centering lenses 5, the aperture diaphragm 4 and the condenser 3 for preparation 1. Laser illumination is selected if the object is to be illuminated very strongly. In general Normal lighting devices are sufficient, since the sensor sensitivity is very high is.
Die Beleuchtungseinrichtung ist so ausgebildet, daß wenigstens annähernd das Köhlersche Beleuchtungsprinzip erfüllt wird. The lighting device is designed so that at least approximately the Koehler lighting principle is fulfilled.
Das Präparat 1 wird mit Hilfe eines Mikroskopobjektives 10 über ein in einem Adapter 42 angeordnetes Teilerprisma 11 in die Bildebene eines Okulares 12 abgebildet. Mit Hilfe des Okulares 12 kann das Präparat visuell betrachtet werden. Die durch das Teilerprisma laufenden Lichtstrahlen treten in eine Kamera 13, 14, 15, 16 ein, wo sie in der Bildebene gesammelt werden. Die Kamera besteht aus dem Objektiv 13, einem Verschluß 14, einer Blende 15 und einer in der Bildebene angeordneten Sensorzeile 16. The preparation 1 is with the help of a microscope objective 10 on a in an adapter 42 arranged splitter prism 11 in the image plane of an eyepiece 12 pictured. The specimen can be viewed visually with the aid of the eyepiece 12. The light rays passing through the splitter prism enter a camera 13, 14, 15, 16 where they are collected in the image plane. The camera consists of the Objective 13, a shutter 14, a diaphragm 15 and one arranged in the image plane Sensor line 16.
Der Sensor 16 ermittelt die Helligkeitsdifferenzen jedes Bildpunktes der Zeile zu seinen benachbarten Bildpunkten und gibt diese in einen Computer 17, der die Summe der Helligkeitsdifferenzen über die Länge der Sensorzeile bildet. Jedesmal dann, wenn die Summe der Helligkeitsdifferenzen längs der Sensorzeile ermittelt worden ist, wirkt der Computer auf einen Schrittmotor 18, der den Sensor 16 senkrecht zur Zeichenebene um einen Schritt verstellt. Nach jedem Schritt wird erneut die Summe der Helligkeitsdifferenzen der Bildpunkte der Zeile gebildet Der Computer addiert sämtliche ZeilensLmmen auf und wirkt, nachdem er die Summe der Helligkeitsdifferenzen für sämliche Bildpunkte des Objektbildes gebildet und gespeichert hat auf einen Schrittmotor 19, der das Präparat 1 in Richtung der optischen Achse, d.h. in Richtung der Pfeile 20 in einem engen Schritt höhenverstellt. Nach jedem Schritt bildet der Computer 17 erneut die Summe der Helligkeitsdifferenzen zwischen den Bildpunkten des Objektes. Dann, wenn der Computer 17 bei einer Höheneinstellung des Präparates ein Maximum unter den Summen der Helligkeitsdifferenzen ermittelt hat, beendet der Motor die schrittweise Verstellung des Präparates. Das Präparat hat danw eine Lage eingenommen, daß es scharf abgebildet wird, mit andcren Worten, das Mikroskop ist dann auf das Präparat fokussiert Diese Art der Fokussierung ist möglich, wenn die Fokussierungsfunktion monoton ist. Die Methode kann aber dann versagen, wenn einfache, gegebenenfalls auch nur teilkorrigierte Abbildungssysteme verwendet werden und diese noch dazu auf dicken Präparaten mit anisotroper Extinktionsverteilung und Streulichterzeugung verwendet werden. The sensor 16 determines the brightness differences of each pixel the line to its neighboring pixels and enters this into a computer 17, which forms the sum of the brightness differences over the length of the sensor line. Every time the sum of the brightness differences along the Sensor line has been determined, the computer acts on a stepper motor 18, which the sensor 16 adjusted perpendicular to the plane of the drawing by one step. After each step will The sum of the brightness differences of the pixels of the line is again formed Computer adds up all the lines and takes effect after calculating the sum of the Brightness differences for all pixels of the object image formed and stored has a stepper motor 19, which moves the preparation 1 in the direction of the optical axis, i.e. adjusted in height in the direction of arrows 20 in a tight step. After every Step the computer 17 again forms the sum of the differences in brightness between the image points of the object. Then when the computer 17 is at a height adjustment of the preparation determined a maximum among the sums of the differences in brightness the motor stops the gradual adjustment of the preparation. The preparation has then taken a position that it is shown in focus, in other words, the microscope is then focused on the specimen. This type of focusing is possible when the focus function is monotonous. The method can then fail when simple, possibly only partially corrected imaging systems can be used and this on thick specimens with anisotropic extinction distribution and scattered light generation can be used.
