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Title:
METHOD FOR DETERMINING A DEVIATION ON A DISPLACEMENT PATH OF AN OPTICAL ZOOM LENS AND METHOD FOR CORRECTION AND IMAGE RECORDING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/141560
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates firstly to a method for determining a mechanical deviation on a displacement path of an optical zoom lens (03), in particular on a displacement path of an optical zoom lens (03) of a microscope. The optical zoom lens (03) is arranged in a beam path (01) between an object (19) to be recorded and an electronic image sensor (04). In a first method step, an optical marker is introduced into the beam path (01) at a position of the beam path (01) located between the object (19) to be recorded and the optical zoom lens (03), such that the optical marker passes the optical zoom lens (03) and then is depicted on an image in which a position of the optical marker is detected and determined. This is compared with a reference position of the optical marker in order to determine the mechanical deviation on the displacement path of the optical zoom lens (03). The invention further relates to a method for correction of a displacement error of an image recorded by an electronic image sensor (04) and to an electronic image recording device.

Inventors:
STEGMANN, Daniel (Kronfeldstraße 12, Jena, 07745, DE)
HARANGOZO, Daniel (Schleidenstraße 9, Jena, 07745, DE)
SCHACHT, Peter (Am Dorftor 9, Erfurt, 99097, DE)
MILDE, Thomas (Dorfstraße 5 B, Nausnitz, 07616, DE)
Application Number:
EP2018/051295
Publication Date:
August 09, 2018
Filing Date:
January 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH (Carl-Zeiss-Promenade 10, Jena, 07745, DE)
International Classes:
G03B5/00; G02B7/10; G02B15/14; G02B27/32; G02B27/62
Foreign References:
US8860827B22014-10-14
US8860827B22014-10-14
DE102014223957A12015-05-28
EP1870668A12007-12-26
US8237821B22012-08-07
Attorney, Agent or Firm:
ENGEL, Christoph K. et al. (PATENTSCHUTZengel, Marktplatz 6, Suhl, 98527, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem Verschiebeweg einer Zoom-Optik (03), wobei die Zoom- Optik (03) in einem Strahlengang (01) zwischen einem aufzunehmenden Objekt (19) und einem elektronischen

Bildsensor (04) angeordnet ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Einprägen einer optischen Markierung in den Strahlengang (01) an einer zwischen dem aufzunehmenden Objekt (19) und der Zoom-Optik (03) befindlichen Position des Strahlenganges (01), wodurch die optische Markierung die Zoom-Optik (03) passiert und anschließend auf einem Bild abgebildet wird;

Detektieren und Bestimmen einer Position der optischen Markierung in dem Bild der optischen Markierung; und Vergleichen der bestimmten Position der detektierten optischen Markierung mit einer Referenzposition der optischen Markierung, um die mechanische Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik (03) zu bestimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Markierung durch ein mit einer abbildbaren Marke (07) modifiziertes Licht oder durch einen Lichtstrahl gebildet ist.

3. Verfahren zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem Verschiebeweg einer Zoom-Optik, wobei die Zoom-Optik in einem Strahlengang zwischen einem aufzunehmenden Objekt und einem elektronischen Bildsensor angeordnet ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Auswählen mindestens eines lokalisierbaren Bereiches des abzubildenden Objektes in einem vom Bildsensor

aufgenommenen Bild;

Zoomen der Zoom-Optik, wodurch ein Vergrößerungsfaktor der Zoom-Optik und eine Position des lokalisierbaren Bereiches in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild verändert werden;

laufendes Detektieren des lokalisierbaren Bereiches in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild während des

Zoomens der Zoom-Optik und laufendes Bestimmen von

Koordinaten der sich verändernden Position des

lokalisierbaren Bereiches in dem vom Bildsensor

aufgenommenen Bild während des Zoomens der Zoom-Optik; und

Bestimmen einer während des Zoomens der Zoom-Optik aufgetretenen Verschiebung des lokalisierbaren

Bereiches, welche nach Berücksichtigung einer durch die Veränderung des Vergrößerungsfaktors bedingten

Verschiebung des lokalisierbaren Bereiches verbleibt.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Invarianzpunkt der Zoomoptik in dem vom Bildsensor

aufgenommenen Bild bestimmt wird, um die durch die

Veränderung des Vergrößerungsfaktors bedingte Verschiebung des lokalisierbaren Bereiches zu ermitteln.

Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der lokalisierbaren Bereiche des abzubildenden Objektes in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild

ausgewählt werden, die während des Zoomens der Zoom-Optik detektiert werden, wobei die Koordinaten der sich

verändernden Positionen der lokalisierbaren Bereiche in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild während des Zoomens der Zoom-Optik laufend bestimmt werden, und wobei auf der

Grundlage der sich verändernden Positionen der beiden lokalisierbaren Bereiche der sich ändernde

Vergrößerungsfaktor oder die durch die Veränderung des Vergrößerungsfaktors bedingte Verschiebung der

lokalisierbaren Bereiche berücksichtigt wird.

6. Verfahren zur Korrektur eines Verschiebungsfehlers eines mit einem elektronischen Bildsensor (04) aufgenommenen Bildes, wobei der Verschiebungsfehler durch eine

mechanische Abweichung auf einem Verschiebeweg einer Zoom- Optik (03) verursacht ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Bestimmen der mechanischen Abweichung auf dem

Verschiebeweg der Zoom-Optik (03) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und

Auswählen eines Bereiches des zu korrigierenden Bildes entsprechend der zuvor bestimmten mechanischen

Abweichung .

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der mechanischen Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik (03) laufend erfolgt, während das

aufzunehmende Objekt (19) aufgenommen wird.

8. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Bildes von einem Objekt (19), umfassend:

einen elektronischen Bildsensor (04);

eine Zoom-Optik (03), die in einem Strahlengang (01) zwischen dem aufzunehmenden Objekt (19) und dem

elektronischen Bildsensor (04) angeordnet ist; und ein Markierungsmittel (07, 23, 30) zum Einprägen einer optischen Markierung in den Strahlengang (01) an einer zwischen dem aufzunehmenden Objekt (19) und der Zoom- Optik (03) befindlichen Position des Strahlenganges (01) .

9. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass sie eine

Bildverarbeitungseinheit umfasst, die zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist .

10. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel (07, 23, 30) ein teildurchlässiges Teilerelement (23) umfasst, welches an der zwischen dem aufzunehmenden Objekt (19) und der Zoom-Optik (03) befindlichen Position des

Strahlenganges (01) angeordnet ist.

11. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass sie eine

Auflichtbeleuchtungsquelle (18) umfasst, wobei das

Markierungsmittel (07, 23) eine abbildbare Marke (07) umfasst, die in einem Strahlengang zwischen der

Auflichtbeleuchtungsquelle (18) und dem teildurchlässigen Teilerelement (23) angeordnet ist.

12. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, dass die abbildbare Marke (07) in einer ortsgebundenen Zwischenbildebene (06) angeordnet ist.

13. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel eine schaltbare Blende (07) umfasst, welche die abbildbare Marke (07) bildet und eine Vielzahl von in einer Fläche

angeordneten Einzelelementen (40) umfasst, die einzeln von einem transparenten in einen nicht transparenten Zustand und umgekehrt schaltbar sind.

14. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmittel (23, 30) eine Laserlichtquelle (30) umfasst, welche auf das

teildurchlässige Teilerelement (23) gerichtet ist.

15. Elektronische Bildaufnahmevorrichtung nach einem der

Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Markierungssensor (32) zum Empfangen des durch die Zoom-Optik (03) hindurchgetretenen und die optische Markierung aufweisenden Lichtes umfasst.

Description:
Verfahren zum Bestimmen einer Abweichung auf einem

Verschiebeweg einer Zoom-Optik und Verfahren zur Korrektur sowie Bildaufnahmevorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst Verfahren zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem

Verschiebeweg einer Zoom-Optik, insbesondere auf einem

Verschiebeweg einer Zoom-Optik eines Mikroskops. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Korrektur eines

Verschiebungsfehlers eines mit einem elektronischen Bildsensor aufgenommenen Bildes, wobei der Verschiebungsfehler durch eine mechanische Abweichung auf einem Verschiebeweg einer Zoom- Optik verursacht ist. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine elektronische Bildaufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Bildes von einem Objekt. Bei der elektronischen

Bildaufnahmevorrichtung handelt es sich bevorzugt um ein elektronisches Mikroskop.

Aus dem Stand der Technik sind Zoom-Optiken bekannt, deren Brennweite durch eine mechanische Verschiebung von einer oder mehreren Linsen veränderbar ist. Die mechanische Verschiebung erfolgt in der Regel in eine einzige translatorische Richtung, welche in einer optischen Achse der Zoom-Optik liegt.