Man legt dann durch einen Vorversuch, der gegebenenfalls automatisch erfolgen kann, die Fokusbreite fest, bei der das Lichtmikroskop die Schärfenzone des Objektes durchfährt. Diese Breite kann gegebenenfalls so weit gewählt werden, daß sie für ein ganzes Präparat gültig ist. Sodann durchfährt das Mikroskop in hinreichend engen Fokussierungsschritten, die im wesentlichen vom Aperturwinkel des Belcuchtungssystems abhängen das Präparat und nimmt bei jedem Schritt ein Bild vollst3ig auf. Hierzu berechnet der Computer die zugehörigen Summen und speichert die ermittelten Werte als Funktion der Fokusposition ab. Nach dem Durchlaufen des gesamten Fokusbereiches wird das absolute Maximum aller Bildgütewerte ermittelt und die zugehörige Fokusposition mit Hilfe des Schrittmotors und der Höhenregelung des Objekttisches aufgesucht. Es ist prinzipiell möglich, in einem zweiten Durchgang eine verfeinerte Fokusposition zu finden, was aber kaum nötig ist, sofern die Schärfentiefe, das Auflösungsvermögen und der Bildkontrast in ein richtiges Verhältnis gebracht werden. You then put through a preliminary test, which may be automatic can be done, the focus width fixed at which the light microscope the focus zone of the property. This width can be chosen so far, if necessary, that it is valid for an entire preparation. The microscope then passes through sufficiently narrow focusing steps, which essentially depend on the aperture angle of the lighting system depend on the preparation and take a complete picture at each step. For this the computer calculates the corresponding sums and saves the values determined as a function of the focus position away. After going through the entire Focal area, the absolute maximum of all image quality values is determined and the associated Focus position with the help of the stepper motor and the height control of the stage visited. In principle, it is possible to refine a second pass To find the focus position, which is hardly necessary, provided the depth of field, that The resolution and the image contrast must be brought into the right relationship.
Der Computer kann ferner auf einen Motor 21 wirken, der das Präparat in der Objektebene in den beiden Koordinatenrichtungen verstellt, so daß nicht nur ein Ohjektausschnitt für die Auswertung erfaßt wird sondern das ganze Präparat. The computer can also act on a motor 21 that controls the preparation adjusted in the object plane in the two coordinate directions, so that not only a section of the object is recorded for the evaluation but the entire specimen.
Anstelle des linienförmig ausgebildeten Sensors kann ein flächenförmig ausgebildeter Sensor verwendet werden. Dieser braucht in der Bildebene der Kamera nicht mehr senkrecht zur Zeichenebene verschoben zu werden, sondern er kann unmittelbar die Summe der Helligkeitsdifferenzen für sämtliche Bildpunkte des abgebildeten Objektausschnittes durchführen. Instead of the linearly designed sensor, a flat trained sensor can be used. This needs in the image plane of the camera no longer to be shifted perpendicular to the plane of the drawing, but it can be done directly the sum of the brightness differences for all pixels of the depicted object section carry out.
Die Wirkungsweise der Sensorzeile 16 soll anhand der Figuren 2a bis 2i beschrieben werden. The mode of operation of the sensor line 16 should be based on FIGS. 2a to 2i.
Auf einen p-dotierten Siliziumkristall (Fig. 2a) werden linear angeordnete, durch dünne SiO2-Schichten vom Halbleiter isolierte Elektroden aufgebracht. Durch eine angelegte positive Spannung werden freie Elektronen im Substrat in die Nähe der Elektrode transportiert und bilden dort eine Schicht freicr Latlungsträger, dj e den dort vorhandenen "Potentialtopf" nicht verlassen können. Durch Umschalten der angelegten Spannung auf die nächste Elektrode kann die gesammelte Ladung in den neuen !'Potentialtopf" übergehen. Damit ist das unter der ersten Elektrode gesammclte Ladungspotential unter die zweite Elektrode transportiert worden. On a p-doped silicon crystal (Fig. 2a) linearly arranged, Electrodes isolated from the semiconductor by thin SiO2 layers are applied. By An applied positive voltage will close free electrons in the substrate transported by the electrode and form a layer of free latunger there, dj e cannot leave the "potential well" present there. By switching the voltage applied to the next electrode can convert the accumulated charge into Skip the new "potential well". This is what is collected under the first electrode Charge potential has been transported under the second electrode.
Schaltet man mehrere Elektroden sodaß jede zweite miteinander verbunden ist, erhält man ein analoges Schiclcregister mit dem sich Ladungen durch das Substrat transportieren lassen. If you switch several electrodes so that every second one is connected to one another is, you get an analog switch register with which charges are transferred through the substrate have it transported.
Ein Rückfließen der Ladung läßt sich durch eine spezielle Verteilung des Potentiales verhindern.The charge can flow back through a special distribution prevent the potential.
Die Sensorzeile 16 weist 256 linear angeordnete, gegeneinander isolierte Fotodioden 30 und zwei analoge Schieberegister 31 und 32 sowie einen ladungsempfindlichen Detektor 34 auf mit nachgeschalteter Entladestufe und einem Vorverstärker. The sensor row 16 has 256 linearly arranged, mutually isolated Photodiodes 30 and two analog shift registers 31 and 32 and a charge-sensitive Detector 34 with a downstream discharge stage and a preamplifier.
Der Ladungstransport ist durch das Signal-Zeit-Diagramm der Steuersignale und den dazugehörigen Positionen der Ladungspakete gemäß Fig. 2b deutlich. The charge transport is indicated by the signal-time diagram of the control signals and the associated positions of the charge packets according to FIG. 2b.
Bis zum Zeitpunkt 1 werden in den Fotodioden 30 die durch den inneren Fotoeffekt freiwerdenden Elektronen angesammelt (Fig. 2c). Zum Zeitpunkt 2 werden die in den ungeradzahligen Fotodioden des Sensors angesammelten Ladungen in das dazugehörige Transportregister 31 entleert (Fig. 2d). Zum Zeitpunkt 3 geschieht das Gleiche für die geradzahligen Fotodioden, d.h. diese werden in das Transportregister 32 entleert (Fig. 2e). Up to the time 1 in the photodiodes 30 by the inner Photo effect released electrons accumulated (Fig. 2c). Be at time 2 the charges accumulated in the odd-numbered photodiodes of the sensor into the associated transport register 31 emptied (FIG. 2d). Happens at time 3 the same for the even-numbered photodiodes, i.e. these are placed in the transport register 32 emptied (Fig. 2e).
Die nun in den Transportregistern 31 und 32 befindlichen Ladungen werden zum Zeitpunkt 0 4 in einer "Eimerkette" um eine Position weitergereicht. Zum Zeitpunkt 5 liegt das erste Ladungspaket des ungeradzahligen Schieberegisters 31 am ladungsempfindlichen Detektor 34 an. The loads now in transport registers 31 and 32 are passed on at time 0 4 in a "bucket chain" by one position. The first charge packet of the odd-numbered shift register is present at time 5 31 on the charge-sensitive detector 34.