Derartige Zoom-Optiken finden beispielsweise in Mikroskopen mit elektronischer Bildaufnahmevorrichtung Verwendung, wo sie auf der optischen Achse zwischen einem Objektiv des Mikroskops und einem Bildsensor des Mikroskops angeordnet sind.

Die mechanische Verschiebung der Zoom-Optik wird

beispielsweise durch einen Antrieb bestehend aus einem Motor, einem Getriebe, einer mechanischen Führung und Sensoren realisiert. Die zu verschiebenden Komponenten besitzen einen Freiheitsgrad von Eins. Die verbleibenden fünf Unfreiheiten, d. h. Translationen in zwei Richtungen senkrecht zur

Bewegungsrichtung und Rotationen in alle drei Richtungen, werden durch die Führung definiert.

Die mechanische Führung weist unvermeidbare Führungsfehler auf. Diese Führungsfehler umfassen systematische

Führungsfehler, wie beispielsweise einen Ablauffehler, und statistische Führungsfehler, die beispielsweise durch ein

Spiel, durch Elastizitäten und Verformungen aufgrund von Temperaturänderungen bedingt sind. Die Führungsfehler führen dazu, dass ein Bild eines aufzunehmenden Objektes einen

Verschiebungsfehler in einer x-, y- und/oder z-Richtung und/oder einen Verkippungsfehler um eine x- und/oder y-Achse aufweist. Die systematischen Führungsfehler und die

statistischen Führungsfehler können durch konstruktive Mittel verringert werden, beispielsweise durch Einsatz hochgenauer Führungselemente oder durch kraftschlüssige Verbindungen zur Realisierung von Spielfreiheit. Diese konstruktiven Mittel sind jedoch sehr aufwändig.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den

Verschiebungsfehler eines mit einem Bildsensor aufgenommenen Bildes dadurch zu korrigieren, dass nicht die gesamte Fläche des Bildsensors zur Darstellung eines Bildes für einen

Benutzer verwendet wird, sondern lediglich ein definiert großer Ausschnitt dieser Fläche. Ist der Verschiebungsfehler in der x- und y-Richtung bekannt, so kann der Ausschnitt entsprechend verschoben werden. Der systematische Anteil des

Verschiebungsfehlers kann zuvor ermittelt und entsprechend korrigiert werden. Der statistische Anteil des

Verschiebungsfehlers ist jedoch zufällig. Aus dem Stand der Technik sind Mikroskope mit Zoom-Optiken, wie beispielsweise Stereomikroskope, Operationsmikroskope, Makroskope und Mikroskope mit elektronischer

Bildaufnahmevorrichtung, bekannt, bei denen der Führungsfehler durch entsprechende Konstruktionen aufwändig minimiert ist oder durch aufwändige Komponenten, wie beispielsweise

Bildstabilisationsbaugruppen kompensiert wird. Dies führt teilweise dazu, dass die Brennweite der Zoom-Optik nur mit einer geringen Geschwindigkeit verändert werden kann.

Aus der US 8,860,827 B2 und der DE 10 2014 223 957 AI ist es bekannt, eine Korrektur eines Führungsfehlers durch Bewegen eines oder mehrerer zusätzlicher optischer Elemente

vorzunehmen.

Die EP 1 870 668 AI zeigt eine Detektion eines Führungsfehlers mithilfe eines Sensors. Hierfür wird ein Laserstrahl durch eine Zoom-Optik gerichtet, woraufhin dieser auf den Sensor trifft. Eine Korrektur des Führungsfehlers erfolgt durch

Manipulation von optischen Elementen.

Die US 8,237,821 B2 lehrt eine Zoom-Optik und eine

Bildaufnahmeeinrichtung, welche zur Korrektur einer durch eine Zoom-Optik hervorgerufenen Verzeichnung ausgebildet ist. Für diese Korrektur wird ein mit einem Kamerasensor aufgenommenes Bild genutzt. Jedoch ist diese Lösung nicht dafür vorgesehen, statistische Fehler, welche durch die Bewegung der Zoomoptik hervorgerufen werden, zu korrigieren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, eine mechanische Abweichung auf einem Verschiebeweg einer Zoom-Optik aufwandsarm detektieren zu können, um den daraus resultierenden statistischen Fehler korrigieren zu können.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch Verfahren gemäß den beigefügten nebengeordneten

Ansprüchen 3 und 6 und durch eine elektronische

Bildaufnahmevorrichtung gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 8.

Ein erstes der erfindungsgemäßen Verfahren dient zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem Verschiebeweg einer Zoom-Optik. Die Zoom-Optik weist eine Brennweite auf, welche durch Verschiebung einer oder mehrerer Komponenten der Zoom- Optik entlang einer optischen Achse der Zoom-Optik veränderbar ist. Diese Verschiebung erfolgt somit entlang des

Verschiebeweges, welcher in der optischen Achse liegt. Die Verschiebung weist im Idealfall nur einen Freiheitsgrad auf, der in der optischen Achse liegt. Grundsätzlich ist jedoch die zu bestimmende mechanische Abweichung gegeben, welche dazu führt, dass die zu verschiebende Komponente der Zoom-Optik während ihrer Verschiebung den Verschiebeweg geringfügig verlässt. Die mechanische Abweichung tritt lateral zur

Bewegungsrichtung der Zoom-Optik, d. h. lateral zum

Verschiebeweg der Zoom-Optik, und/oder in Form einer oder mehrerer Verkippungen auf, deren Kippachsen senkrecht zur Bewegungsrichtung sind. Die zu verschiebende Komponente der Zoom-Optik umfasst eine oder mehrere optische Linsen. Die Zoom-Optik umfasst zudem eine oder mehrere optische Linsen, die nicht verschiebbar sind.

Die Zoom-Optik ist in einem Strahlengang zwischen einem aufzunehmenden Objekt und einem elektronischen Bildsensor angeordnet. Es können aber auch weitere optische Linsen zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der Zoom-Optik und/oder zwischen der Zoom-Optik und dem elektronischen Bildsensor angeordnet sein.

In einem Schritt des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine optische Markierung in den zwischen dem aufzunehmenden Objekt und dem elektronischen Bildsensor ausgebildeten

Strahlengang eingeprägt bzw. eingekoppelt. Die optische

Markierung wird an einer zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der Zoom-Optik befindlichen Position des Strahlenganges eingeprägt, wodurch die optische Markierung die Zoom-Optik passiert und anschließend auf einem Bild abgebildet wird. Der Strahlengang mit der optischen Markierung passiert die Zoom- Optik, woraufhin ein Bild des aufzunehmenden Objektes, aber auch das Bild der optischen Markierung abgebildet werden, wobei das Bild des aufzunehmenden Objektes und das Bild der optischen Markierung eine Einheit bilden können oder getrennt vorliegen können. Das Bild der optischen Markierung wird bevorzugt auf den Bildsensor geworfen, insbesondere wenn das Bild des aufzunehmenden Objektes und das Bild der optischen Markierung eine Einheit bilden. Das Bild der optischen

Markierung wird alternativ bevorzugt auf einen

Markierungssensor geworfen, insbesondere wenn das Bild des aufzunehmenden Objektes und das Bild der optischen Markierung getrennt vorliegen. Bei dem Strahlengang handelt es sich um einen Abbildungsstrahlengang zur Abbildung des Objektes. Bei dem abzubildenden Objekt handelt es sich bevorzugt um eine Probe, insbesondere um eine zu mikroskopierende Probe. Die optische Markierung wird ortsfest in Bezug auf den

Strahlengang in den Strahlengang eingeprägt bzw. eingekoppelt. In einem weiteren bevorzugt durchzuführenden Schritt erfolgt ein Zoomen der Zoom-Optik, wofür eine oder mehrere Komponenten der Zoom-Optik entlang des Verschiebeweges verschoben werden, wobei diese Komponente während der Verschiebebewegung aufgrund der mechanischen Abweichung geringfügig vom Verschiebeweg abweicht. Beim Zoomen der Zoom-Optik wird deren Brennweite verändert. Durch das Zoomen der Zoom-Optik wird ein

Vergrößerungsfaktor der Zoom-Optik verändert. In einem weiteren Schritt des ersten erfindungsgemäßen

Verfahrens wird die optische Markierung in dem Bild der optischen Markierung detektiert, um deren Position im Bild der optischen Markierung zu bestimmen. Insbesondere wird die

Position in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse

ermittelt. Die Position weist zwei Koordinaten auf.

In einem weiteren Schritt des ersten erfindungsgemäßen

Verfahrens wird die zuvor bestimmte Position der detektierten optischen Markierung mit einer Referenzposition der optischen Markierung verglichen, um die mechanische Abweichung auf dem

Verschiebeweg der Zoom-Optik zu bestimmen. Die

Referenzposition der optischen Markierung ist diejenige

Position, in welcher die optische Markierung abgebildet wird, wenn die mechanische Abweichung nicht existiert, d. h. gleich Null ist.