Der Entlade impuls entlädt über eine Schaltstufe die am Detektor anliegende Ladung (Fig. 2g). I)as geradzahlige Transportregister bringt nun sein erstes Ladungspaket an den Detektor 34 (Fig. 2i). The discharge pulse discharges the detector via a switching stage attached charge (Fig. 2g). I) the even-numbered transport register now brings his first charge packet to detector 34 (Fig. 2i).
Dicser Vorgang wiederholt sic so oft, Iris alle 256 I,adungspakete wechselseitig aus beiden Schieberegistern ausgelesen sind. Dann erfolgt entweder eine erneute Übernahme der bis dahin in den Fotodioden gesammelten Elektronen, oder der Ausiesevorgang wird solange fortgesetzt, bis die eingestellte Belichtungszeit der Kamera erreicht ist. Dieses weitere Auslesen der leeren Schieberegister verhindert, daß sich in ihnen durch Licht- und Wärmeeinwirkung Elektronen ansammeln (innerer Fotoeffekt, thermische Paarbildung). Die Belichtungszeit wird also nur noch von Effekten begrenzt, die direkt auf die Fotodioden einwirken (thermische Paarbildung, Diffusion). This process is repeated as often, Iris every 256 charge packets are read alternately from both shift registers. Then either a renewed takeover of the electrons collected up to then in the photodiodes, or the Ausiesvorgang is continued until the set exposure time the camera is reached. This further reading of the empty shift register prevents that electrons collect in them through the action of light and heat (inner Photo effect, thermal pairing). The exposure time is only from Limited effects that act directly on the photodiodes (thermal pair formation, Diffusion).
Die rclativ hohe Stromaufnahme des Sensors bewirkt jedoch eine starke Erwärmung und damit die Bildung eines Dunkelstromes, der durch die Begrenzung des Signal-Rausch-Verhältnisses der Meßwerte eingegrenzt werden muß. Um dies zu erreichen, wird der Sensor durch einen Propylalkoholkreislauf mit thermischer Kontaktplattc bei einer Temperatur von 0° Celsius unter Verwendung von Trockenstickstoff gehalten, um eine Taubildung zu vermeiden. Anstelle des Propylalkoholkreislaufes kann auch eine Luftkühlung vorgesehen sein bzw. in extremen Fällen eine Kühleinrichtung über Peltier-Elemente. However, the relatively high current consumption of the sensor causes a strong Warming and thus the formation of a dark current, which is caused by the limitation of the Signal-to-noise ratio of the measured values must be limited. To achieve this, the sensor is powered by a propyl alcohol circuit with a thermal contact plate kept at a temperature of 0 ° Celsius using dry nitrogen, to avoid dew formation. Instead of the propyl alcohol cycle, air cooling can be provided or, in extreme cases, a cooling device Peltier elements.
Der beschriebene Sensor ist äußerst empfindlich, d.h. er erlaubt das Aufintegrieren von clektrischen Ladungen auch bei sehr schwachen Beleuchtungsstärken bis zum Erreichen eines Signales, das von einem vertretbaren Rauschen begleitet wird. The sensor described is extremely sensitive, i.e. it allows the integration of clever charges even with very weak illuminance levels until a signal is reached that is accompanied by an acceptable level of noise will.
Insofern ist der vorliegende Sensor mit einer Fotoplatte verglcichbar. Der Sensor ist so empfindlich, daß er auch dann Heliigkeitsdifferenzen aufnimmt, wenn ein Beobachter visuell kaum noch etwas im Mikroskop sieht. Der errechnete relative Umfang der verwertbaren Beleuchtungsstärken beträgt 1:5*103. In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Beleuchtungsstärken im Verhältnis 1:1-102 auszunutzen.In this respect, the present sensor can be compared to a photo plate. The sensor is so sensitive that it also picks up differences in brightness when when an observer hardly sees anything in the microscope. The calculated relative The range of usable illuminance levels is 1: 5 * 103. In practice it has proved to be advantageous to use illuminance levels in a ratio of 1: 1-102.