Mit dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl die systematische als auch die statistische mechanische Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik bestimmt werden.

Ein Vorteil des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass dessen Realisierung beispielsweise in einem

Mikroskop keinen großen Aufwand erfordert, da es nur weniger zusätzlicher Hardware-Komponenten bedarf und im Wesentlichen durch Software bzw. Firmware realisiert werden kann, sodass die Herstellungskosten nicht oder nur geringfügig erhöht sind. Das erste erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zum

Bestimmen der mechanischen Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik eines Mikroskops angewendet. Bei dem Mikroskop handelt es sich bevorzugt um ein Mikroskop mit elektronischer Bildaufnahmevorrichtung. Im Strahlengang ist zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der zwischen dem aufzunehmenden

Objekt und der Zoom-Optik befindlichen Position des

Strahlenganges, an welcher die optische Markierung eingeprägt wird, bevorzugt ein Objektiv angeordnet. Bei bevorzugten Ausführungsformen des ersten erfindungsgemäßen

Verfahrens ist die optische Markierung durch ein mit einer abbildbaren Marke modifiziertes Licht gebildet. Die abbildbare Marke ist bevorzugt durch eine geformte Blende gebildet, sodass das mit der abbildbaren Marke modifizierte Licht durch die Blende geformt wurde. Die abbildbare Marke ist alternativ bevorzugt durch eine optische Struktur gebildet, sodass das mit der abbildbaren Marke modifizierte Licht durch die

optische Struktur geformt wurde. Bevorzugt ist die optische Struktur reflektierend oder transmittierend ausgebildet, sodass das mit der abbildbaren Marke modifizierte Licht durch eine Reflexion bzw. durch eine Transmission an der abbildbaren Marke geformt wurde. Die abbildbare Marke ist bevorzugt in einer ortsgebundenen Zwischenbildebene angeordnet. Die optische Markierung ist alternativ bevorzugt durch einen einzelnen Lichtstrahl gebildet. Der Lichtstrahl ist bevorzugt durch einen Laserstrahl gebildet. Bei bevorzugten Ausführungsformen des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens ist an der zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der Zoom-Optik befindlichen Position des Strahlenganges, an welcher die optische Markierung eingeprägt wird, ein

teildurchlässiges Teilerelement angeordnet, über welches die optische Markierung in den Strahlengang eingeprägt wird.

Ein zweites der erfindungsgemäßen Verfahren dient ebenso zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem

Verschiebeweg einer Zoom-Optik. Die Zoom-Optik weist eine

Brennweite auf, welche durch Verschiebung einer oder mehrerer Komponenten der Zoom-Optik entlang einer optischen Achse der Zoom-Optik veränderbar ist. Diese Verschiebung erfolgt somit entlang des Verschiebeweges, welcher in der optischen Achse liegt. Die Verschiebung weist im Idealfall nur einen

Freiheitsgrad auf, der in der optischen Achse liegt.

Grundsätzlich ist jedoch die zu bestimmende mechanische

Abweichung gegeben, welche dazu führt, dass die zu

verschiebende Komponente der Zoom-Optik während ihrer

Verschiebung den Verschiebeweg geringfügig verlässt. Die mechanische Abweichung tritt lateral zur Bewegungsrichtung der Zoom-Optik, d. h. lateral zum Verschiebeweg der Zoom-Optik, und/oder in Form einer oder mehrerer Verkippungen auf, deren Kippachsen senkrecht zur Bewegungsrichtung sind. Die zu verschiebende Komponente der Zoom-Optik umfasst eine oder mehrere optische Linsen. Die Zoom-Optik umfasst zudem eine oder mehrere optische Linsen, die nicht verschiebbar sind.

Die Zoom-Optik ist in einem Strahlengang zwischen einem aufzunehmenden Objekt und einem elektronischen Bildsensor angeordnet. Es können aber auch weitere optische Linsen zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der Zoom-Optik und/oder zwischen der Zoom-Optik und dem elektronischen Bildsensor angeordnet sein. Bei dem abzubildenden Objekt handelt es sich bevorzugt um eine Probe, insbesondere um eine zu

mikroskopierende Probe. In einem Schritt des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein lokalisierbarer Bereich des abzubildenden Objektes in einem vom Bildsensor aufgenommenen Bild ausgewählt. Der lokalisierbare Bereich stellt eine Region-of-Interest (ROI) bzw. einen Point-of Interest (POI) dar und führt zu einer identifizierbaren Abbildung innerhalb des vom Bildsensor aufgenommenen Bildes. Der lokalisierbare Bereich ist bevorzugt einzigartig am abzubildenden Objekt vorhanden, sodass er eindeutig in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild

identifizierbar ist. Der lokalisierbare Bereich führt

bevorzugt zu einer kontrastreichen Abbildung innerhalb des vom

Bildsensor aufgenommenen Bild, sodass er sicher detektierbar ist .

In einem weiteren Schritt erfolgt ein Zoomen der Zoom-Optik, wofür eine oder mehrere Komponenten der Zoom-Optik entlang des

Verschiebeweges verschoben werden, wobei diese Komponente während der Verschiebebewegung aufgrund der mechanischen

Abweichung geringfügig vom Verschiebeweg abweicht. Beim Zoomen der Zoom-Optik wird deren Brennweite verändert. Durch das Zoomen der Zoom-Optik wird ein Vergrößerungsfaktor der Zoom-

Optik verändert. Durch das Zoomen der Zoom-Optik wird neben der Größe des lokalisierbaren Bereiches zudem auch eine

Position des lokalisierbaren Bereiches in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild verändert.

Erfindungsgemäß erfolgt ein laufendes Detektieren des

lokalisierbaren Bereiches in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild während des Zoomens der Zoom-Optik. Zudem erfolgt ein laufendes Bestimmen von Koordinaten der sich verändernden Position des lokalisierbaren Bereiches in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild während des Zoomens der Zoom-Optik. Dieser Vorgang stellt ein Tracking des lokalisierbaren Bereiches dar.

In einem weiteren Schritt wird eine während des Zoomens der Zoom-Optik aufgetretene Verschiebung des lokalisierbaren

Bereiches bestimmt, welche nach Berücksichtigung, d. h. nach Eliminierung einer durch die Veränderung des

Vergrößerungsfaktors bedingten Verschiebung des

lokalisierbaren Bereiches verbleibt. Diese verbleibende

Verschiebung des lokalisierbaren Bereiches repräsentiert die mechanische Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik. Diese umfasst die systematische als auch die statistische mechanische Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik.

Ein Vorteil des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass dessen Realisierung beispielsweise in einem

Mikroskop keinen großen Aufwand erfordert, da es durch

Software bzw. Firmware realisiert werden kann, wodurch die

Herstellungskosten nur geringfügig erhöht sind.

Die während des Zoomens der Zoom-Optik aufgetretene

Verschiebung des lokalisierbaren Bereiches wird ausgehend von den zuvor ermittelten Koordinaten der sich verändernden

Position des lokalisierbaren Bereiches bestimmt. Bevorzugt wird zunächst eine sich unmittelbar aus den zuvor ermittelten Koordinaten der sich verändernden Position des lokalisierbaren Bereiches ergebende Verschiebung bestimmt, von welcher die durch die Veränderung des Vergrößerungsfaktors bedingte

Verschiebung des lokalisierbaren Bereiches subtrahiert wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen des zweiten

erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Invarianzpunkt der

Zoomoptik in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild bestimmt, um die durch die Veränderung des Vergrößerungsfaktors bedingte Verschiebung des lokalisierbaren Bereiches zu ermitteln. Bei dem Invarianzpunkt handelt es sich um denjenigen Punkt in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild, welcher nicht durch die Veränderung des Vergrößerungsfaktors im Bild verschoben wird.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des zweiten

erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei der lokalisierbaren Bereiche des abzubildenden Objektes in dem vom Bildsensor aufgenommenen Bild ausgewählt. Die beiden lokalisierbaren Bereiche werden während des Zoomens der Zoom-Optik detektiert. Die Koordinaten der sich verändernden Positionen der

lokalisierbaren Bereiche werden in dem vom Bildsensor

aufgenommenen Bild während des Zoomens der Zoom-Optik laufend bestimmt. Auf der Grundlage der sich verändernden Positionen der beiden lokalisierbaren Bereiche wird der sich ändernde Vergrößerungsfaktor bzw. die durch die Veränderung des

Vergrößerungsfaktors bedingte Verschiebung der lokalisierbaren Bereiche berücksichtigt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aufzunehmende Objekt definiert bewegt, wozu beispielsweise ein Probenträger

verwendet wird. Die Bewegung aufzunehmenden Objektes wird beim Bestimmen der während des Zoomens der Zoom-Optik aufgetretenen Verschiebung berücksichtigt.

Das zweite erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zum

Bestimmen der mechanischen Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik eines Mikroskops angewendet. Bei dem Mikroskop handelt es sich bevorzugt um ein Mikroskop mit elektronischer Bildaufnahmevorrichtung. Im Strahlengang zwischen dem

aufzunehmenden Objekt und der Zoom-Optik ist bevorzugt ein Objektiv angeordnet.

Die mit den erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen der mechanischen Abweichung ermittelbaren Fehler umfassen neben statistischen Fehlern auch weitere Fehler, wie intern

induzierte Störungen, beispielsweise thermische Veränderungen von Bauteilen durch Wärmeeintrag interner Bauteile, z. B. von

Motoren, Führungen, Lager, Elektronikbauteile und

Beleuchtungsbaugruppen; sowie durch interne Bauteile

hervorgerufene Schwingungen. Die weiteren Fehler umfassen auch extern induzierte Störungen, wie eine thermische Veränderung der Bauteile durch externen Wärmeeintrag, z. B. durch

Lichtquellen, Heizungen, Klimaanlagen, Abwärme von umgebenden Maschinen, Temperaturänderung in klimatisch ungeregelten

Räumen, sowie Umgebungs-Schwingungen in Form von

Gebäudeschwingungen, Schwingungen von umgebenden Maschinen oder durch umgebende Personen hervorgerufene Schwingungen.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet das Verfahren zur Korrektur eines Verschiebungsfehlers eines mit einem elektronischen Bildsensor aufgenommenen Bildes. Dieses

Verfahren nutzt eines der erfindungsgemäßen Verfahren zum

Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem

Verschiebeweg einer Zoom-Optik. Der zu korrigierende

Verschiebungsfehler ist durch eine mechanische Abweichung auf einem Verschiebeweg einer Zoom-Optik verursacht. Entsprechend wird zunächst die mechanische Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik mit einem der erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem

Verschiebeweg einer Zoom-Optik bestimmt, sodass im Ergebnis diese mechanische Abweichung bekannt ist. Bevorzugt wird eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen eines der erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen der mechanischen Abweichung angewendet. Das Bestimmen der mechanischen

Abweichung erfolgt bevorzugt laufend bzw. kontinuierlich, während der aufzunehmende Gegenstand aufgenommen wird.

In einem weiteren Schritt wird ein Bereich des zu

korrigierenden Bildes entsprechend der zuvor bestimmten mechanischen Abweichung ausgewählt, um die mechanische

Abweichung zu egalisieren. Hierfür wird bevorzugt ein

bestimmter Bereich des Bildsensors ausgewählt bzw. es wird ein Zentrum des Bildes verschoben. Dies führt dazu, dass ein

Bildinhalt des zu korrigierenden Bildes entsprechend der zuvor bestimmten mechanischen Abweichung verschoben wird, sodass die mechanische Abweichung egalisiert wird. Das Auswählen eines Bereiches des zu korrigierenden Bildes erfolgt bevorzugt laufend bzw. kontinuierlich, während der aufzunehmende

Gegenstand aufgenommen wird, sodass das einem Bediener

ausgegebene Bild laufend korrigiert ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur des

Verschiebungsfehlers wird bevorzugt kontinuierlich ausgeführt, um insbesondere den statistischen Anteil der mechanischen Abweichung während eines Zoom-Vorganges, d. h. während der Verschiebung entlang des Verschiebeweges laufend zu

korrigieren .

Im Übrigen weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur eines Verschiebungsfehlers bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung und deren bevorzugten

Ausführungsformen angegeben sind. Die erfindungsgemäße elektronische Bildaufnahmevorrichtung dient zur Aufnahme eines Bildes von einem Objekt. Die

elektronische Bildaufnahmevorrichtung ist bevorzugt durch ein Mikroskop, insbesondere durch ein Mikroskop mit elektronischer

Bildaufnahmevorrichtung gebildet. Die elektronische

Bildaufnahmevorrichtung umfasst einen elektronischen

Bildsensor zur elektronischen Wandlung des aufzunehmenden Bildes. Im Weiteren umfasst die elektronische

Bildaufnahmevorrichtung eine Zoom-Optik, die in einem

Strahlengang zwischen dem aufzunehmenden Objekt und dem elektronischen Bildsensor angeordnet ist. Die elektronische Bildaufnahmevorrichtung kann weitere optische Komponenten im Strahlengang zwischen dem aufzunehmenden Objekt und dem elektronischen Bildsensor aufweisen. Mindestens eine

Komponente der Zoom-Optik ist entlang eines Verschiebeweges verschiebbar. Jedoch weist die Zoom-Optik grundsätzlich eine mechanische Abweichung auf diesem Verschiebeweg auf, sodass die zu verschiebende Komponente nicht ideal entlang des

Verschiebeweges verschiebbar ist, sondern infolge der

mechanischen Abweichung vom Verschiebeweg abweicht, wobei diese Abweichung systematische und/oder statistische Anteile haben kann. Die elektronische Bildaufnahmevorrichtung umfasst weiterhin ein Markierungsmittel zum Einprägen einer optischen Markierung in den Strahlengang an einer zwischen dem aufzunehmenden

Objekt und der Zoom-Optik befindlichen Position des

Strahlenganges. Die mit dem Markierungsmittel einprägbare optische Markierung passiert die Zoom-Optik, um anschließend in einem Bild abgebildet zu werden. Der Strahlengang mit der optischen Markierung passiert die Zoom-Optik, woraufhin ein Bild des aufzunehmenden Objektes, aber auch das Bild der optischen Markierung abgebildet werden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen elektronischen Bildaufnahmevorrichtung besteht darin, dass sie eine

aufwandsarme Bestimmung der mechanischen Abweichung auf dem Verschiebeweg der Zoom-Optik erlaubt, wofür sie bevorzugt zur Ausführung eines der erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf dem Verschiebeweg einer Zoom-Optik ausgebildet ist.

Die elektronische Bildaufnahmevorrichtung umfasst bevorzugt eine Bildverarbeitungseinheit zur digitalen Verarbeitung von Bildern. Die Bildverarbeitungseinheit ist zur Ausführung eines der erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen einer

mechanischen Abweichung auf dem Verschiebeweg einer Zoom-Optik ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die

Bildverarbeitungseinheit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur eines Verschiebungsfehlers eines mit einem elektronischen Bildsensor aufgenommenen Bildes

ausgebildet. Somit kann die durch die mechanische Abweichung der Zoom-Optik bedingte Verschiebung in den vom Bildsensor aufgenommenen Bildern korrigiert werden. Im Übrigen weist die elektronische Bildaufnahmevorrichtung bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Verfahren und deren bevorzugten Ausführungsformen angegeben sind.

Das Markierungsmittel umfasst bevorzugt eine abbildbare Marke. Die abbildbare Marke ist bevorzugt intransparent oder

teiltransparent. Die abbildbare Marke ist bevorzugt auf einer transparenten Platte ausgebildet. Alternativ bevorzugt ist die abbildbare Marke durch eine Blende gebildet. Die abbildbare Marke weist eine optisch detektierbare Form auf. Daher weist die abbildbare Marke bevorzugt die Form eines Keiles auf. Die abbildbare Marke ist alternativ bevorzugt reflektierend ausgebildet. Die abbildbare Marke ist bevorzugt in einer ortsgebundenen Zwischenbildebene des Strahlenganges der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung angeordnet.

Das Markierungsmittel umfasst bevorzugt ein teildurchlässiges Teilerelement, welches an der zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der Zoom-Optik befindlichen Position des

Strahlenganges angeordnet ist. Somit ist die optische

Markierung mithilfe des teildurchlässigen Teilerelementes in den Strahlengang der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung einprägbar bzw. einkoppelbar . Das teildurchlässige

Teilerelement ist dazu ausgebildet, den vom aufzunehmenden Objekt zum Bildsensor verlaufenden Strahlengang passieren zu lassen und einen Strahlengang der optische Markierung in den vom aufzunehmenden Objekt zum Bildsensor verlaufenden

Strahlengang einzukoppeln . Das teildurchlässige Teilerelement ist bevorzugt durch eine beschichtete Teilerplatte, durch ein Teilerprisma oder durch einen teildurchlässigen Spiegel gebildet. Das teildurchlässige Teilerelement ist an derjenigen zwischen dem aufzunehmenden Objekt und der Zoom-Optik

befindlichen Position des Strahlenganges angeordnet, an welcher die optische Markierung in den Strahlengang eingeprägt bzw. eingekoppelt wird. Grundsätzlich ist das teildurchlässige

Teilerelement nicht zwingend erforderlich, da die abbildbare Marke auch direkt im Detektionstrahlengang angeordnet sein kann . Das Markierungsmittel umfasst bevorzugt eine Lichtquelle zur

Ausstrahlung eines die optische Markierung bildenden

Lichtstrahles. Weiterhin umfasst das Markierungsmittel bevorzugt das teildurchlässige Teilerelement, über welches der die optische Markierung bildende Lichtstrahl in den vom aufzunehmenden Objekt zum Bildsensor verlaufenden Strahlengang einprägbar bzw. einkoppelbar ist. Das Licht der Lichtquelle weist bevorzugt eine Wellenlänge außerhalb des sichtbaren Lichtes auf.