Um die Fokussierung zu beschleunigen, kann man für die Querverschiebung des Sensors größere Schritte wählen, indem beispielsweise nicht 256 Zeilen abgetastet werden sondern nur etwa 20. In order to accelerate the focusing, one can use the lateral shift of the sensor choose larger steps, for example by not scanning 256 lines but only about 20.
Die Fokussierzeit beträgt etwa zehn Sekunden bei Verwendung einer Sensorzeile. Bei Verwendung eines flächenförmigen Sensors sinkt diese Zeit auf etwa zwei Sekunden. The focus time is about ten seconds when using a Sensor line. When using a flat sensor, this time drops to about two seconds.
Fig. 3 zeigt eine Teilansicht des Mikroskopes. Der computergesteuerte Motor 19 wirkt über einen Zahnriemen 40 auf den Knopf 41 des Feintriebes des Mikroskopes, und zwar mit einer Untersetzung. Der Feintrieb bleibt hierbei auch von Hand betätigbar. 3 shows a partial view of the microscope. The computer controlled Motor 19 acts via a toothed belt 40 on button 41 of the microscope's fine drive, with a reduction. The fine drive can still be operated by hand.
Fig. 4 zeigt die Vorderseite des Mikroskopes. Die Kamera 44 mit ihren nachgeschalteten Elementen ist an einem Stativ 45 befestigt. Am Element 44 sind die Bedienungsknöpfe vorgesehen. 4 shows the front of the microscope. The camera 44 with their downstream elements is attached to a stand 45. On element 44 are the control buttons provided.
Der Computer selbst ist nicht dargestellt. Ihm ist ein Drucker 50 nachgeschaltet (Fig. 1), der die ermittelten Daten festhält insbesondere die koordinatenmäßige Lage des Präparates mit Bezug auf die optische Achse.The computer itself is not shown. He's a printer 50 downstream (Fig. 1), which records the determined data, in particular the coordinates Position of the preparation in relation to the optical axis.
Der Kamera 44 kann des weiteren ein Monitor nachgeschaltet werden, auf dem das Objekt bzw. der Objektausschnitt visuell betrachtet werden kann. In diesem Fall entfällt die visuelle Betrachtung mit Hilfe des Okulares 12. The camera 44 can also be followed by a monitor, on which the object or the object section can be viewed visually. In In this case, there is no visual observation with the aid of the eyepiece 12.
- Leerseite -- blank page -
Claims (31)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833340647 DE3340647A1 (en) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | Method for focusing a microscope and microscope for carrying out the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833340647 DE3340647A1 (en) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | Method for focusing a microscope and microscope for carrying out the method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3340647A1 true DE3340647A1 (en) | 1985-05-23 |
Family
ID=6213950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833340647 Ceased DE3340647A1 (en) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | Method for focusing a microscope and microscope for carrying out the method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3340647A1 (en) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0238699A1 (en) * | 1985-03-20 | 1987-09-30 | Boseck, Siegfried, Prof.Dr. | Method and device for automatically focusing an optical system |
| DE3735091A1 (en) * | 1986-10-16 | 1988-04-28 | Olympus Optical Co | AUTOMATIC FOCUSING PROCESS |
| FR2605751A1 (en) * | 1986-10-22 | 1988-04-29 | Bioconcept Sarl | Device for automatically focusing a microscope |
| DE3810882A1 (en) * | 1987-03-30 | 1988-10-20 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | AUTOMATIC FOCUSING DEVICE OF A MICROSCOPE IN A SURFACE TESTING DEVICE |
| DE4105001A1 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-20 | Hell Ag Linotype | METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING AN OPTICAL IMAGING SYSTEM |
| DE4105003A1 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-20 | Hell Ag Linotype | METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING AN OPTICAL IMAGING SYSTEM |
| DE4105002A1 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-20 | Hell Ag Linotype | METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING AN OPTICAL IMAGING SYSTEM |
| WO1997004348A1 (en) * | 1995-07-19 | 1997-02-06 | Morphometrix Technologies Inc. | Automatic focus system |
| WO2001090796A2 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Chromavision Medical Systems, Inc. | Reverse focusing methods and systems |
| US6631203B2 (en) | 1999-04-13 | 2003-10-07 | Chromavision Medical Systems, Inc. | Histological reconstruction and automated image analysis |
| EP1494059A1 (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-05 | Carl Zeiss SMS GmbH | Automatic focussing method for object imaging |
| US7653260B2 (en) | 2004-06-17 | 2010-01-26 | Carl Zeis MicroImaging GmbH | System and method of registering field of view |
| US7783098B2 (en) | 1995-11-30 | 2010-08-24 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Method and apparatus for automated image analysis of biological specimens |
| US8116543B2 (en) | 2005-08-02 | 2012-02-14 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | System for and method of intelligently directed segmentation analysis for automated microscope systems |
| US8369591B2 (en) | 2003-04-11 | 2013-02-05 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Silhouette image acquisition |
| US8582924B2 (en) | 2004-06-30 | 2013-11-12 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Data structure of an image storage and retrieval system |
| US8645167B2 (en) | 2008-02-29 | 2014-02-04 | Dakocytomation Denmark A/S | Systems and methods for tracking and providing workflow information |
| US8676509B2 (en) | 2001-11-13 | 2014-03-18 | Dako Denmark A/S | System for tracking biological samples |
-
1983
- 1983-11-10 DE DE19833340647 patent/DE3340647A1/en not_active Ceased
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0238699A1 (en) * | 1985-03-20 | 1987-09-30 | Boseck, Siegfried, Prof.Dr. | Method and device for automatically focusing an optical system |
| DE3735091A1 (en) * | 1986-10-16 | 1988-04-28 | Olympus Optical Co | AUTOMATIC FOCUSING PROCESS |
| FR2605751A1 (en) * | 1986-10-22 | 1988-04-29 | Bioconcept Sarl | Device for automatically focusing a microscope |
| DE3810882A1 (en) * | 1987-03-30 | 1988-10-20 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | AUTOMATIC FOCUSING DEVICE OF A MICROSCOPE IN A SURFACE TESTING DEVICE |
| DE4105002A1 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-20 | Hell Ag Linotype | METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING AN OPTICAL IMAGING SYSTEM |
| DE4105003A1 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-20 | Hell Ag Linotype | METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING AN OPTICAL IMAGING SYSTEM |
| WO1992015035A1 (en) * | 1991-02-19 | 1992-09-03 | Linotype-Hell Ag | Method and device for focussing an optical imaging system |
| US5365053A (en) * | 1991-02-19 | 1994-11-15 | Linotype-Hell Ag | Method and apparatus for setting the sharpness of an optical imaging system |
| US5430288A (en) * | 1991-02-19 | 1995-07-04 | Linotype-Hell Ag | Method and apparatus for setting the sharpness of an optical imaging system |
| DE4105001A1 (en) * | 1991-02-19 | 1992-08-20 | Hell Ag Linotype | METHOD AND DEVICE FOR FOCUSING AN OPTICAL IMAGING SYSTEM |
| WO1997004348A1 (en) * | 1995-07-19 | 1997-02-06 | Morphometrix Technologies Inc. | Automatic focus system |
| US7783098B2 (en) | 1995-11-30 | 2010-08-24 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Method and apparatus for automated image analysis of biological specimens |