Die Lichtquelle ist bevorzugt durch eine Laserlichtquelle gebildet . Die elektrische Bildaufnahmevorrichtung umfasst bevorzugt weiterhin einen Markierungssensor zum Empfangen des durch die Zoom-Optik hindurchgetretenen und die optische Markierung aufweisenden Lichtes. Der Markierungssensor weist eine

örtliche Empfindlichkeit auf, sodass das auf den

Markierungssensor treffende Licht lokalisierbar ist.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen elektronischen Bildaufnahmevorrichtung umfasst diese eine Auflichtbeleuchtungsquelle zur

Auflichtbeleuchtung des aufzunehmenden Objektes. Licht der

Auflichtbeleuchtungsquelle ist in den vom aufzunehmenden

Objekt zum Bildsensor verlaufenden Strahlengang in Richtung des aufzunehmenden Objektes einkoppelbar. Zudem ist Licht der Auflichtbeleuchtungsquelle auf die abbildbare Marke gerichtet, sodass dieses Licht durch die abbildbare Marke modifiziert wird; insbesondere durch die abbildbare Marke geformt wird. Das durch die abbildbare Marke modifizierte Licht ist

bevorzugt über das teildurchlässige Teilerelement in den

Strahlengang der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung einprägbar bzw. einkoppelbar, sodass es schließlich auf den

Bildsensor gerichtet ist. Hierzu befindet sich die abbildbare Marke in einem Strahlengang zwischen der Auflichtbeleuchtungsquelle und dem teildurchlässigen

Teilerelement .

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen elektronischen Bildaufnahmevorrichtung umfasst diese wiederum eine Auflichtbeleuchtungsquelle zur Auflichtbeleuchtung des aufzunehmenden Objektes. Licht der Auflichtbeleuchtungsquelle ist in den vom aufzunehmenden Objekt zum Bildsensor verlaufenden Strahlengang in Richtung des aufzunehmenden Objektes einkoppelbar . Hierzu ist die

Auflichtbeleuchtungsquelle auf das teildurchlässige

Teilerelement gerichtet. Das das teildurchlässige

Teilerelement passierende Licht ist auf die abbildbare Marke gerichtet, sodass dieses Licht durch die abbildbare Marke modifiziert wird, wobei dieses Licht mithilfe eines Spiegels zurück zum teildurchlässigen Teilerelement gerichtet ist. Hierzu befindet sich die abbildbare Marke in einem

Strahlengang zwischen dem teildurchlässigen Teilerelement und dem Spiegel. Der Spiegel ist auf einer der

Auflichtbeleuchtungsquelle gegenüberliegenden Seite des teildurchlässigen Teilerelementes angeordnet. Das durch die abbildbare Marke modifizierte Licht ist über das

teildurchlässige Teilerelement in den Strahlengang der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung einprägbar bzw.

einkoppelbar, sodass es schließlich auf den Bildsensor gerichtet ist.

Bei einer dritten bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen elektronischen Bildaufnahmevorrichtung umfasst das Markierungsmittel eine Laserlichtquelle. Ein mit der Laserlichtquelle erzeugbarer Laserstrahl bildet die optische Markierung. Die Laserlichtquelle umfasst bevorzugt eine Abbildungsoptik. Die Laserlichtquelle ist bevorzugt zur Ausstrahlung von nicht sichtbarem Licht ausgebildet. Der

Laserstrahl ist über das teildurchlässige Teilerelement in den Strahlengang der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung einprägbar bzw. einkoppelbar, sodass er schließlich auf den Bildsensor gerichtet ist.

Bei einer vierten bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen elektronischen Bildaufnahmevorrichtung umfasst das Markierungsmittel wiederum eine Laserlichtquelle. Ein mit der Laserlichtquelle erzeugbarer Laserstrahl bildet die optische Markierung. Die Laserlichtquelle umfasst

bevorzugt eine Abbildungsoptik. Die Laserlichtquelle ist bevorzugt zur Ausstrahlung von nicht sichtbarem Licht

ausgebildet. Der Laserstrahl ist über das teildurchlässige Teilerelement in den Strahlengang der elektronischen

Bildaufnahmevorrichtung einprägbar bzw. einkoppelbar. Die Bildaufnahmevorrichtung umfasst weiterhin den

Markierungssensor zum Empfangen des durch die Zoom-Optik hindurchgetretenen Laserstrahles. Weiterhin umfasst die

Bildaufnahmevorrichtung ein weiteres teildurchlässiges

Teilerelement, welches im Strahlengang zwischen der Zoom-Optik und dem Bildsensor angeordnet ist und zum Auskoppeln des

Laserstrahles ausgebildet ist. Der ausgekoppelte Laserstrahl ist auf den Markierungssensor gerichtet.

Bei einer fünften bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen elektronischen Bildaufnahmevorrichtung ist die abbildbare Marke in Bezug auf den Strahlengang der Zoom- Optik bevorzugt in einer Eingangspupille derart angeordnet, so dass durch sie eine unscharfe Abbildung auf dem Bildsensor bzw. auf dem Markierungssensor abbildbar ist, wobei der

Bildsensor bzw. der Markierungssensor für eine Detektion einer Phase des auftreffenden Lichtes ausgebildet ist. Die Phase des vom Bildsensor bzw. vom Markierungssensor gewandelten Lichtes ist proportional zur mechanischen Abweichung, wodurch diese durch eine Messung der Phase bestimmbar ist. Der

Markierungssensor ist bevorzugt durch ein Bertrand-System gebildet.

Bei einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen elektronischen Bildaufnahmevorrichtung weist die abbildbare Marke eine periodische Struktur auf, sodass die optische Markierung durch ein periodisches Muster gebildet ist. Die abbildbare Marke ist zwischen einer

Markierungslichtquelle und dem teildurchlässigen Teilerelement angeordnet. Licht der Markierungslichtquelle ist auf die abbildbare Marke gerichtet, sodass dieses Licht durch die abbildbare Marke geformt wird und das periodische Muster erhält. Das durch die abbildbare Marke geformte Licht ist bevorzugt über das teildurchlässige Teilerelement in den

Strahlengang der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung einprägbar bzw. einkoppelbar, sodass es schließlich auf den Bildsensor gerichtet ist. Das die optische Markierung bildende periodisches Muster führt zu einer Schwingung im Ortsbereich, welche einfach lokalisiert werden kann. Die periodische

Struktur ist bevorzugt durch matrixartige angeordnete Pinholes gebildet, sodass die optische Markierung durch matrixartige angeordnete Lichtstrahlen gebildet ist.

Eine siebente bevorzugte Ausführungsform der elektronischen Bildaufnahmevorrichtung stellt eine Abwandlung der ersten bevorzugten Ausführungsform dar. Das Markierungsmittel umfasst eine schaltbare Blende, welche die abbildbare Marke bildet.

Die schaltbare Blende umfasst eine Vielzahl von in einer

Fläche angeordneten Einzelelementen, die einzeln von einem transparenten in einen nicht transparenten Zustand und umgekehrt schaltbar sind. Die schaltbare Blende ist bevorzugt durch einen LCD-Shutter gebildet. Die elektronische

Bildaufnahmevorrichtung umfasst bevorzugt zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Spiegel zur Führung des Lichtes der Auflichtquelle durch die schaltbare Blende.

Eine achte bevorzugte Ausführungsform der elektronischen

Bildaufnahmevorrichtung stellt eine weitere Abwandlung der ersten bevorzugten Ausführungsform dar. Das Markierungsmittel umfasst eine schaltbare Mikrospiegelvorrichtung, welche die die abbildbare Marke bildet. Die Mikrospiegelvorrichtung umfasst eine Vielzahl von in einer Fläche angeordneten

Einzelspiegeln, die einzeln verkippbar sind. Die

Mikrospiegelvorrichtung ist bevorzugt durch ein Digital

Micromirror Device oder durch ein Microelectromechanical

System gebildet. Das Licht der Auflichtbeleuchtungsquelle ist auf das teildurchlässige Teilerelement richtbar, von welchem es auf die Mikrospiegelvorrichtung richtbar ist, von welchem es zurück auf das teildurchlässige Teilerelement richtbar ist. Hierzu befindet sich die Mikrospiegelvorrichtung neben dem zwischen der Auflichtbeleuchtungsquelle und dem

teildurchlässigen Teilerelement verlaufenden Strahlengang.

Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter

Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: einen Abbildungsstrahlengang in einer bevorzugten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

BildaufnähmeVorrichtung; Fig. 2: Abbildung einer in Fig. 1 gezeigten abbildbaren bei unterschiedlichen Bildfeldgrößen;

Fig. 3: die in Fig. 2 dargestellte Abbildung auf einem in

Fig. 1 gezeigten Bildsensor;

Fig. 4: eine erste bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung;

Fig. 5: eine zweite bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung;

Fig. 6: eine dritte bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung;

Fig. 7: eine vierte bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung;

Fig. 8: eine fünfte bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung;

Fig. 9: eine sechste bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung;

Fig. 10: eine siebente bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung;

Fig. 11: eine in Fig. 10 gezeigte abbildbare Marke im Detail;

Fig. 12: eine achte bevorzugte Ausführungsform der

erfindungsgemäßen BildaufnähmeVorrichtung; Fig. 13: eine Veranschaulichung eines gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufgenommenen ersten Bildes;

Fig. 14: eine Veranschaulichung eines zweiten Bildes in

Fortsetzung zu dem in Fig. 13 veranschaulichten ersten Bild;

Fig. 15: eine Veranschaulichung eines gemäß einer zweiten

bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgenommenen ersten Bildes;

Fig. 16: eine Veranschaulichung eines zweiten Bildes in

Fortsetzung zu dem in Fig. 15 veranschaulichten ersten Bild; und

Fig. 17: eine Veranschaulichung in Ergänzung zu dem in Fig. 16 gezeigten zweiten Bild.

Fig. 1 zeigt einen Abbildungsstrahlengang Ol in einer

bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Bildaufnahmevorrichtung. Bei der Bildaufnahmevorrichtung handelt es sich insbesondere um ein Mikroskop mit

elektronischer Bildaufnahmevorrichtung, von welchem ein

Objektiv oder eine Tubuslinse 02, eine Zoom-Optik 03 und ein Bildsensor 04 dargestellt sind. In einer ortsgebundenen

Zwischenbildebene 06 des Abbildungsstrahlenganges 01 ist eine abbildbare Marke 07 angeordnet. Die abbildbare Marke 07 kann als eine planparallele Platte mit aufgebrachter Marke oder eine entsprechende Blende, welche die Struktur der Marke besitzt, ausgebildet sein. Die abbildbare Marke 07 ist derart beschaffen, dass je nach einer gewählten Stufe der Zoom-Optik 03 der mit dem Bildsensor 04 aufzulösende Bereich außerhalb eines für einen Bediener vorgesehenen Bildausschnitts (nicht gezeigt) liegt. Da der Bildbereich in der Zwischenbildebene 06 beim Zoomen der Zoom-Optik 03 kleiner wird, ist die abbildbare Marke 07 bevorzugt als ein Keil oder als ein Dreieck (gezeigt in Fig. 2 und Fig. 3) ausgeführt, sodass an einem Rand des Bildbereiches gerade noch die breiteste Stelle des Keiles bzw. des Dreieckes aufgelöst werden kann. Der dargestellte Strahlengang 01 wird gemäß einer bevorzugten

Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur

Bestimmen einer mechanischen Abweichung auf einem

Verschiebeweg der Zoom-Optik 03 erzeugt. Fig. 2 zeigt eine Abbildung 09 der in Fig. 1 gezeigten

abbildbaren Marke 07 in Form eines Keiles bei unterschiedlich großen Bildfeldern. Ein erstes Bildfeld 11, ein zweites

Bildfeld 12 und ein drittes Bildfeld 13 sind unterschiedlich groß und führen zu unterschiedlichen Größen der Abbildung 09 der abbildbaren Marke 07 (gezeigt in Fig. 1) .

Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 dargestellte Abbildung 09 auf dem Bildsensor 04. Der Bildsensor 04 umfasst eine Vielzahl an Bildpunkten 15, wobei nur die Bildpunkte 15 unter einem

Bildfeldrand 16 ein für den Bediener sichtbares Bild

aufnehmen. Die Abbildung 09 der abbildbaren Marke 07 (gezeigt in Fig. 1) kann durch eine Interpolation der umliegenden

Bildpunkte 15 herausgerechnet werden, sodass der Bediener die Abbildung 09 der abbildbaren Marke 07 (gezeigt in Fig. 1) Marke nicht wahrnehmen kann. Wenn die abbildbare Marke 07

(gezeigt in Fig. 1) auf einer planparallelen Platte

aufgebracht ist, so ist darauf zu achten, dass entsprechende Sauberkeitswerte eingehalten werden. Verunreinigungen und Artefakte werden aufgrund ihrer Position im Zwischenbild scharf abgebildet und können auch bei einer nicht scharfen Abbildung das Bild beeinflussen. Bevorzugt werden die

Abbildungen der Verunreinigungen und Artefakte durch eine Kalibration mit einem Referenzbild herausgerechnet.

Fig. 4 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung in Form eines

Mikroskops mit elektronischer Bildaufnahmevorrichtung. Das Mikroskop umfasst wie die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform das Objektiv bzw. die Tubuslinse 02, die Zoom-Optik 03 im Abbildungsstrahlengang 01, den Bildsensor 04 und die

abbildbare Marke 07. Das Mikroskop umfasst weiterhin eine Auflichtbeleuchtungsquelle 18 zur Auflichtbeleuchtung eines aufzunehmenden Objektes 19, wobei ein Licht der

Auflichtbeleuchtungsquelle 18 über einen Auflichtspiegel 21 und ein teildurchlässiges Auflichtteilerelement 22 in den Abbildungsstrahlengang 01 eingekoppelt wird. Zudem wird Licht der Auflichtbeleuchtungsquelle 18 über ein erstes

teildurchlässiges Teilerelement 23 in den

Abbildungsstrahlengang 01 eingekoppelt, nachdem dieses Licht ein zweites teildurchlässiges Teilerelement 24, eine Optik 26 zur Schaffung einer Zwischenbildebene und die abbildbare Marke 07 passiert hat. Die Optik 26 zur Schaffung einer

Zwischenbildebene umfasst bevorzugt einen Filter (nicht dargestellt) zur Reduktion einer Strahlenintensität.

Fig. 5 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung, die zunächst der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform wird das Licht der Auflichtbeleuchtungsquelle 18 über den Auflichtspiegel 21 auf das erste teildurchlässige Teilerelement 23 gerichtet, über welches es teilweise als Auflicht in den

Abbildungsstrahlengang Ol eingekoppelt wird und teilweise zu einem Spiegel 28 gelangt. Am Spiegel 28 ist bevorzugt eine Optik 26 (gezeigt in Fig. 4) zur Schaffung einer

Zwischenbildebene angeordnet. Zwischen dem ersten

teildurchlässigen Teilerelement 23 und dem Spiegel 28 befindet sich die abbildbare Marke 07 in der Zwischenbildebene.

Alternativ bevorzugt ist der Spiegel 28 in der

Zwischenbildebene angeordnet und die abbildbare Marke 07 ist beispielsweise als eine Beschichtung auf dem Spiegel 28 ausgebildet .

Fig. 6 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung in Form eines

Mikroskops mit elektronischer Bildaufnahmevorrichtung. Das

Mikroskop umfasst wie die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform das Objektiv bzw. die Tubuslinse 02, die Zoom-Optik 03, den Bildsensor 04, die abbildbare Marke 07 und das erste

teildurchlässige Teilerelement 23 im Abbildungsstrahlengang 01. Das Mikroskop umfasst weiterhin eine Laserdiode 30, welche auf das erste teildurchlässige Teilerelement 23 gerichtet ist, sodass ein Laserstrahl der Laserdiode 30 durch die Zoom-Optik 03 auf den Bildsensor 04 gelangt. Fig. 7 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung, die zunächst der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform dient ein

Markierungssensor 32 zum Empfangen des durch die Zoom-Optik 03 getretenen Strahles der Laserdiode 30. Hierfür umfasst die

Bildaufnahmevorrichtung ein drittes teildurchlässiges

Teilerelement 31 zum Auskoppeln des durch die Zoom-Optik 03 getretenen Strahles der Laserdiode 30 auf den Markierungssensor 32. Bei dieser Ausführungsform liegt die Wellenlänge des Lichtes der Laserdiode 30 außerhalb des

Wellenlängenbereiches, welchen der Bildsensor 04 detektieren kann. Somit ist der Strahl der Laserdiode 30 für den Bediener nicht sichtbar. Der Markierungssensor 32 ist bevorzugt durch einen Kamerasensor oder durch einen Spektralsensor gebildet und detektiert eine Verschiebung des Strahles der Laserdiode 30 bei Verstellen der Zoom-Optik 03. Daraus wird die

notwendige Verschiebung des dem Bediener angezeigten

Bildbereichs des Bildsensors 04 errechnet. Der Bildsensor 04 detektiert beispielsweise in einem Wellenlängenbereich

zwischen 325 nm und 1.000 nm, während die Laserdiode 30 beispielsweis Licht mit einer Wellenlänge von 980 nm erzeugt. Dieses Licht der Laserdiode 30 kann mit dem Markierungssensor 32 detektiert werden, der beispielsweise in einem

Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1.000 nm empfindlich ist. Der Wellenlängenbereich bis 980 nm wird bevorzugt mit einem Filter (nicht gezeigt) vor dem Markierungssensor 32 entfernt. Vor dem Bildsensor 04 ist bevorzugt ein weiteres Filter angeordnet, welches Licht mit einer Wellenlänge über 950 nm absorbiert .

Fig. 8 zeigt eine fünfte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung, die zunächst der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform umfasst die

Bildaufnahmevorrichtung statt der Laserdiode eine

Markierungslichtquelle 34, welche auf die abbildbare Marke 07 in Form einer periodischen Struktur gerichtet ist. Die

abbildbare Marke 07 befindet sich in einer Eingangspupille und führt zu einer Pupillenmanipulation, durch welche ein Fixpunkt in den Abbildungsstrahlengang 01 eingebracht wird, dessen Verschiebung detektierbar ist. Der Markierungssensor 32 ist dazu ausgebildet, eine Phase der Helligkeit des auf ihn treffenden Lichtes zu bestimmen. Der Markierungssensor 32 ist bevorzugt durch ein Bertrand-System gebildet, mit welchem zusätzlich zur Intensität des Bildes auch die Intensität der Pupillenfunktion ermittelt werden kann. Aus diesen beiden

Informationen wird bevorzugt mit dem Gerchberg-Saxton- Algorithmus die Phase bestimmt. Ebenso kann beispielsweise der Phase-Lift-Algorithmus oder der Wirtinger-Flow- Algorithmus verwendet werden. Hierzu ist die Markierungslichtquelle 34 zur Erzeugung von kohärentem monochromatischem Licht ausgebildet.

Alternativ kann mit winkelselektiver partiell kohärenter

Beleuchtung über einen digitalen Phasen-Gradienten auf die Phase zurückgerechnet werden. Alternativ zum Markierungssensor 32 kann der Bildsensor 04 verwendet werden, wenn dieser zur Detektion der Phase ausgebildet ist. Grundsätzlich kann die

Phase durch Anwendung der Fourier-Transformation detektiert werden. Die gemessene Phase ist ein Maß für die Verschiebung. Die abbildbare Marke 07 wird optisch nicht scharf abgebildet und ist damit für den Bediener nicht sichtbar. Eine weitere Alternative ist es, einen Defokus-Stack (nicht gezeigt) aufzunehmen und die Phase über die Transport of Intensity Equation (TIE) zu bestimmen. Hierfür ist ebenso kohärentes Licht und eine Verschiebbarkeit des Bildsensors 04 in die z-Richtung notwendig. Der Weg der Verschiebung des Bildsensors 04 in die z-Richtung ist ausreichend groß, um eine

Defokussierung zu bewirken.

Fig. 9 zeigt eine sechste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung, die zunächst der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform umfasst die

Bildaufnahmevorrichtung statt der Laserdiode die

Markierungslichtquelle 34, die auf die abbildbare Marke 07 in Form einer mit vier Pinholes 36 versehenen Lochblende

gerichtet ist. Die vier Pinholes 36 sind regelmäßig angeordnet und führen zu einer einfachen Schwingung auf dem Bildsensor 04. Diese Schwingung kann leicht lokalisiert werden und wird entsprechend aus dem Bild des Bildsensors 04 herausgerechnet.

Das durch die Markierungslichtquelle 34 und die abbildbare Marke 07 mit den vier Pinholes 36 erzeugte Licht ist kohärent.

Fig. 10 zeigt eine siebente bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung, die zunächst der in

Fig. 9 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ist die abbildbare Marke 07 durch einen schaltbaren LCD-Shutter gebildet. Das Licht der Markierungslichtquelle 34 erreicht die durch den LCD-Shutter gebildete abbildbare Marke 07 über ein viertes teildurchlässiges Teilerelement 37 und zwei senkrecht

zueinander angeordnete Spiegel 38.

Fig. 11 zeigt die in Fig. 10 gezeigte abbildbare Marke 07 in Form des LCD-Shutters im Detail. Die abbildbare Marke 07 in

Form des LCD-Shutters umfasst eine Vielzahl an schaltbaren Elementen 40. Das Schalten eines einzelnen der schaltbaren Elemente 40 führt zu einem Pinhole 41. Bevorzugt werden die schaltbaren Elemente 40 in einem regelmäßigen Muster einzeln geschaltet, sodass beispielsweise vier der Pinholes 41 in einer matrixförmigen Anordnung gegeben sind, was zu einem gleichen Effekt wie die in Fig. 9 gezeigte abbildbare Marke 07 in Form der Lochblende mit den vier Pinholes 36 führt. Bei einer Veränderung des Zooms der Zoom-Optik 03 (gezeigt in Fig. 10) können vier andere der schaltbaren Elemente 40 geschaltet werden, welche einen von dem gezeigten Beispiel abweichenden Abstand zueinander aufweisen. Fig. 12 zeigt eine achte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildaufnahmevorrichtung, die zunächst der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform gleicht. Im Unterschied zu der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ist die abbildbare Marke 07 durch ein Digital Micromirror Device gebildet, welches über das teildurchlässige Teilerelement 23 von der Markierungslichtquelle 34 beleuchtet wird und zurück in den Abbildungsstrahlengang 01 reflektiert. Die durch das Digital Micromirror Device gebildete abbildbare Marke 07 kann

beispielsweise wie die in Fig. 11 gezeigte abbildbare Marke 07 in Form des LCD-Shutters geschaltet werden, sodass vier

Lichtstrahlen mit jeweils kohärentem Licht in die Zoom-Optik 03 gerichtet werden. Um die Verschiebung auf dem Bildsensor 04 zu ermitteln, werden zunächst die Verzeichnung und die Verschiebung der Bildpunkte im Bild des Bildsensors 04 aufgrund der Vergrößerungsänderung durch das Zoomen der Zoom-Optik 03 herausgerechnet. Von jedem mit dem Bildsensor 04 aufgenommenen Bild, welches das Bild des aufzunehmenden Objektes 19 und die überlagerte Schwingung der

Struktur der abbildbaren Marke 07 enthält, wird die Fourier- Transformierte gebildet. In dieser Fourier-Transformierten sind die Frequenzen der Schwingung klar identifizierbar. Diese Frequenzen haben im Frequenzraum die Koordinaten ξι, ϊ]ι . Wenn sich das aufgenommene Bild zum Originalbild verschiebt, verändert sich die Phase φ der Schwingung, jedoch verändert sich die Koordinate der Frequenz nicht. Damit kann bei jedem

aufgenommenen Bild die Phase φ eindeutig ermittelt werden. Die die Phase φ ergibt sich aus einem Real- und Imaginärteil der Fourier-Transformierten, welche einen Vektor auf einem

Einheitskreis aufspannen, in diesen Punkten:

FT{f(x - A 2x ,y- A 2y )} = e ~2niA ^ e ~2niA ^ Ρ{ξ,η] Die Verschiebung auf dem Bildsensor 04 ist im Frequenzraum durch A 2x , — A 2y )} definiert. Die Exponentialterme

\

definieren die Phase. Um den Verschiebungsvektor ^ J zu erhalten, wird an zwei unterschiedlichen Punkten im

Frequenzraum (i,J7i) und (ξ 2 2 ) der Quotient aus dem Live- Fourierkoeffizienten e ~2mA2x ^ β ~2πι 2 ν η ■ { , η] und dem jeweiligen Fourierkoeffizienten , i = 1,2 gebildet und die Phasen φ und φ 2 bestimmt. Die Fourierkoeffizienten i = 1,2 sind deshalb bekannt, weil sie zu zwei Frequenzkoordinaten (ξ ί ,ηι), i = 1,2 der mindestens zwei überlagerten Basis-Frequenzen gehören, welche die überlagernde Schwingung bilden. Somit ergibt sich ein lineares Gleichungssystem für die

Verschiebung :

mit den Phasenwinkeln φ und φ 2 sowie den Frequenzkoordinaten

(ξι,ηι), i = l,2.

Durch Lösen dieses Gleichungssystems ergibt sich die

Verschiebung J. Um den richtigen Wert für die Verschiebung zu erhalten, wird die Frequenz der Struktur der abbildbaren Marke 07 so gewählt, dass eine Periode immer größer als die maximale Verschiebung der Bilder auf dem Bildsensor 04 ist. Entsprechend sind beispielsweise die Abstände in der Struktur der abbildbaren Marke 07 zu verändern. Zudem sind die

Frequenzen der überlagernden Schwingung und deren Amplitude so anzupassen, dass sie disjunkt zum typischen Spektrum der eigentlichen Bildinformation sind. In einem weiteren Schritt wird das Bild der Struktur der abbildbaren Marke 07 von dem mit dem Bildsensor 04 aufgenommenen Bild abgezogen und dieses entgegengesetzt zu der ermittelten Verschiebung verschoben, sodass dem Bediener das korrigierte Bild des Objektes 19 angezeigt wird. Fig. 13 veranschaulicht ein gemäß einer ersten bevorzugten

Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens

aufgenommenes erstes Bild. Dieses erste Bild wurde mithilfe eines mit einer Zoom-Optik ausgestatteten Mikroskops (nicht gezeigt) aufgenommen. Bei einem Zoomen der Zoom-Optik

verändert sich deren Vergrößerungsfaktor. Die Zoom-Optik weist eine mechanische Abweichung auf ihrem Verschiebeweg auf. Das Bild wird mit einem elektronischen Bildsensor aufgenommen. In dem Bild ist ein Point-of-Interest (POI) eines aufgenommenen Objektes in einem Punkt Pi lokalisiert, welcher mit Methoden der Bilderkennung ermittelt wird. Unter der Voraussetzung, dass der Vergrößerungsfaktor der Zoom-Optik während des

Zoomens der Zoom-Optik laufend bekannt ist, genügt zur

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen bzw. zur Korrektur der mechanischen Abweichung der Zoom-Optik dieser nur eine POI. Ein Invarianzpunkt Ii der Zoom-Optik wird per Definition und vorheriger Kalibrierung in eine Bildmitte des ersten Bildes gelegt.

Fig. 14 veranschaulicht ein zweites Bild in Fortsetzung zu dem in Fig. 13 veranschaulichten ersten Bild, nachdem die

Brennweite der Zoom-Optik geändert wurde. Hierfür wurde eine Komponente der Zoom-Optik entlang des in eine z-Richtung ausgerichteten Verschiebeweges verschoben. Der POI ist im zweiten Bild in einem Punkt P2±st lokalisiert, welcher mit Methoden der Bilderkennung ermittelt wird. Es ergibt sich eine

Differenz gegenüber dem Punkt Pi im ersten Bild von

(A GeS 2x, A GeS 2y) · Diese Differenz umfasst eine durch die

Veränderung des Vergrößerungsfaktors bedingte Verschiebung (A Z oom2 x , A Zoom2y ) und eine durch die statistische mechanische Abweichung bedingte Verschiebung (Δ , Δ2 Υ ) . Die Veränderung des Vergrößerungsfaktors stellt eine Veränderung des

Abbildungsmaßstabes Δ β ΐ 2 dar, wobei in dem gezeigten Beispiel Δ β ΐ 2 = 1,5 gilt. Ausgehend von der Veränderung des

Abbildungsmaßstabes Δ β ΐ 2 und dem Abstand zwischen Pi und Ii wird erfindungsgemäß ein Punkt P2 soii errechnet, wo der POI im zweiten Bild abgebildet würde, wenn die mechanische Abweichung der Zoom-Optik nicht vorhanden wäre. Es ilt im Beispiel:

Allgemein gilt:

Die Koordinaten der Punkte P2 SO n und P2i St werden verglichen. Die Differenz in x- und y-Richtung (Δ 2 χ, Δ2 Υ ) stellt einen

Verschiebefehler des zweiten Bildes zum ersten Bild dar, welchen auch der zwischen den beiden Bildern verschobene

Invarianzpunkt aufweist. Entgegengesetzt zu diesem

Verschiebfehler wird das zweite Bild verschoben, bevor es dem Bediener angezeigt wird, wodurch der durch die mechanische Abweichung bedingte Verschiebfehler korrigiert wird. Ebenso wird mit weiteren aufgenommenen Bildern verfahren.

Der Vergrößerungsfaktor wird ausgehend von realen

Vergrößerungen aller Optikelemente des Mikroskops und

ausgehend von Bewegungen dieser Optikelemente in die

z-Richtung ermittelt. Diese Informationen werden bevorzugt bei einer Justierung des Mikroskops ermittelt und in einem

Speichermedium gespeichert. Fig. 15 veranschaulicht ein erstes Bild eines mit einer Zoom- Optik ausgestatteten Mikroskops (nicht gezeigt) , wobei diese erste Bild einen Ausgangspunkt zur Durchführung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des in Bezug auf Fig. 13 und

Fig. 14 beschriebenen Verfahrens zum Bestimmen bzw. zur

Korrektur der mechanischen Abweichung der Zoom-Optik dient. Bei dieser zweiten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Vergrößerungsfaktor zunächst unbekannt ist. Daher werden zwei POI des aufgenommenen Objektes ausgewählt, die im ersten Bild in einem Punkt P a i und in einem Punkt P i

lokalisiert sind, welche mit Methoden der Bilderkennung ermittelt werden. Ein Invarianzpunkt Ii der Zoom-Optik wird per Definition und vorheriger Kalibrierung in eine Bildmitte des ersten Bildes gelegt.

Fig. 16 veranschaulicht ein zweites Bild in Fortsetzung zu dem in Fig. 15 veranschaulichten ersten Bild, nachdem die

Brennweite der Zoom-Optik geändert wurde. Hierfür wurde eine Komponente der Zoom-Optik entlang des in eine z-Richtung ausgerichteten Verschiebeweges verschoben. Die Veränderung des

Vergrößerungsfaktors stellt eine Veränderung des

Abbildungsmaßstabes Δβΐ2 dar, wobei in dem gezeigten Beispiel Δβΐ2 = 1,5 gilt. Die beiden POI sind im zweiten Bild in einem Punkt P a 2ist und in einem Punkt Pb2ist lokalisiert, welche mit Methoden der Bilderkennung ermittelt werden. Es werden eine

Gerade durch die Punkte P a i und P a 2ist und eine Gerade durch die Punkte P i und Pb2ist erzeugt. Ein Schnittpunkt dieser beiden Geraden wird ermittelt. Der Abstand dieses Schnittpunktes in x- und y-Richtung zur Bildmitte wird mit dem Reziproken der Veränderung des Abbildungsmaßstabes, von der vorher Eins subtrahiert wurde, multipliziert:

Δ=T s {Aß t - 1) Ausgehend davon wird ein Verschiebefehler ermittelt, welcher durch Verschiebung des Bildes korrigiert wird. Die Veränderung des Abbildungsmaßstabs Δβ 12 wird durch das Gleichsetzen

folgender Vektorgleichungen ermittelt:

? = v al2 - v al (Δβ 12 - 1)

Δ' = v b i2 - v bl (Δβ 12 - 1)

Somit wird folgende Bedingung genutzt:

V b 12 ~ V a i2 = (Δβ 12 - 1) (V bl - V al )

Fig. 17 veranschaulicht in Ergänzung zu Fig. 16 weitere

Verfahrensschritte in Bezug auf das zweite Bild. Ein Vektor v 12 und ein Vektor v werden über Vektoraddition ermittelt: vbl2 ~ v al2 = v 12

vbl ~ v al = v l

Die Vektoren v 12 und v unterscheiden sich nur in ihrem Betrag um den Faktor (Δβ 12 — 1) . Dementsprechend wird auf die

Veränderung des Abbildungsmaßstabs rückgerechnet. Die

Berechnung wird bevorzugt jeweils auf alle aufgenommenen

Bilder und ein nachfolgendes Bild angewendet.

Bezugszeichenliste

01 Abbildungsstrahlengang

02 Objektiv/Tubuslinse

03 Zoom-Optik

04 Bildsensor

05

06 Zwischenbildebene

07 abbildbare Marke

08

09 Abbildung

10

11 erstes Bildfeld

12 zweite Bildfeld

13 drittes Bildfeld

14

15 Bildpunkt

16 Bildfeldrand

17

18 Auflichtbeleuchtung

19 aufzunehmendes Objekt

20

21 Auflichtspiegel

22 teildurchlässiges Auflichtteilerelement

23 erstes teildurchlässiges Teilerelement

24 zweites teildurchlässiges Teilerelement 25

26 Optik zur Schaffung einer Zwischenbildebene 27

28 Spiegel

29 Laserdiode

drittes teildurchlässiges Teilerelement Markierungssensor Markierungslichtquelle Pinhole

viertes teildurchlässiges Teilerelement Spiegel schaltbares Element

Pinhole