| US6631203B2 (en) | 1999-04-13 | 2003-10-07 | Chromavision Medical Systems, Inc. | Histological reconstruction and automated image analysis |
| US6947583B2 (en) | 1999-04-13 | 2005-09-20 | Clarient, Inc. | Histological reconstruction and automated image analysis |
| WO2001090796A3 (en) * | 2000-05-24 | 2002-09-26 | Chromavision Med Sys Inc | Reverse focusing methods and systems |
| US6900426B2 (en) | 2000-05-24 | 2005-05-31 | Chromavision Medical Systems, Inc. | Reverse focusing methods and systems |
| US6518554B1 (en) | 2000-05-24 | 2003-02-11 | Chromavision Medical Systems, Inc. | Reverse focusing methods and systems |
| WO2001090796A2 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Chromavision Medical Systems, Inc. | Reverse focusing methods and systems |
| US8676509B2 (en) | 2001-11-13 | 2014-03-18 | Dako Denmark A/S | System for tracking biological samples |
| US8369591B2 (en) | 2003-04-11 | 2013-02-05 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Silhouette image acquisition |
| EP1494059A1 (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-05 | Carl Zeiss SMS GmbH | Automatic focussing method for object imaging |
| US7653260B2 (en) | 2004-06-17 | 2010-01-26 | Carl Zeis MicroImaging GmbH | System and method of registering field of view |
| US8582924B2 (en) | 2004-06-30 | 2013-11-12 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Data structure of an image storage and retrieval system |
| US8116543B2 (en) | 2005-08-02 | 2012-02-14 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | System for and method of intelligently directed segmentation analysis for automated microscope systems |
| US8645167B2 (en) | 2008-02-29 | 2014-02-04 | Dakocytomation Denmark A/S | Systems and methods for tracking and providing workflow information |
| US9767425B2 (en) | 2008-02-29 | 2017-09-19 | Dako Denmark A/S | Systems and methods for tracking and providing workflow information |
| US10832199B2 (en) | 2008-02-29 | 2020-11-10 | Agilent Technologies, Inc. | Systems and methods for tracking and providing workflow information |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3340647A1 (en) | Method for focusing a microscope and microscope for carrying out the method | |
| EP0168643B1 (en) | Device for the inspection of wafers | |
| DE4206281B4 (en) | Detection of particles with diameters in the submicron range using a high-density field | |
| DE69728572T2 (en) | MICRO IMAGE SYSTEM | |
| EP0116321B1 (en) | Infrared spectrometer | |
| DE19628049C2 (en) | Device for detecting the position of a human body using an infrared ray sensor | |
| EP0871052A1 (en) | Confocal microscope with movable scanning table | |
| WO2010103389A1 (en) | Autofocus method and autofocus device | |
| DE3013244A1 (en) | AUTOMATIC FAULT DETECTOR DEVICE | |
| EP3283917B1 (en) | Method and device for examination of a sample | |
| DE102015121403A1 (en) | LIGHT FIELD IMAGING WITH SCANOPTICS | |
| WO2017191009A2 (en) | Angularly-selective illumination | |
| EP0466979B1 (en) | Arrangement for simultaneous and confocal picture generation | |
| DE3150818A1 (en) | FOCUSING DEVICE | |
| CH689703A5 (en) | Photomikroskop. | |
| DE3005044A1 (en) | FOCUS DETECTING DEVICE FOR A CAMERA | |
| DE3430569C2 (en) | Device for determining the focus | |
| DE112017001734T5 (en) | Image capture device and image acquisition process | |
| DE102014010667B4 (en) | Method and device for measuring the shape of a wavefront of an optical radiation field | |
| DE112018007301B4 (en) | Wafer inspection device and wafer inspection method | |
| DE2946185A1 (en) | DEVICE FOR DETECTING THE FOCUS OF AN OPTICAL SYSTEM | |
| DE19504039C1 (en) | Automatic digital levelling device | |
| EP0961930B1 (en) | Light-scanning device | |
| DE102011007751B4 (en) | Wide-field microscope and method for wide-field microscopy | |
| DE2924120A1 (en) | DEVICE FOR TWO-DIMENSIONAL SCANNING |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |