DE10304105B4 - Method for determining the focus deviation of an optical arrangement - Google Patents

Method for determining the focus deviation of an optical arrangement Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Fokusabweichung bei der Abbildung eines Objekts (4; 4') mit einer optischen Anordnung (1; 1'), insbesondere einem Mikroskop, die eine Objektiveinrichtung (2; 2') zur Abbildung des Objekts (4; 4') umfasst, wobei auf das Objekt (4; 4') ein erstes Hilfsbild projiziert wird, eine durch die Objektiveinrichtung (2; 2') erfolgende erste Abbildung des Objekts (4; 4') mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild durch eine Aufnahmeeinrichtung (5; 5') aufgenommen wird und eine Analyse der ersten Abbildung zur Bestimmung der Fokusabweichung verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
– das erste Hilfsbild
– auf eine zur Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung (2; 2') um einen vorgegebenen ersten Neigungswinkel (α) geneigte erste Hilfsebene (11) scharf projiziert wird,
– einen ersten Punkt mit einer vorgegebenen ersten Position im ersten Hilfsbild aufweist, der bei korrekter Fokussierung auf der Schnittlinie zwischen der Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung (2; 2') und der ersten Hilfsebene (11) liegt,...Method for determining the focus deviation during imaging of an object (4; 4 ') with an optical arrangement (1; 1'), in particular a microscope, comprising an objective device (2; 2 ') for imaging the object (4; 4') wherein a first auxiliary image is projected onto the object (4; 4 '), a first image of the object (4; 4') taking place by the objective device (2; 2 ') with the first auxiliary image projected thereon by a recording device (5 5 ') is taken and an analysis of the first image is used to determine the focus deviation,
characterized in that
- the first auxiliary picture
Is sharply projected onto a first auxiliary plane (11) inclined to the focal plane (2.1) of the objective device (2, 2 ') by a predetermined first inclination angle (α),
- Having a first point with a predetermined first position in the first auxiliary image, which is at the correct focus on the intersection line between the focal plane (2.1) of the lens device (2, 2 ') and the first auxiliary plane (11), ...

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Fokusabweichung bei der Abbildung eines Objekts mit einer optischen Anordnung, insbesondere einem Mikroskop, die eine Objektiveinrichtung zur Abbildung des Objekts umfasst. Hierbei wird auf das Objekt ein erstes Hilfsbild projiziert, eine durch die Objektiveinrichtung erfolgende erste Abbildung des Objekts mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild durch eine Aufnahmeeinrichtung aufgenommen und eine Analyse der ersten Abbildung zur Bestimmung der Fokusabweichung verwendet. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren zur Fokussierung einer optischen Anordnung sowie eine entsprechende optische Anordnung.The The present invention relates to a method for the determination of Focus deviation when imaging an object with an optical Arrangement, in particular a microscope, an objective device for imaging the object. This is on the object first auxiliary image projected, one through the lens device first image of the object with the one projected on it first auxiliary image taken by a receiving device and an analysis of the first figure to determine the focus deviation used. The present invention further relates to a corresponding Method for focusing an optical arrangement and a corresponding optical arrangement.

Gattungsgemäße Verfahren sind beispielsweise aus dem US-Patent 5,604,344 sowie der europäischen Patentanmeldung EP 0 459 004 A1 bekannt. Bei beiden Verfahren wird als Hilfsbild ein gitterförmiges Schattenmuster auf das Objekt projiziert. Die Projektion erfolgt dabei so, dass das Schattenmuster scharf in die Fokusebene der Objektiveinrichtung projiziert wird. Liegt eine Fokusabweichung vor, so wird das Schattenmuster unscharf auf das Objekt projiziert, was aus der ersten Abbildung durch Analyse des Lichtintensitätsprofils des Schattenmusters ersichtlich wird.Generic methods are, for example, from US Pat. No. 5,604,344 and the European patent application EP 0 459 004 A1 known. In both methods, a grid-shaped shadow pattern is projected onto the object as an auxiliary picture. The projection takes place in such a way that the shadow pattern is projected sharply into the focal plane of the objective device. If there is a focus deviation, then the shadow pattern is projected out of focus onto the object, which can be seen from the first image by analyzing the light intensity profile of the shadow pattern.

Beim Verstellen des Abstands zwischen der Objektiveinrichtung und dem Objekt verändert sich die Unschärfe des Schattenmusters in der ersten Abbildung. Aus dieser Veränderung wird dann die zur Fokussierung erforderliche Richtung der Verstellbewegung sowie der Betrag der Abstandsänderung ermittelt.At the Adjusting the distance between the lens device and the Object changed the blur the shadow pattern in the first picture. Out of this change then becomes the direction of adjustment required for focusing and the amount of change in distance determined.

Beide bekannten Verfahren weisen den Nachteil auf, dass wenigstens zwei dieser ersten Abbildungen aufgenommen und analysiert werden müssen, um die Richtung der Fokusabweichung, also die erforderliche Richtung der Verstellbewegung, sowie den Betrag der Fokusabweichung, also die zur Fokussierung erforderliche Abstandsänderung, zu bestimmen. Hierdurch ergibt sich eine vergleichsweise lange Zeitspanne bis zur Ermittlung der Fokusabweichung, was sich nachteilig auf die erzielbaren Taktzeiten auswirkt.Both known methods have the disadvantage that at least two of these first images must be recorded and analyzed the direction of the focus deviation, ie the required direction the adjustment movement, as well as the amount of focus deviation, ie to determine the distance change required for focusing. hereby results in a comparatively long period of time until the determination the focus deviation, which is detrimental to the achievable cycle times effect.

Aus der DE 37 28 257 A1 ist demgegenüber eine Fokussiereinrichtung bekannt, bei der eine schräg zur optischen Achse gestellte Mattscheibe im Bereich einer Bildebene angeordnet wird, in die eine Objektebene über eine erste Optik abgebildet wird. Diese Mattscheibe wird über eine weitere Optik auf einen Bildaufnehmer abgebildet. Je nach der vorliegenden Fokusabweichung entsteht auf einem mehr oder weniger weit von der optischen Achse entfernten Bereich der Mattscheibe und damit auch des Bildaufnehmers ein scharfes Bild mit maximalem Kontrast. Aus der Lage des Bereichs mit dem maximalen Kontrast auf dem Bildaufnehmer wird dann die Fokusabweichung bestimmt.From the DE 37 28 257 A1 In contrast, a focusing device is known in which an obliquely arranged to the optical axis focusing screen is arranged in the region of an image plane into which an object plane is imaged via a first optics. This focusing screen is imaged via a further optics on a image sensor. Depending on the present focus deviation arises on a more or less far from the optical axis remote area of the ground glass and thus also of the image pickup a sharp image with maximum contrast. The focus deviation is then determined from the position of the area with the maximum contrast on the image sensor.

Aus der DE 201 11 006 U1 ist weiterhin eine herkömmliche Fokussiereinrichtung bekannt, bei der die Fokussierung in herkömmlicher Weise über eine laufende Kontrastmessung einer in einem Autofokusstrahlengang aufgenommenen Abbildung des Objekts erfolgt.From the DE 201 11 006 U1 Furthermore, a conventional focusing device is known, in which the focusing takes place in a conventional manner via an ongoing contrast measurement of an image of the object taken in an autofocus beam path.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bzw. eine optische Anordnung der eingangs genannten Art zur Verfügung zustellen, welches bzw. welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere eine schnellere Ermittlung der Fokusabweichung gewährleistet.Of the The present invention is therefore based on the object, a method or provide an optical arrangement of the type mentioned, which or which do not or at least the above-mentioned disadvantages to a lesser extent and in particular a faster determination of the focus deviation guaranteed.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale Sie löst diese Aufgabe ebenfalls ausgehend von einer optischen Anordnung gemäß dem. Oberbegriff des Anspruchs 20 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 20 angegebenen Merkmale.The present invention solves this task starting from a method according to the preamble of the claim 1 by the specified in the characterizing part of claim 1 Features It solves this task also starting from an optical arrangement according to the. Generic term of Claim 20 by the in the characterizing part of claim 20 specified characteristics.

Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man eine besonders einfache und schnelle Ermittlung der Fokusabweichung erzielt, wenn das erste Hilfsbild auf eine zur Fokusebene der Objektiveinrichtung um einen vorgegebenen ersten Neigungswinkel geneigte erste Hilfsebene scharf projiziert wird. Infolge dieser Neigung zur Fokusebene der Objektiveinrichtung erscheinen in der ersten Abbildung je nach dem Grad der Fokusabweichung unterschiedliche Bereiche des ersten Hilfsbildes scharf. Erfindungsgemäß ist das erste Hilfsbild so gestaltet, dass aus der jeweiligen ersten Abbildung die Lage des scharf abgebildeten Bereichs des ersten Hilfsbildes zu einem die korrekte Fokuslage repräsentierenden Referenzbereich des ersten Hilfsbildes bestimmbar ist. Aus dieser Lage des scharf abgebildeten Bereichs bezüglich des Referenzbereichs und dem ersten Neigungswinkel lässt sich dann unmittelbar der Betrag und die Richtung der Fokusabweichung bestimmen.Of the The present invention is based on the technical teaching that a particularly simple and fast determination of the focus deviation achieved when the first auxiliary image on a focal plane of the lens device first auxiliary plane inclined by a predetermined first inclination angle sharply projected. As a result of this inclination to the focal plane of the Lens devices appear in the first figure depending on the Degree of focus deviation different areas of the first auxiliary image sharp. According to the invention, the first Auxiliary picture designed so that from the respective first picture the location of the sharply imaged area of the first auxiliary image to a reference area representing the correct focus position of the first auxiliary image can be determined. From this position of the sharp imaged area the reference range and the first tilt angle can be then immediately the amount and direction of the focus deviation determine.

Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass. das erste Hilfsbild einen ersten Punkt mit einer vorgegebenen ersten Position im ersten Hilfsbild aufweist, der bei korrekter Fokussierung auf der Schnittlinie zwischen der Fokusebene der Objektiveinrichtung und der Hilfsebene liegt, d. h. bei korrekter Fokussierung scharf durch die Objektiveinrichtung abgebildet wird. Das erste Hilfsbild ist weiterhin mit einer Struktur versehen, die derart ausgebildet ist, aus der ersten Abbildung die Lage zweiter Punkte im ersten Hilfsbild bezüglich des ersten Punktes bestimmbar ist. In der ersten Abbildung wird dann ein scharf abgebildeter zweiter Punkt des ersten Hilfsbildes bestimmt. Anschließend wird die Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes bestimmt und schließlich aus der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes und dem ersten Neigungswinkel der ersten Hilfsebene die Fokusabweichung ermittelt.According to the invention, it is provided for this purpose that the first auxiliary image has a first point with a predetermined first position in the first auxiliary image which, when correctly focused on the line of intersection between the focal plane of the objective device tion and the auxiliary plane is located, ie, when correctly focused is sharply imaged by the lens device. The first auxiliary image is further provided with a structure which is formed such that the position of second points in the first auxiliary image with respect to the first point can be determined from the first image. In the first figure, a sharply imaged second point of the first auxiliary image is then determined. Subsequently, the position of the second point with respect to the first point is determined, and finally determined from the position of the second point with respect to the first point and the first inclination angle of the first auxiliary plane, the focus deviation.

Wie bereits erwähnt, wird hierdurch in vorteilhafter Weise erreicht, dass aus der Aufnahme einer einzigen ersten Abbildung sofort der Betrag und die Richtung der Fokusabweichung ermittelt werden können. Es ist keine weitere Aufnahme einer ersten Abbildung erforderlich, sodass beispielsweise die exakte Fokussierung der optischen Anordnung unmittelbar anhand der aus einer einzigen Aufnahme ermittelten Fokusabweichung erfolgen kann. Hierdurch können erheblich kürzere Taktzeiten erzielt werden.As already mentioned, is thereby achieved in an advantageous manner that from the recording a single first figure instantly the amount and the direction the focus deviation can be determined. It is not another Recording a first image is required, so for example the exact focusing of the optical arrangement directly based the determined from a single shot focus deviation can. This allows considerably shorter Cycle times are achieved.

Es versteht sich, dass der erste Neigungswinkel der ersten Hilfsebene bei Ermittlung der Fokusabweichung aus der ersten Abbildung nicht notwendigerweise unmittelbar in die erforderlichen Berechnungen einfließen muss. So kann bei einem unveränderlichen ersten Neigungswinkel der ersten Hilfsebene beispielsweise vorgesehen sein, dass für die unterschiedlichen Punkte des ersten Hilfsbildes unter Verwendung des ersten Neigungswinkels vorab eine Matrix mit den jeweils zugehörigen Fokusabweichungen berechnet wurde. Zur Bestimmung der aktuellen Fokusabweichung wird dann nach Ermittlung der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes lediglich auf diese Matrix zugegriffen.It It is understood that the first tilt angle of the first auxiliary plane when determining the focus deviation from the first figure not necessarily directly into the required calculations flow in got to. So can with a steady first inclination angle of the first auxiliary plane, for example, provided be that for the different points of the first auxiliary image using of the first inclination angle in advance a matrix with the respectively associated focus deviations was calculated. To determine the current focus deviation is then after determining the location of the second point with respect to the first Just accessed this matrix.

Bei Varianten der Erfindung, bei denen eine Verstellung des Neigungswinkels der ersten Hilfsebene möglich ist, fließt der erste Neigungswinkel bevorzugt direkt in die Berechnungen zur Bestimmung der Fokusabweichung ein. Eine solche Verstellung des ersten Neigungswinkels kann beispielsweise vorgesehen sein, um den Fangbereich bei der Fokussierung zu verändern, also den Bereich der Fokusabweichung, innerhalb dessen die Fokusabweichung noch bestimmbar ist. So kann durch eine Erhöhung des ersten Neigungswinkels ein größerer Fangbereich erzielt werden.at Variants of the invention in which an adjustment of the angle of inclination the first auxiliary level possible is, flows the first inclination angle prefers directly into the calculations for Determination of the focus deviation. Such an adjustment of the first inclination angle can be provided, for example, to the Focusing range to change in the focus, so the range of Focus deviation, within which the focus deviation can still be determined is. So can by an increase of the first angle of inclination a larger catch area be achieved.

Das erste Hilfsbild kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass aus der ersten Abbildung die Lage des scharf abgebildeten zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes ermittelt werden kann. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Hilfsbild in eine ausreichend große Anzahl von Bereichen unterteilt ist oder eine ausreichend große Anzahl von Punkten aufweist, von denen jeder für sich eine auf optischem Wege erfassbare Information über seine Lage bezüglich des ersten Punktes aufweist. So kann beispielsweise jedem dieser Bereiche bzw. Punkte eine optisch erfassbare Kodierung zugeordnet sein, die eine Information über die Lage bezüglich des ersten Punktes enthält.The first auxiliary picture can basically be designed arbitrarily. It just has to be ensured that from the first figure the position of the sharply imaged second Point regarding of the first point can be determined. For this purpose, for example be provided that the first auxiliary image in a sufficiently large number is divided by areas or a sufficiently large number of points, each of which is one by itself optically recordable information about his situation regarding of the first point. For example, each of these Areas or points associated with an optically detectable coding be an information about the situation regarding of the first point.

Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit besonders einfach gestalteten ersten Hilfsbildern ist vorgesehen, dass das erste Hilfsbild in der ersten Hilfsebene ein wenigstens in einer ersten Richtung periodisches Muster aufweist. Bei diesen Varianten lässt sich zusätzlich die Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes besonders einfach durch Abzählen der Perioden bestimmen, wenn das eine vorgegebene Anzahl von Perioden umfassende erste Hilfsbild in der ersten Abbildung vollständig abgebildet ist. Es muss mit anderen Worten aus der ersten Abbildung nur die Nummer der Periode bestimmt werden, welcher der zweite Punkt angehört, um die Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes zu bestimmen, der ebenfalls einer Periode mit einer vorgegebenen Nummer angehört.at preferred variants of the method according to the invention with particular simply designed first auxiliary pictures is provided that the first auxiliary image in the first auxiliary level at least in one first direction has periodic pattern. In these variants let yourself additionally the location of the second point with respect determine the first point particularly easily by counting the periods, if the first auxiliary picture comprising a predetermined number of periods in the first picture completely is shown. It has to be in other words from the first illustration only the number of the period to be determined, which is the second point belongs, about the location of the second point with respect to the first point also determine a period with a given number belongs.

Die Bestimmung des scharf abgebildeten zweiten Punktes in der ersten Abbildung kann in beliebiger bekannter Weise erfolgen. So kann dank der bekannten Gestaltung des Musters des ersten Hilfsbildes beispielsweise eine herkömmliche Analyse der Bildschärfe bzw. des Bildkontrastes erfolgen.The Determination of the sharp second point in the first Illustration can be done in any known manner. So thanks the known design of the pattern of the first auxiliary image, for example a conventional one Analysis of the image sharpness or the image contrast.

Vorzugsweise ist bei den Varianten mit periodischem Muster vorgesehen, dass zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung wenigstens ein Punkt des ersten Hilfsbildes ermittelt wird, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes eine vorgegebene Periodenlänge oder Ortsfrequenz aufweist. Hiermit lässt sich in einfacher Weise der zweite Punkt ermitteln, da aufgrund der Neigung der ersten Hilfsebene der scharf abgebildete Bereich des ersten Hilfsbildes dort liegt, wo das Hilfsbild in der ersten Abbildung eine Periodenlänge oder Ortsfrequenz aufweist, welche der tatsächlichen Periodenlänge oder der tatsächlichen Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes entspricht.Preferably is provided in the variants with periodic pattern that the Determining the second point from the first figure at least a point of the first auxiliary image is determined at which the pattern of the first auxiliary picture a predetermined period length or Spatial frequency has. Hereby lets easily determine the second point, because due the slope of the first auxiliary plane of the sharply imaged area of the first auxiliary picture is there, where the auxiliary picture in the first Illustration of a period length or spatial frequency, which the actual period length or the actual Spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image corresponds.

Die lokale Periodenlänge in der ersten Abbildung lässt sich dabei aus den Abständen markanter Punkte des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung bestimmen. Solche markanten Punkte stellen beispielsweise die Hell-Dunkel-Übergänge eines periodischen Schattenmusters dar, die sich in bekannter Weise identifizieren lassen. Als Kehrwert der lokalen Periodenlänge lässt sich wiederum die jeweilige lokale Ortsfrequenz bestimmen. Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen das gesamte erste Hilfsbild in der ersten Abbildung erfasst wird, genügt es dank der bekannten relativen Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes, eine auf die Länge des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung bezogene relative Ortsfrequenz zu bestimmen. Der zweite Punkt liegt dann an dem Ort, an dem diese relative Ortsfrequenz der bekannten relativen Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes entspricht.The local period length in the first image can be determined from the distances between prominent points of the first auxiliary image in the first image. Such prominent points represent, for example, the light-dark transitions of a periodic shadow pattern, which can be identified in a known manner. The reciprocal of the local period length can in turn be determined by the respective local spatial frequency. In preferred embodiments of the invention in which the entire first auxiliary image is detected in the first image, it is sufficient thanks to the known relative spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image to determine a relative to the length of the first auxiliary image in the first image relative spatial frequency. The second point is then at the location where this relative spatial frequency corresponds to the known relative spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image.

Wie oben erwähnt, kann es sich bei dem ersten Hilfsbild um ein beliebiges geeignetes Muster handeln. Ist dieses als Gitter, beispielsweise als Streifengitter, ausgebildet, muss es hierbei kein lineares Gitter mit gleich bleibender Periodenlänge sein. Vielmehr kann es sich bei dem Hilfsbild auch um ein nichtlineares Gitter handeln, dessen lokale Periodenlänge sich nach einer vorgegebenen Funktion ändert. Hierbei versteht es sich, dass die Änderung der lokalen Periodenlänge sowohl von Streifen zu Streifen als auch abschnittsweise nach einer vorgegebenen Funktion erfolgen kann. So kann es sich beispielsweise um ein nichtlineares Streifengitter handeln, dessen lokale Periodenlänge sich von Streifen zu Streifen in Form einer arithmetischen Reihe entwickelt. Auch bei diesen Ausführungen kann aufgrund der bekannten Ortsabhängigkeit der Periodenlänge dann aus der im Bereich des zweiten Punktes vorhandenen lokalen Periodenlänge bzw. Ortsfrequenz auf dessen Lage bezüglich des ersten Punktes und damit auf Betrag und Richtung der Fokusabweichungen geschlossen werden.As mentioned above, It may be in the first auxiliary image to any suitable Act patterns. Is this as a grid, for example as a strip grid, formed, it must be this no linear grid with the same period length be. Rather, the auxiliary picture may also be a nonlinear one Lattice whose local period length is determined by a given lattice Function changes. in this connection It is understood that the change the local period length both from strip to strip as well as sections after one predetermined function can be done. This can be the case, for example to trade a nonlinear strip grid whose local period length is developed from strip to strip in the form of an arithmetic series. Also in these versions can then due to the known location dependence of the period length from the local period length existing in the region of the second point or Spatial frequency with respect to its location of the first point and thus on the amount and direction of the focus deviations getting closed.

Um die oben erwähnten markanten Punkte des Hilfsbildes in der ersten Abbildung einfach und zuverlässig zu bestimmen, ist bevorzugt vorgesehen, dass in der ersten Abbildung der Lichtintensitätsverlauf des Musters des ersten Hilfsbildes entlang wenigstens einer ersten Linie analysiert wird, wobei wenigstens eine erste Filterung zur Beseitigung von hochfrequenten Störanteilen vorgenommen wird, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes. Die erste Linie liegt dabei bevorzugt parallel zur Projektion der ersten Richtung auf die Objektebene.Around the ones mentioned above striking points of the auxiliary picture in the first picture simple and reliable It is preferable to determine that in the first figure the light intensity course the pattern of the first auxiliary image along at least a first Line is analyzed, wherein at least a first filtering for Elimination of high-frequency interference components, their frequency is much higher is the maximum spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image. The first line is preferably parallel to the projection of first direction to the object plane.

Bei dem ersten Hilfsbild kann es sich, wie oben erwähnt, um ein beliebiges periodisches Muster handeln. Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das erste Hilfsbild ein Streifengitterbild, welches sich aufgrund seiner einfachen Geometrie in der ersten Abbildung besonders leicht analysieren lässt.at The first auxiliary image can, as mentioned above, be an arbitrary periodic one Act patterns. In preferred variants of the method according to the invention the first auxiliary picture is a striped grid picture, which is due to Particularly easy to analyze in its simple geometry in the first picture leaves.

Besonders einfach gestaltet sich die Analyse dabei, wenn das erste Hilfsbild eine besonders einfache Geometrie mit einer symmetrischen Teilung aufweist, d. h. gleiche Abstände zwischen Hell-Dunkel-Übergängen und Dunkel-Hell-Übergängen vorliegen.Especially the analysis is simple when the first auxiliary picture a particularly simple geometry with a symmetrical division has, d. H. same distances between light-dark transitions and Dark-light transitions are present.

Die Analyse vereinfacht sich bei vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens noch weiter, bei denen die Streifen des ersten Hilfsbildes parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene der Objektiveinrichtung und der ersten Hilfsebene sind, da hierbei ein so weit wie möglich unverzerrtes erstes Hilfsbild in der ersten Abbildung erzielt wird.The Analysis is simplified in advantageous developments of the method according to the invention continue, in which the strips of the first auxiliary image parallel to Cutting line between the focal plane of the lens device and of the first auxiliary level, since this is as far as possible undistorted first auxiliary image in the first image is achieved.

Wie bereits oben erwähnt, kann das erste Hilfsbild ein beliebiges Muster aufweisen, welches die Identifizierbarkeit der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes gewährleistet. Dies ist insbesondere bei den oben genannten periodischen Mustern der Fall. Bei diesen kann sich beispielsweise um ein Graustufenmuster mit einer periodischen Variation des Graustufenwertes handeln.As already mentioned above, For example, the first auxiliary image may have any pattern that the Identifiability of the position of the second point with respect to the first point guaranteed. This is especially true of the above periodic patterns the case. These can be, for example, a grayscale pattern to act with a periodic variation of the gray level value.

Bei besonders bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit besonders einfacher Analyse der ersten Abbildung ist vorgesehen, dass das erste Hilfsbild in der ersten Hilfsebene ein binäres Muster ist. Hierbei handelt es sich bevorzugt um ein binäres Schattenmuster.at particularly preferred variants of the method according to the invention with a particularly simple analysis of the first figure is provided that the first auxiliary image in the first auxiliary plane is a binary pattern is. This is preferably a binary shadow pattern.

Auch hier kann die Bestimmung des scharf abgebildeten zweiten Punktes in der ersten Abbildung wiederum in beliebiger bekannter Weise erfolgen. So kann dank der bekannten Gestaltung des Musters des ersten Hilfsbildes beispielsweise eine herkömmliche Analyse der Bildschärfe erfolgen.Also Here is the determination of the sharp second point in the first figure again in any known manner. So thanks to the well-known design of the pattern of the first auxiliary picture for example, a conventional one Analysis of the image sharpness respectively.

Bevorzugt wird dabei zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung wenigstens ein Punkt des ersten Hilfsbildes ermittelt, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes ein Kontrastmaximum aufweist.Prefers is used to determine the second point from the first figure determined at least one point of the first auxiliary image, where the Pattern of the first auxiliary image has a contrast maximum.

Um dieses Kontrastmaximum einfach und zuverlässig zu bestimmen, ist auch hier bevorzugt vorgesehen, dass in der ersten Abbildung der Lichtintensitätsverlauf des Musters des ersten Hilfsbildes entlang wenigstens einer ersten Linie analysiert wird, wobei wenigstens eine erste Filterung zur Beseitigung von hochfrequenten Störanteilen vorgenommen wird, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes. Die erste Linie liegt wiederum bevorzugt parallel zur Projektion der ersten Richtung auf die Objektebene.Around It is also easy to determine this contrast maximum simply and reliably here preferably provided that in the first figure, the light intensity curve the pattern of the first auxiliary image along at least a first Line is analyzed, wherein at least a first filtering for Elimination of high-frequency interference components, their frequency is much higher is the maximum spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image. The first line is again preferably parallel to the projection the first direction to the object plane.

Bei besonders bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Verbesserung der Ergebnisse ein bereinigter Lichtintensitätsverlauf des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung ermittelt. Dieser kann bei periodischen Mustern des ersten Hilfsbildes beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass die erste Abbildung mit einer weiteren Abbildung verglichen wird, bei der das erste Hilfsbild um eine halbe Periode verschoben ist.at particularly preferred variants of the method according to the invention To improve the results, an adjusted light intensity profile is used of the first auxiliary image in the first figure. This may, for example, in periodic patterns of the first auxiliary image be determined by the first figure with another figure is compared, in which the first auxiliary image by half a period is moved.

Bevorzugt wird zur Ermittlung des bereinigten Lichtintensitätsverlaufs ein Vergleich der ersten Abbildung mit einer durch die Objektiveinrichtung erfolgenden zweiten Abbildung des Objekts ohne darauf projiziertes erstes Hilfsbild vorgenommen. Durch Differenzbildung zwischen den Lichtintensitätsverläufen dieser beiden Abbildungen kann dann in einfacher Weise der bereinigte Lichtintensitätsverlauf ermittelt werden. Die zweite Abbildung kann dabei vor oder nach der ersten Abbildung aufgenommen werden.Prefers is used to determine the adjusted light intensity profile a comparison of the first image with one through the lens device second image of the object without projecting thereon first auxiliary picture made. By difference between the Light intensity gradients this Both images can then easily the adjusted light intensity curve be determined. The second picture may be before or after the first picture taken.

Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das erste Hilfsbild außerhalb der optischen Achse auf das Objekt projiziert wird. Hierdurch ist eine besonders einfache Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt möglich, welche ein besonders gutes Ergebnis bei der Aufnahme der ersten Abbildung ergibt, da auf die Verwendung teildurchlässiger Elemente im Strahlengang verzichtet werden kann.at Further preferred variants of the method according to the invention are provided, that the first auxiliary picture outside the optical axis is projected onto the object. This is a particularly simple projection of the first auxiliary image on the Object possible, which is a particularly good result when recording the first Figure shows, as to the use of semitransparent elements can be dispensed with in the beam path.

Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit besonders einfacher Gestaltung der zugehörigen Anordnungen zu dessen Durchführung ist vorgesehen, dass das erste Hilfsbild nach Art einer Auflicht-Beleuchtung auf das Objekt projiziert wird. Die Einkopplung des Hilfsbildes erfolgt dabei bevorzugt zwischen der Objektiveinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung.at further preferred variants of the method according to the invention with particular simple design of the associated Arrangements for its implementation it is provided that the first auxiliary image in the manner of reflected-light illumination projected onto the object. The coupling of the auxiliary image takes place preferably between the objective device and the receiving device.

Bei anderen bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das erste Hilfsbild nach Art einer Durchlicht-Beleuchtung auf das Objekt projiziert wird. Die Einkopplung des ersten Hilfsbildes erfolgt hier dann bevorzugt in der Leuchtfeldblendenebene.at other preferred variants of the method according to the invention are provided, that the first auxiliary image in the manner of a transmitted light illumination on the object is projected. The coupling of the first auxiliary picture This is done here preferably in the field diaphragm level.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Fokussierung einer optischen Anordnung, insbesondere eines Mikroskops, bei der Abbildung eines Objekts mit einer eine Objektiveinrichtung zur Abbildung des Objekts umfassenden optischen Anordnung. Bei diesem Verfahren wird zunächst die Fokusabweichung ermittelt und dann in Abhängigkeit von der ermittelten Fokusabweichung der Abstand zwischen der Objektiveinrichtung und dem Objekt verändert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Fokusabweichung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung der Fokusabweichung ermittelt wird. Mit diesem Verfahren lassen sich die oben beschriebenen Vorteile, insbesondere die schnelle Fokussierung der optischen Anordnung, gleichermaßen realisieren, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen werden soll.The The present invention further relates to a method of focusing an optical arrangement, in particular a microscope, in the image an object with an objective device for imaging the image Object comprehensive optical arrangement. In this method is first determines the focus deviation and then depending on the determined Focus deviation of the distance between the lens device and the Object changed. According to the invention, it is provided that the focus deviation with the inventive method for determining the focus deviation is determined. With this method can be the advantages described above, in particular the fast focusing the optical arrangement, alike, so here only on the above statements should be referenced.

Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fokussierung wird aus der ermittelten Fokusabweichung ein Geschwindigkeitsprofil für die Verstellbewegung zwischen der Objektiveinrichtung und dem Objekt ermittelt wird. Hierbei kann es sich um beliebige Geschwindigkeitsprofile handeln, die nach beliebigen vorgebbaren Kriterien ermittelt werden. So kann beispielsweise bei der Ermittlung des Geschwindigkeitsprofils die Anforderung berücksichtigt werden, dass eine minimale Belastung des Objekts oder der optischen Anordnung erfolgt. Ebenso kann die Einhaltung von Beschleunigungsgrenzen berücksichtigt werden.at a preferred variant of the method according to the invention for focusing the determined focus deviation becomes a velocity profile for the Adjustment movement between the objective device and the object is determined. This can be any speed profile act, which are determined according to any predetermined criteria. For example, when determining the velocity profile considered the requirement be that a minimal load of the object or the optical Arrangement takes place. Similarly, compliance with acceleration limits considered become.

Bei vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fokussierung mit minimalen Taktzeiten wird das Geschwindigkeitsprofil derart ermittelt, dass sich eine minimale Verstellzeit ergibt. Hierbei kann beispielsweise ein entsprechender Minimale-Verstellzeit-Algorithmus angewendet werden.at advantageous developments of the method according to the invention for focusing with minimal cycle times, the speed profile becomes like this determines that there is a minimum adjustment time. in this connection For example, a corresponding minimum adjustment time algorithm be applied.

Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zusätzlich zu dem ersten Hilfsbild ein weiteres, zweites Hilfsbild auf das Objekt projiziert wird. Dieses zweite Hilfsbild wird dabei auf eine zur Fokusebene der Objektiveinrichtung um einen vorgegebenen zweiten Neigungswinkel geneigte zweite Hilfsebene scharf projiziert. Dieses zweite Hilfsbild kann wie das vorstehend beschriebene erste Hilfsbild ausgestaltet, erzeugt und analysiert werden. Es kann zum einen dazu genutzt werden, eine zweite Bestimmung der Richtung und Betrag der Fokusabweichung vorzunehmen, die dann zur Überprüfung der ersten Bestimmung der Richtung und Betrag der Fokusabweichung aus dem ersten Hilfsbild herangezogen wird. Hierbei kann das Muster des zweiten Hilfsbildes dem Muster des ersten Hilfsbildes entsprechen, es kann aber auch von diesem abweichen.at Further preferred variants of the method according to the invention are provided, that in addition to the first auxiliary picture another, second auxiliary picture on the Object is projected. This second auxiliary image is on a to the focal plane of the lens device by a predetermined second Tilt angle inclined second auxiliary plane projected sharp. This second auxiliary image may be like the first auxiliary image described above be designed, generated and analyzed. It can do that for one thing be used, a second determination of direction and amount of Focus deviation, which then to check the first determination the direction and amount of focus deviation from the first auxiliary image is used. Here, the pattern of the second auxiliary image the pattern of the first auxiliary picture, but it can also deviate from this.

Das zweite Hilfsbild kann grundsätzlich an beliebiger Stelle auf das Objekt projiziert werden. Bevorzugt wird es in der Nähe des ersten Hilfsbildes, beispielsweise unmittelbar neben dem ersten Hilfsbild, auf das Objekt projiziert, wodurch es zumindest möglich ist, ein und dieselbe Projektionseinrichtung für die Erzeugung des ersten Hilfsbildes und des zweiten Hilfsbildes zu verwenden.The second auxiliary picture can basically be projected anywhere on the object. Prefers it will be close the first auxiliary image, for example, immediately adjacent to the first Auxiliary picture projected onto the object, whereby at least it is possible one and the same projection device for the production of the first Auxiliary image and the second auxiliary image to use.

Der zweite Neigungswinkel der zweiten Hilfsebene kann dem ersten Neigungswinkel der ersten Hilfsebene entsprechen. Bevorzugt ist der zweite Neigungswinkel jedoch größer als der erste Neigungswinkel. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise der Fangbereich einer automatischen Fokussierung erhöht werden. So kann mit Hilfe des zweiten Hilfsbildes eine Grobeinstellung der Fokussierung erfolgen, während dann unter Verwendung des Hilfsbildes eine Feineinstellung erfolgt. Für die Grobeinstellung kann dabei beispielsweise ein gröberes Gitter verwendet werden als für die Feineinstellung.Of the second inclination angle of the second auxiliary plane may be the first inclination angle correspond to the first auxiliary level. The second angle of inclination is preferred but bigger than the first inclination angle. This can advantageously the Catch range of an automatic focus can be increased. So with help the second auxiliary image, a coarse adjustment of the focus, while then Fine adjustment is made using the auxiliary image. For coarse adjustment can, for example, a coarser Lattices are used as for the fine adjustment.

Sowohl bei der Grobeinstellung als auch bei der Feineinstellung können die oben beschriebenen Vorgehensweisen zu Ermittlung von Betrag und Richtung der Fokusabweichung angewandt werden.Both in coarse adjustment as well as in For fine tuning, the procedures described above for determining the amount and direction of focus deviation may be applied.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine optische Anordnung, insbesondere ein Mikroskop, mit einer Objektiveinrichtung zur Abbildung eines auf einem Objektträger angeordneten Objekts, einer der Objektiveinrichtung zugeordneten Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der Abbildung des Objekts und einer mit der Aufnahmeeinrichtung verbundenen Fokussiereinrichtung. Die Fokussierungsrichtung weist eine Projektionseinrichtung zur Projektion eines ersten Hilfsbildes auf das Objekt auf. Weiterhin ist die Fokussierungsrichtung zumindest zur Bestimmung der Fokusabweichung unter Verwendung einer durch die Objektiveinrichtung erfolgenden, durch die Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen ersten Abbildung des Objekts mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild ausgebildet.The The present invention further relates to an optical arrangement, in particular a microscope, with an objective device for imaging one on a slide arranged object, one of the lens device associated Recording device for receiving the image of the object and a Focusing device connected to the receiving device. The Focusing direction has a projection device for the projection of a first auxiliary picture on the object. Furthermore, the focusing direction at least for determining the focus deviation using a through take the lens device, by the receiving device recorded first image of the object with the projected on it formed first auxiliary picture.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Hilfsbild auf eine zur Fokusebene der Objektiveinrichtung um einen vorgegebenen ersten Neigungswinkel geneigte imaginäre erste Hilfsebene scharf projiziert ist. Das erste Hilfsbild weist weiterhin einen ersten Punkt mit einer vorgegebenen ersten Position im ersten Hilfsbild auf, der bei korrekter Fokussierung auf der Schnittlinie zwischen der Fokusebene der Objektiveinrichtung und der ersten Hilfsebene liegt. Schließlich ist das erste Hilfsbild derart ausgebildet, dass aus der ersten Abbildung die Lage eines zweiten Punktes im ersten Hilfsbild bezüglich des ersten Punktes bestimmbar ist.According to the invention, it is provided that the first auxiliary image on a focal plane of the lens device imaginary first inclined by a predetermined first inclination angle Auxiliary level is sharply projected. The first auxiliary picture also has a first point with a predetermined first position in the first auxiliary image on, with the correct focus on the cutting line between the focal plane of the lens device and the first auxiliary plane lies. After all is the first auxiliary image formed such that from the first Illustration shows the position of a second point in the first auxiliary picture with respect to the first point is determinable.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Fokussiereinrichtung zur Bestimmung eines scharf abgebildeten zweiten Punktes des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung ausgebildet ist. Zudem ist die Fokussiereinrichtung zur Bestimmung der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes und zur Bestimmung der Fokusabweichung aus der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes und dem ersten Neigungswinkel der ersten Hilfsebene ausgebildet.According to the invention is still provided that the focusing device for determining a sharp mapped second point of the first auxiliary image in the first Figure is formed. In addition, the focusing device for Determining the position of the second point with respect to the first point and for determining the focus deviation from the position of the second point in terms of of the first point and the first inclination angle of the first auxiliary plane educated.

Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Mit ihr lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile in dem selben Maße erzielen, sodass auch hier lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen werden soll.The inventive arrangement is suitable for implementation the method according to the invention. With it can be the above in connection with the method according to the invention achieve the same benefits, so here too only on the above statements should be referenced.

Zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung ist die Fokussiereinrichtung vorzugsweise zur Ermittlung wenigstens eines Punktes des ersten Hilfsbildes ausgebildet, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes eine vorgegebene Periodenlänge oder Ortsfrequenz aufweist, wie dies bereits oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurde.to Determining the second point from the first figure is the Focusing device preferably for determining at least one Point of the first auxiliary image formed on the pattern of the first auxiliary image has a predetermined period length or spatial frequency, as already mentioned above in connection with the method according to the invention has been described.

Und bei der Analyse des Lichtintensitätsverlaufs des Musters des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung hochfrequente Störanteile zur eliminieren, weist die Fokussiereinrichtung bevorzugt wenigstens eine erste Filtereinrichtung zur Beseitigung von hochfrequenten Störanteilen auf, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes.And in the analysis of the light intensity pattern of the pattern of the first auxiliary image in the first figure high-frequency interference components To eliminate, the focusing preferably has at least one first filter device for the removal of high-frequency interference components on, whose frequency is much higher is the maximum spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image.

Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen optischen Anordnung ist zur einfachen Erzeugung des ersten Hilfsbildes vorgesehen, dass die Projektionseinrichtung einen ersten Hilfsbildträger mit einem dem Muster des ersten Hilfsbildes entsprechenden Projektionsmuster und eine dem ersten Hilfsbildträger zumindest zeitweise zugeordnete Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Projektionsmusters umfasst. Hierdurch kann in einfacher Weise durch Beleuchtung des Projektionsmusters ein erstes Hilfsbild mit einem entsprechenden Muster auf das Objekt projiziert werden.at preferred variants of the optical arrangement according to the invention for easy generation of the first auxiliary image provided that the projection device with a first auxiliary image carrier a projection pattern corresponding to the pattern of the first auxiliary image and a first auxiliary image carrier at least temporarily assigned lighting device for lighting of the projection pattern. This can be done in a simple way by illumination of the projection pattern with a first auxiliary image be projected onto the object in a corresponding pattern.

Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung und der erste Hilfsbildträger zumindest zeitweise im Beleuchtungs- und/oder Abbildungsstrahlengang der Anordnung angeordnet sind, um die Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt zu erzeugen. Um eine einfachere Gestaltung zu erzielen, umfasst die Projektionseinrichtung vorzugsweise jedoch eine der Beleuchtungseinrichtung und dem ersten Hilfsbildträger zugeordnete Umlenkeinrichtung, beispielsweise einen Umlenkspiegel, die zumindest zeitweise im Beleuchtungs- und/oder Abbildungsstrahlengang der Anordnung angeordnet ist.in this connection can be provided that the lighting device and the first Auxiliary image carrier at least temporarily in the illumination and / or imaging beam path of the arrangement are arranged to the projection of the first auxiliary image on the object to create. To achieve a simpler design, includes the projection device, however, preferably one of the illumination device and the first auxiliary picture carrier associated deflection device, for example a deflection mirror, the at least temporarily in the illumination and / or imaging beam path of the Arrangement is arranged.

Um in einfacher Weise eine scharfe Projektion des ersten Hilfsbildes auf die erste Hilfsebene zu erzielen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Projektionseinrichtung eine Projektionsachse aufweist und die Ebene des Projektionsmusters um eine erste Schwenkachse um den vorgegebenen ersten Neigungswinkel zur Normalebene der Projektionsachse geneigt ist.Around in a simple way, a sharp projection of the first auxiliary image to achieve the first auxiliary level is preferably provided that the projection device has a projection axis and the Level of the projection pattern about a first pivot axis about the predetermined inclined first angle to the normal plane of the projection axis is.

Vorzugsweise ist die erste Schwenkachse parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene der Objektiveinrichtung und der ersten Hilfsebene. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein möglichst verzerrungsfreies erstes Hilfsbild in der ersten Abbildung erzielt. Dabei liegt die erste Schwenkachse bevorzugt in einer zur Fokusebene des Objektives konjugierten Ebene, sodass der dem ersten Punkt entsprechende Punkt des Projektionsmusters auf der ersten Schwenkachse liegt.Preferably is the first pivot axis parallel to the intersection between the Focus plane of the lens device and the first auxiliary plane. hereby is advantageously a possible distortion-free first Auxiliary image obtained in the first image. This is the first Pivot axis preferably in a conjugate to the focal plane of the lens Plane, so the point corresponding to the first point of the projection pattern lies on the first pivot axis.

Um Abbildungen des Objekts ohne das erste Hilfsbild aufnehmen zu können, ist die Projektionseinrichtung bevorzugt so ausgebildet, dass das erste Hilfsbild wahlweise auf das Objekt projiziert werden kann.To be able to take pictures of the object without the first auxiliary picture, the project is onseinrichtung preferably designed so that the first auxiliary image can be selectively projected onto the object.

Dies kann auf beliebige Weise erfolgen. Bevorzugt umfasst die Projektionseinrichtung eine Umlenkeinrichtung, die zur zumindest zeitweisen Anordnung im Projektionsstrahlengang und bei Anordnung im Projektionsstrahlengang zur Umlenkung der von dem Projektionsmuster ausgehenden Lichtstrahlen auf das Objekt ausgebildet und angeordnet ist.This can be done in any way. The projection device preferably comprises a deflection device for at least temporary arrangement in Projection beam path and when arranged in the projection beam path for deflecting the light rays emanating from the projection pattern the object is formed and arranged.

Hierzu weist die Umlenkeinrichtung vorzugsweise eine zweite Schwenkachse auf, über die sie in den Projektionsstrahlengang einschwenkbar ist. Bei einer solchen Umlenkeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen in den Projektionsstrahlengang und den Beleuchtungs- und/oder Abbildungsstrahlengang der Anordnung verschwenkbaren Umlenkspiegel oder dergleichen handeln.For this the deflection device preferably has a second pivot axis up, over which it can be pivoted into the projection beam path. At a such deflection may be, for example, a in the projection beam and the illumination and / or imaging beam path the arrangement pivotable deflection mirror or the like act.

Um das oben bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Streifengitter als erstes Hilfsbild zu erzeugen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Projektionsmuster ein Streifengitter ist. Dieses weist zur Erzielung der oben beschriebenen Vorteile vorzugsweise wiederum eine symmetrische Teilung auf.Around the above already in connection with the method according to the invention is to generate stripe grid described as the first auxiliary image is preferably provided that the projection pattern is a strip grid is. This points to achieving the advantages described above preferably in turn a symmetrical division.

Bei weiteren vorteilhaften Varianten der erfindungsgemäßen optischen Anordnung ist zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung vorgesehen, dass die Fokussiereinrichtung zur Ermittlung wenigstens eines Punktes des ersten Hilfsbildes ausgebildet ist, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes ein Kontrastmaximum aufweist, wie dies oben bereits ausführlich beschrieben wurde.at further advantageous variants of the optical according to the invention Arrangement is to determine the second point from the first Figure provided that the focusing device for detection is formed at least one point of the first auxiliary image, where the pattern of the first auxiliary image has a contrast maximum, as detailed above has been described.

Zur ebenfalls bereits oben beschriebenen Ermittlung des bereinigten Lichtintensitätsverlaufs des ersten Hilfsbildes ist bei bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen optischen Anordnung vorgesehen, dass die Fokussiereinrichtung zum Vergleich der ersten Abbildung mit einer durch die Objektiveinrichtung erfolgenden zweiten Abbildung des Objekts ohne darauf projiziertes erstes Hilfsbild ausgebildet ist.to likewise already described above determination of the adjusted Light intensity course of the first auxiliary image is in preferred developments of the optical inventive Arrangement provided that the focusing device for comparison the first image with a taking place by the lens device second image of the object without first auxiliary image projected thereon is trained.

Um eine besonders gute Qualität der ersten Abbildung zu erzielen ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Projektionseinrichtung zur Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt außerhalb der optischen Achse ausgebildet ist.Around a particularly good quality The first figure is preferably provided that the projection device for the projection of the first auxiliary image on the object outside the optical axis is formed.

Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen optischen Anordnung ist die Projektionseinrichtung zur Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt nach Art einer Auflicht-Beleuchtung ausgebildet. Vorzugsweise ist die Projektionseinrichtung dann zur Einkopplung des ersten Hilfsbildes im Abbildungsstrahlengang zwischen der Objektiveinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung ausgebildet. Hierzu kann die Projektionseinrichtung oder zumindest ein Teil von ihr zumindest zeitweise im Abbildungsstrahlengang angeordnet sein.at preferred variants of the optical arrangement according to the invention the projection device for the projection of the first auxiliary image formed on the object in the manner of incident light illumination. Preferably is the projection device then for coupling the first auxiliary image in the imaging beam path between the lens device and the Receiving device formed. For this purpose, the projection device or at least a part of it at least temporarily in the imaging beam path be arranged.

Bei anderen bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen optischen Anordnung ist die Projektionseinrichtung zur Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt nach Art einer Durchlicht-Beleuchtung ausgebildet. Bevorzugt ist die Projektionseinrichtung hierbei dann zur Einkopplung des ersten Hilfsbildes in den Objektbeleuchtungsstrahlengang in der Leuchtfeldblendenebene ausgebildet. Hierzu kann die Projektionseinrichtung oder zumindest ein Teil von ihr zumindest zeitweise im Objektbeleuchtungsstrahlengang angeordnet sein.at other preferred variants of the optical arrangement according to the invention the projection device for the projection of the first auxiliary image the object formed in the manner of transmitted light illumination. Prefers If this is the projection device then for coupling the first auxiliary image in the object illumination beam path in the field diaphragm plane educated. For this purpose, the projection device or at least a part of it at least temporarily in the object illumination beam path be arranged.

Um eine Autofokus-Funktion zu realisieren, weist die Fokussiereinrichtung bei vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen optischen Anordnung eine mit der Objektiveinrichtung verbundene Stelleinrichtung auf, die zur Verstellung des Abstands zwischen der Objektiveinrichtung und dem Objekt in Abhängigkeit von der ermittelten Fokusabweichung ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Stelleinrichtung zu diesem Zweck auch mit dem Objektträger verbunden sein.Around to realize an autofocus function, the focusing means in advantageous embodiments of the optical inventive Arrangement associated with the lens device actuating device on, which is used to adjust the distance between the lens device and the object in dependence is formed by the determined focus deviation. Additionally or Alternatively, the adjusting device for this purpose with the slides be connected.

Die Fokussiereinrichtung ist hierbei dann bevorzugt zur Ermittlung eines Geschwindigkeitsprofils für die Verstellbewegung der Stelleinrichtung aus der ermittelten Fokusabweichung ausgebildet, wie dies oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits ausführlich beschrieben wurde. Vorzugsweise ist auch hier wiederum die Fokussiereinrichtung zur Ermittlung des Geschwindigkeitsprofils mit minimaler Verstellzeit ausgebildet.The Focusing device is then preferred for determining a Speed profiles for the adjustment of the actuator from the determined focus deviation formed, as above in connection with the inventive method already in detail has been described. Preferably, the focusing device is also here again for determination of the velocity profile with minimum adjustment time educated.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen optischen Anordnung weist die Fokussiereinrichtung eine Projektionseinrichtung zur Projektion eines zweiten Hilfsbildes auf das Objekt auf, wobei das zweite Hilfsbild auf eine zur Fokusebene der Objektiveinrichtung um einen vorgegebenen zweiten Neigungswinkel geneigte zweite Hilfsebene scharf projiziert ist. Hiermit lässt sich das oben beschriebene zweite Hilfsbild erzeugen.at further preferred embodiments the optical inventive Arrangement, the focusing device comprises a projection device for projecting a second auxiliary image onto the object, wherein the second auxiliary image on a focal plane of the lens device second auxiliary plane inclined by a predetermined second inclination angle is sharply projected. Hereby can be generate the second auxiliary image described above.

Die Projektionseinrichtung zur Projektion des zweiten Hilfsbildes kann wie die oben ausführlich geschilderte Projektionseinrichtung zur Projektion des ersten Hilfsbildes ausgebildet sein. Es versteht sich hierbei, dass die Projektionseinrichtung, die zur Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt verwendet wird, auch zur Projektion des zweiten Hilfsbildes ausgebildet sein kann. Ebenso ist es natürlich auch möglich, eine gesonderte Projektionseinrichtung zur Projektion des zweiten Hilfsbildes auf das Objekt vorzusehen.The projection device for the projection of the second auxiliary image, like the projection device described in detail above, can be designed to project the first auxiliary image. It goes without saying here that the projection device which is used to project the first auxiliary image onto the object can also be designed to project the second auxiliary image. Likewise, it is of course also possible to have a separate projection device for projecting the second auxiliary image onto the object watching.

Bevorzugt umfasst die betreffende Projektionseinrichtung einen zweiten Hilfsbildträger mit einem dem Muster des zweiten Hilfsbildes entsprechenden Projektionsmuster und eine dem zweiten Hilfsbildträger zumindest zeitweise zugeordnete Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Projektionsmusters.Prefers the relevant projection device comprises a second auxiliary image carrier a projection pattern corresponding to the pattern of the second auxiliary image and a second auxiliary image carrier at least temporarily assigned lighting device for lighting of the projection pattern.

Der zweite Neigungswinkel der zweiten Hilfsebene kann dem ersten Neigungswinkel der ersten Hilfsebene entsprechen. Bevorzugt ist der zweite Neigungswinkel jedoch größer als der erste Neigungswinkel. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise der Fangbereich einer automatischen Fokussierung die Fokussiereinrichtung erhöht werden. So kann durch die Fokussiereinrichtung mit Hilfe des zweiten Hilfsbildes eine Grobeinstellung der Fokussierung erfolgen, während dann unter Verwendung des Hilfsbildes eine Feineinstellung erfolgt. Für die Grobeinstellung kann dabei beispielsweise ein gröberes Gitter verwendet werden als für die Feineinstellung.Of the second inclination angle of the second auxiliary plane may be the first inclination angle correspond to the first auxiliary level. The second angle of inclination is preferred but bigger than the first inclination angle. This can advantageously the Capture range of an automatic focus the focusing device elevated become. Thus, by the focusing means with the aid of the second auxiliary image a coarse adjustment of the focusing done while then Fine adjustment is made using the auxiliary image. For coarse adjustment can, for example, a coarser Lattices are used as for the fine adjustment.

Wie bereits oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, können durch die Fokussiereinrichtung sowohl bei der Grobeinstellung als auch bei der Feineinstellung die oben beschriebenen Vorgehensweisen zu Ermittlung von Betrag und Richtung der Fokusabweichung angewandt werden.As already above in connection with the method according to the invention explains can through the focusing device both in the coarse adjustment as well fine tuning the procedures described above Determination of amount and direction of focus deviation applied become.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigenFurther preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims or the following description of a preferred embodiment, which to the attached drawings Refers. Show it

1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a schematic representation of a preferred embodiment of the optical arrangement according to the invention for carrying out the method according to the invention;

2 eine schematische Ansicht eines Details der Ausführung aus 1; 2 a schematic view of a detail of the embodiment 1 ;

3A eine schematische Ansicht eines Projektionsmusters zur Erzeugung des ersten Hilfsbildes der Ausführung aus 1; 3A a schematic view of a projection pattern for generating the first auxiliary image of the embodiment 1 ;

3B den Lichtintensitätsverlauf des ersten Hilfsbildes aus 3A in der ersten Hilfsebene; 3B the light intensity profile of the first auxiliary image 3A in the first auxiliary level;

3C den Lichtintensitätsverlauf des ersten Hilfsbildes aus 3A in der ersten Abbildung 3C the light intensity profile of the first auxiliary image 3A in the first picture

4 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 4 a schematic representation of another preferred embodiment of the optical arrangement according to the invention for carrying out the method according to the invention;

5 eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5 a schematic representation of another preferred embodiment of the optical arrangement according to the invention for carrying out the method according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Anordnung in Form eines okularlosen Mikroskops 1, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the optical arrangement according to the invention in the form of an eyepieceless microscope 1 with which the method according to the invention is carried out.

Das Mikroskop 1 umfasst eine Objektiveinrichtung in Form eines durch eine einzige Linse angedeuteten Objektivs 2 mit einer Fokusebene 2.1 und einer optischen Achse 2.2. Durch dieses Objektiv wird ein auf einem Objektträger 3 angeordnetes Objekt 4 auf die Detektoroberfläche 5.1 einer Abbildungseinrichtung in Form eines Detektors 5 abgebildet, der die Abbildung des Objekts 4 aufnimmt.The microscope 1 comprises an objective device in the form of an objective indicated by a single lens 2 with a focal plane 2.1 and an optical axis 2.2 , This lens turns one onto a slide 3 arranged object 4 on the detector surface 5.1 an imaging device in the form of a detector 5 imaged the image of the object 4 receives.

Das Mikroskop 1 umfasst weiterhin eine Fokussiereinrichtung 6 mit einer Projektionseinrichtung 7, einer mit dem Detektor 5 verbundenen Verarbeitungseinheit 8 und einer mit der Verarbeitungseinheit 8 und dem Objektträger 3 verbundenen Stelleinrichtung 9 zum Fokussieren des Mikroskops 1 durch Verstellen des Abstands zwischen dem Objektiv 2 und dem Objekt 4 entlang der durch den Doppelpfeil 10 angedeuteten Richtung.The microscope 1 further comprises a focusing device 6 with a projection device 7 , one with the detector 5 connected processing unit 8th and one with the processing unit 8th and the slide 3 connected adjusting device 9 for focusing the microscope 1 by adjusting the distance between the lens 2 and the object 4 along the by the double arrow 10 indicated direction.

Über eine mit der Verarbeitungseinheit 8 verbundene Schnittstelleneinrichtung in Form eines Computers 1.1 mit Tastatur und Monitor wird zum einen die aufgenommene Abbildung an den Benutzer des Mikroskops 1 ausgegeben. Zum anderen kann der Benutzer über die Tastatur Einfluss auf das Mikroskop nehmen. So kann er damit beispielsweise die Stelleinrichtung manuell betätigen, um eine grobe und zusätzlich oder alternativ eine feine Einstellung der Fokussierung vorzunehmen.About one with the processing unit 8th connected interface device in the form of a computer 1.1 with the keyboard and the monitor, on the one hand, the recorded image is transmitted to the user of the microscope 1 output. On the other hand, the user can influence the microscope via the keyboard. So he can use it, for example, the actuator manually operated to make a rough and additional or alternatively a fine adjustment of the focus.

Um bereits automatisch eine bestimmte Grobeinstellung der Fokussierung zu erzielen ist eine mit der Verarbeitungseinheit 8 verbundene Leseeinrichtung 1.2 vorgesehen, die einen Code, beispielsweise einen Barcode, auf dem in das Mikroskop 1 eingelegten Objektträger 3 erfasst, dem eine Information über die voraussichtliche Fokuslage zu entnehmen ist. Anhand dieser Information wird dann schon vorab eine Grobeinstellung über die Stelleinrichtung 9 vorgenommen.To automatically achieve a certain coarse adjustment of the focusing is one with the processing unit 8th connected reading device 1.2 provided a code, for example a barcode, on which in the microscope 1 inserted slides 3 which contains information about the expected focus position. Based on this information, a coarse adjustment is then already in advance on the adjusting device 9 performed.

Mit der Projektionseinrichtung 7 wird nach Art einer Auflicht-Beleuchtung ein erstes Hilfsbild auf das Objekt 4 projiziert. Das erste Hilfsbild wird dabei scharf auf eine imaginäre erste Hilfsebene 11 projiziert, die einen vorgegebenen ersten Neigungswinkel α zur Fokusebene 2.1 des Objektivs 2 aufweist, die in der Darstellung aus 1 mit der Objektebene 4.1 zusammenfällt.With the projection device 7 becomes a first auxiliary image on the object in the manner of incident light illumination 4 projected. The first auxiliary image is focused on an imaginary first auxiliary plane 11 projected a given first angle of inclination α to the focal plane 2.1 of the lens 2 that in the illustration 1 with the object plane 4.1 coincides.

Wie in 1 durch die Kontur 11.1 angedeutet ist, wird das erste Hilfsbild damit also mit einer ersten Neigung auf das Objekt 4 projiziert. Dies führt dazu, dass in einer ersten Abbildung des Objekts 4 mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild das erste Hilfsbild nur an den ersten Punkten scharf abgebildet wird, an denen die erste Hilfsebene 11 die Fokusebene 2.1 schneidet. Alle übrigen Bereiche des ersten Hilfsbildes erscheinen in der ersten Abbildung unscharf, wobei der Grad der Unschärfe mit zunehmender Entfernung von den ersten Punkten zunimmt.As in 1 through the contour 11.1 is hinted, so the first auxiliary image so that with a first inclination on the object 4 projected. This results in that in a first picture of the object 4 with the first auxiliary image projected thereon, the first auxiliary image is sharply imaged only at the first points at which the first auxiliary plane 11 the focal plane 2.1 cuts. All other areas of the first auxiliary image appear blurred in the first image, with the degree of blurring increasing with increasing distance from the first points.

2 zeigt einen Zustand der Anordnung aus 1, bei dem die Objektebene 4.1 nicht mit der Fokusebene zusammenfällt, also eine bestimmte Fokusabweichung F vorliegt. Während bei korrekter Fokuslage, die durch die gestrichelte Linie 13 und den Punkt P1' angedeutet ist, ein erster Punkt P1' des ersten Hilfsbildes mit bekannter Lage im ersten Hilfsbild in der ersten Abbildung scharf erscheint, erscheint bei der ersten Abbildung mit der Fokusabweichung F ein zweiter Punkt P2 scharf in der ersten Abbildung. Dieser zweite Punkt P2 liegt dabei auf der Schnittlinie zwischen der ersten Hilfsebene 11 und der Fokusebene 2.1. 2 shows a state of the arrangement 1 in which the object plane 4.1 does not coincide with the focal plane, so there is a certain focus deviation F. While at correct focus position, the dashed line 13 and the point P1 'is indicated, a first point P1' of the first auxiliary image with a known position in the first auxiliary image in the first image appears sharp, in the first image with the focus deviation F a second point P2 appears sharply in the first image. This second point P2 lies on the intersection line between the first auxiliary plane 11 and the focal plane 2.1 ,

In der Verarbeitungseinheit 8 wird, wie weiter unten noch eingehend erläutert wird, aus der durch den Detektor 5 aufgenommenen ersten Abbildung des Objekts 4 mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild ein zweiter Punkt P2 bestimmt, der in der ersten Abbildung scharf erscheint.In the processing unit 8th is, as will be explained in detail below, from the by the detector 5 recorded first image of the object 4 determined with the first auxiliary image projected thereon, a second point P2, which appears sharp in the first image.

Das Muster des ersten Hilfsbildes ist, wie weiter unten ebenfalls noch eingehend erläutert wird, so ausgebildet, dass in der Verarbeitungseinheit 8 aus der durch den Detektor 5 aufgenommenen ersten Abbildung des Objekts 4 mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild die Position dieses zweiten Punktes P2 bezüglich des ersten Punktes P1 des ersten Hilfsbildes bestimmt werden kann. Aus dieser Lage des zweiten Punktes P2 bezüglich des ersten Punktes P1 des ersten Hilfsbildes kann zusammen mit dem bekannten ersten Neigungswinkel α unmittelbar der Vektor F der Fokusabweichung, also Betrag und Richtung der Fokusabweichung durch die Verarbeitungseinheit 8 bestimmt werden.The pattern of the first auxiliary image is, as will also be explained in detail below, designed so that in the processing unit 8th out through the detector 5 recorded first image of the object 4 the position of this second point P2 with respect to the first point P1 of the first auxiliary image can be determined with the first auxiliary image projected thereon. From this position of the second point P2 with respect to the first point P1 of the first auxiliary image, together with the known first inclination angle α, the vector F of the focus deviation, that is to say the magnitude and direction of the focus deviation by the processing unit 8th be determined.

Aus diesem Vektor F der Fokusabweichung berechnet die Verarbeitungseinheit 8 sofort ein Geschwindigkeitsprofil für die Stelleinrichtung 9 und steuert diese entsprechend zur Fokussierung des Mikroskops 1 an. Das Geschwindigkeitsprofil wird dabei so berechnet, dass sich eine minimale Fokussierzeit ergibt. Mit anderen Worten ist es mit der Erfindung also möglich, anhand einer einzigen ersten Abbildung des Objekts 4 mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild eine Ansteuerung der korrekten Fokuslage vorzunehmen.The processing unit calculates the focus deviation from this vector F of the focus deviation 8th Immediately a speed profile for the actuator 9 and controls them accordingly to the focusing of the microscope 1 at. The velocity profile is calculated so that there is a minimum focusing time. In other words, it is thus possible with the invention, based on a single first image of the object 4 with the projected first auxiliary image to make a control of the correct focus position.

Um das erste Hilfsbild auf das Objekt 4 zu projizieren weist die Projektionseinrichtung 7 eine Beleuchtungseinrichtung 7.1, einen ersten Hilfsbildträger 7.2 und eine Umlenkeinrichtung in Form eines Umlenkspiegels 7.3 auf. Durch den Umlenkspiegel 7.3 wird das erste Hilfsbild an einer vorgegebenen Position im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektiv 2 und dem Detektor 5 außerhalb der optischen Achse 2.2 eingekoppelt.To the first auxiliary picture on the object 4 to project has the projection device 7 a lighting device 7.1 , a first auxiliary picture carrier 7.2 and a deflection device in the form of a deflection mirror 7.3 on. Through the deflection mirror 7.3 is the first auxiliary image at a predetermined position in the imaging beam path between the lens 2 and the detector 5 outside the optical axis 2.2 coupled.

Auf dem lichtdurchlässigen ersten Hilfsbildträger 7.2 ist ein binäres Muster in Form eines in einer ersten Richtung 15 periodischen Streifengitters 14 symmetrischer Teilung angeordnet, das lichtundurchlässige Streifen 14.1 aufweist, wie es im Ausschnitt schematisch in 3A dargestellt ist. Hierdurch wird auf das Objekt 4 ein binäres Schattenmuster als erstes Hilfsbild projiziert.On the translucent first auxiliary image carrier 7.2 is a binary pattern in the form of a in a first direction 15 periodic strip grid 14 arranged symmetrical division, the opaque strip 14.1 has, as in the cutout schematically in 3A is shown. This will affect the object 4 a binary shadow pattern is projected as a first auxiliary image.

Um das erste Hilfsbild mit dem Streifengitter scharf auf die erste Hilfsebene 11 zu projizieren ist der erste Hilfsbildträger 7.2 um den ersten Winkel α zur Normalebene 7.4 der Projektionsachse 7.5 um eine erste Schwenkachse 7.6 geneigt. Die erste Schwenkachse liegt dabei in einer zur Fokusebene 2.1 konjugierten Ebene 7.4 und verläuft parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene 2.1 und der ersten Hilfsebene 11. Die Streifen 14.1 des Streifengitters 14 verlaufen ebenfalls parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene 2.1 und der ersten Hilfsebene 11, sodass auch die Streifen des ersten Hilfsbildes hierzu parallel verlaufen und sich insgesamt eine weitestgehend verzerrungsfreie Projektion des Streifenmusters des ersten Hilfsbildes auf das Objekt 4 ergibt.Sharp the first auxiliary picture with the strip grid on the first auxiliary level 11 to project is the first auxiliary picture carrier 7.2 around the first angle α to the normal plane 7.4 the projection axis 7.5 around a first pivot axis 7.6 inclined. The first pivot axis lies in one of the focal plane 2.1 conjugate level 7.4 and runs parallel to the line of intersection between the focal plane 2.1 and the first auxiliary level 11 , The Stripes 14.1 the strip grid 14 also run parallel to the section line between the focal plane 2.1 and the first auxiliary level 11 , So that the strips of the first auxiliary image to run parallel to this and overall a largely distortion-free projection of the stripe pattern of the first auxiliary image on the object 4 results.

Das Projektionsmuster besteht im vorliegenden Beispiel aus einem Streifengitter 14 mit 1000 Linien 14.1, wobei die Schwenkachse 7.6 in der Mitte des Streifengitters 14 auf der Linie mit der Nummer 500 liegt. Der erste Punkt P1 im ersten Hilfsbild, der bei korrekter Fokuslage scharf in der ersten Abbildung erscheint, liegt damit ebenfalls auf dieser Linie 14.1 mit der Nummer 500.The projection pattern in the present example consists of a strip grid 14 with 1000 lines 14.1 , wherein the pivot axis 7.6 in the middle of the strip grid 14 is on the line with the number 500. The first point P1 in the first auxiliary image, which appears sharply in the first image when the focus position is correct, is therefore also on this line 14.1 with the number 500.

Zur Bestimmung der Position des zweiten Punktes im ersten Hilfsbild aus der ersten Abbildung wird der Lichtintensitätsverlauf des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung analysiert. Hierbei wird ein bereinigter Lichtintensitätsverlauf des ersten Hilfsbildes ermittelt, indem die erste Abbildung mit einer nach der ersten Abbildung aufgenommenen zweiten Abbildung des Objekts ohne das erste Hilfsbild verglichen wird. Um diese zweite Abbildung zu erhalten wird der Umlenkspiegel 7.3 gesteuert durch die Verarbeitungseinheit um eine zweite Schwenkachse 7.7 aus dem Abbildungsstrahlengang herausgeschwenkt. Es versteht sich hier im Übrigen, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass die zweite Abbildung vor der ersten Abbildung aufgenommen wurde.In order to determine the position of the second point in the first auxiliary image from the first image, the light intensity profile of the first auxiliary image in the first image is analyzed. In this case, an adjusted light intensity profile of the first auxiliary image is determined by comparing the first image with a second image of the object taken after the first image without the first auxiliary image. To get this second image is the deflection mirror 7.3 controlled by the processing unit about a second pivot axis 7.7 swung out of the imaging beam path. It goes without saying here that in other variants of the invention it can also be provided that the second image was taken before the first image.

Der bereinigte Lichtintensitätsverlauf wird durch eine Subtraktion der Lichtintensitätsverläufe der ersten und zweiten Abbildung ermittelt. Es versteht sich, dass hierbei zur Reduktion des Berechnungsaufwandes nur derjenige Bereich der ersten und zweiten Abbildung berücksichtigt wird, in dem in der ersten Abbildung das erste Hilfsbild zu erwarten ist.Of the adjusted light intensity course is determined by a subtraction of the light intensity profiles of the first and second Figure determined. It goes without saying that this is for the reduction the computational effort only that portion of the first and second Figure taken into account in which the first auxiliary image is to be expected in the first image.

Während sich entlang der ersten Richtung 15 in der ersten Hilfsebene 11 ein rechteckförmiger Kontrastverlauf des ersten Hilfsbildes ergibt, wie er in 3B dargestellt ist, ergibt sich aufgrund der Neigung der ersten Hilfsebene 11 zur Fokusebene und der daraus resultierenden Unschärfe bestimmter Bereiche des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung entlang der ersten Richtung 15 ein Kontrastverlauf, wie er in 3C angedeutet ist. Das absolute Kontrastmaximum 16 kennzeichnet dabei den zweiten Punkt, an dem das erste Hilfsbild in der ersten Abbildung scharf erscheint.While along the first direction 15 in the first auxiliary level 11 a rectangular contrast profile of the first auxiliary image results, as in 3B is shown results from the inclination of the first auxiliary plane 11 to the focal plane and the resulting blurring of certain areas of the first auxiliary image in the first image along the first direction 15 a contrast gradient, as in 3C is indicated. The absolute contrast maximum 16 indicates the second point at which the first auxiliary image in the first image appears sharp.

Da sich Lage des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung aufgrund der festen Position der Projektionseinrichtung 7 bezüglich des Objektivs 2 und des Detektors 5 nicht in Abhängigkeit von der Fokusabweichung ändert, kann aus der Stelle des Detektors 5, an der das Kontrastmaximum 16 detektiert wird, unmittelbar auf die Position des zweiten Punktes P2 im ersten Hilfsbild geschlossen werden.Because position of the first auxiliary image in the first image due to the fixed position of the projection device 7 with respect to the lens 2 and the detector 5 does not change depending on the focus deviation, may be from the location of the detector 5 at which the contrast maximum 16 is detected, be closed directly to the position of the second point P2 in the first auxiliary image.

Um das Kontrastmaximum 16, also den maximalen Unterschied zwischen den Lichtintensitätswerten angrenzender Pixel des Detektors 5 zu ermitteln, werden die Intensitätssignale eines rechteckförmigen Bereichs des Detektors 5 analysiert, der in Länge und Breite dem gesamten ersten Hilfsbild in der ersten Abbildung entspricht. Die Dimensionierung des Gitters ist dabei so auf den Detektor abgestimmt, dass das Abtasttheorem erfüllt ist, also auf eine Periode des Gitters in der ersten Abbildung wenigstens zwei Abtastungen durch jeweils ein Pixel des Detektors 5 kommen. Im vorliegenden Fall ist die Abstimmung so, dass wenigstens 10 Pixel des Detektors pro Gitterperiode vorgesehen sind.To the contrast maximum 16 That is, the maximum difference between the light intensity values of adjacent pixels of the detector 5 to determine the intensity signals of a rectangular area of the detector 5 analyzed, which corresponds in length and width to the entire first auxiliary image in the first figure. The dimensioning of the grating is matched to the detector in such a way that the sampling theorem is satisfied, that is to say for one period of the grating in the first image at least two scans by in each case one pixel of the detector 5 come. In the present case, the tuning is such that at least 10 pixels of the detector are provided per grating period.

Um das Kontrastmaximum 16 zu bestimmen werden die Intensitätssignale entlang des Bildes einer ersten Linie 17 in der Mitte des Gitters 14 analysiert. Alternativ kann auch zunächst über die Lichtintensitätssignale in einer Richtung 18 entlang der Streifen 14.1 integriert werden, um so einen Mittelwert zu erhalten, der dann analysiert wird.To the contrast maximum 16 to determine the intensity signals along the image of a first line 17 in the middle of the grid 14 analyzed. Alternatively, it is also possible first to use the light intensity signals in one direction 18 along the strip 14.1 integrated to obtain a mean, which is then analyzed.

Die Lichtintensitätssignale werden dann in einer Filtereinrichtung 8.1 der Verarbeitungseinheit 8 einer digitalen Filterung unterzogen, bei der unter anderem hochfrequente Störsignale herausgefiltert werden, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Gitters des Hilfsbildes in der ersten Abbildung.The light intensity signals are then in a filter device 8.1 the processing unit 8th subjected to a digital filtering, in which inter alia high-frequency interference signals are filtered out whose frequency is significantly higher than the maximum spatial frequency of the grid of the auxiliary image in the first figure.

Hierzu wird ein Bandpassfilter mit einer Mittenfrequenz f0 verwendet, die der Ortsfrequenz des Streifengitters 14 auf dem Hilsbildträger 7.2 entspricht. Die Ortsfrequenz berechnet sich dabei als Kehrwert der Periodenlänge d0 des Streifengitters 14, also dem Abstand von einem Hell-Dunkel-Übergang zum nächsten Hell-Dunkel-Übergang. Die Bandbreite des Filters wird so bestimmt, dass die oben beschriebene Filterung der Störsignale erzielt wird, ohne die Signale mit Frequenzen zu eliminieren, die von den Gittersignalen herrühren könnten.For this purpose, a bandpass filter is used with a center frequency f 0 , the spatial frequency of the strip grid 14 on the Hilsbildträger 7.2 equivalent. The spatial frequency is calculated as the reciprocal of the period length d 0 of the strip grid 14 , ie the distance from a light-dark transition to the next light-dark transition. The bandwidth of the filter is determined so as to achieve the above-described filtering of the interfering signals without eliminating the signals at frequencies that might result from the grating signals.

Aus diesen gefilterten Intensitätssignalen kann dann das Kontrastmaximum 16 bestimmt werden. Verfahren zur Bestimmung , des absoluten Kontrastmaximums sind an sich bekannt, sodass hierauf nicht näher eingegangen werden soll.From these filtered intensity signals then the contrast maximum 16 be determined. Methods for determining the absolute maximum contrast are known per se, so that will not be discussed in detail.

Wie im Folgenden erläutert wird, wird bei einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Mikroskops, das dem Mikroskop 1 aus 1 in Aufbau und Funktion entspricht, zur Bestimmung des zweiten Punktes aus den Intensitätssignalen nicht das Kontrastmaximum ermittelt sondern entlang des Bildes der ersten Linie 17 der Ort des Streifengitterbildes in der ersten Abbildung ermittelt, an dem das Streifengitterbild eine vorgegebene relative Ortsfrequenz aufweist, die der relativen Ortsfrequenz des Streifengitters 14 auf dem ersten Hilsbildträger 7.2 entspricht.As will be explained below, in another variant of the microscope according to the invention, the microscope 1 out 1 in structure and function corresponds to determine the second point from the intensity signals not the contrast maximum but along the image of the first line 17 the location of the stripe lattice image in the first image, where the stripe lattice image has a predetermined relative spatial frequency, determines the relative spatial frequency of the lattice grating 14 on the first Hilsbildträger 7.2 equivalent.

Die relative Ortsfrequenz für einen bestimmten Bereich des Streifengitterbildes in der ersten Abbildung bestimmt sich dabei aus dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hell-Dunkel-Übergängen bezogen auf die gesamte Länge des vollständigen Streifengitterbildes in der ersten Abbildung. Weist das vollständige Streifengitterbild auf dem Detektor beispielsweise eine Länge von 10000 Pixel auf und beträgt der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hell-Dunkel-Übergängen 50 Pixel, so berechnet sich die relative Ortsfrequenz zu 200. Die relative Ortsfrequenz des Streifengitters 14 auf dem ersten Hilsbildträger kann in derselben Weise ermittelt werden.The relative spatial frequency for a certain area of the strip grid image in the first image is determined from the distance between two successive light-dark transitions with respect to the entire length of the complete strip grid image in the first image. For example, if the full stripe lattice image on the detector is 10000 pixels in length, it is the distance between two consecutive chiaroscuro transitions 50 Pixels, the relative spatial frequency is calculated as 200. The relative spatial frequency of the striped grid 14 on the first Hilsbildträger can be determined in the same way.

Infolge der Neigung der ersten Hilfsebene 11 zur Fokusebene 2.1 entspricht die relative Ortsfrequenz des Streifengitterbildes nur an der Stelle, die in der ersten Abbildung scharf abgebildet wird, der relativen Ortsfrequenz des Streifengitters 14, sodass hieraus die Position des zweiten Punktes P2 bestimmt werden kann.Due to the inclination of the first auxiliary plane 11 to the focal plane 2.1 corresponds to the relative spatial frequency of the stripe grid image only at the point that is sharply mapped in the first image, the relative spatial frequency of the stripe grid 14, so from this the position of the second point P2 be can be true.

Es versteht sich hierbei im übrigen, dass infolge der symmetrischen Teilung des Streifengitters 14, also der gleichen Breite der dunklen Streifen 14.1 und der hellen Streifen 14.2, zur Berechnung der relativen Ortsfrequenz auch der Abstand zwischen einem Hell-Dunkel-Übergang und dem nachfolgenden Dunkel-Hell-Übergang verwendet werden kann.It goes without saying here that due to the symmetrical division of the strip grid 14 So the same width of the dark stripes 14.1 and the light stripe 14.2 , the distance between a light-dark transition and the subsequent dark-light transition can be used to calculate the relative spatial frequency.

Um die relative Ortsfrequenz des Streifengitterbildes zu ermitteln, wird wiederum der Intensitätsverlauf des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung analysiert. Hierbei wird zunächst wieder eine Filterung mit einem 3-Punkt-Tiefpass vorgenommen, um die oben beschriebenen hochfrequenten Störsignale zu eliminieren.Around determine the relative spatial frequency of the striped grid image in turn becomes the intensity course of the first auxiliary picture in the first figure. in this connection will be first again filtering with a 3-point low pass made to the to eliminate the high-frequency interference signals described above.

Anschließend wird die erste Ableitung des Lichtintensitätsverlaufes gebildet, aus der die Lage der Kanten, also der Dunkel-Hell-Übergänge bzw. Hell-Dunkel-Übergänge, des Streifengitterbildes ersichtlich ist. Da auch diese Ableitung noch hochfrequente Störanteile enthält, wird auch sie einer Filterung mit einem Tiefpass, und zwar einem 5-Punkt-Tiefpass mit einer etwas stärkeren Glättung, unterzogen.Subsequently, will formed the first derivative of the light intensity profile, from the the position of the edges, ie the dark-light transitions or light-dark transitions, of the striped grid image is apparent. Since this derivative still high-frequency interference components contains She is also a filter with a low pass, namely a 5-point low pass with a slightly stronger one Smoothing, subjected.

Die so geglättete erste Ableitung wird einer weiteren Ableitung unterzogen, welche die zweite Ableitung der Intensitätsverteilung darstellt. Diese kennzeichnet in ihren Nullstellen die Minima und Maxima der ersten Ableitung und damit die Wendepunkte des Lichtintensitätsverlaufes, die gerade den Dunkel-Hell-Übergängen bzw. Hell-Dunkel-Übergängen entsprechen. Aus deren Lage auf dem Detektor kann dann in einfacher Weise wie oben beschrieben die relative Ortsfrequenz des Streifengitterbildes und damit die Lage des zweiten Punktes P2 ermittelt werden.The so smoothed out first derivative is subjected to another derivative, which represents the second derivative of the intensity distribution. This marks in their zeroes the minima and maxima of the first derivative and thus the turning points of the light intensity course, which is just the Dark-bright transitions or Light-dark transitions correspond. From their location on the detector can then in a simple way how above described the relative spatial frequency of the striped grid image and thus the location of the second point P2 are determined.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops, welches sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet. Das Mikroskop 1' entspricht dabei in seiner grundsätzlichen Funktion demjenigen aus 1, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. 4 shows a schematic representation of another preferred embodiment of the microscope according to the invention, which is suitable for carrying out the method according to the invention. The microscope 1' corresponds in its basic function to that of 1 , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied besteht bei dieser Variante lediglich darin, dass die Projektionseinrichtung 7' so ausgebildet ist, dass die Projektion des ersten Hilfsbildes über eine Feldlinsenanordnung 19 auf das Objekt 4' nach Art einer Durchlicht-Beleuchtung ausgebildet ist, bei der die Einkopplung des ersten Hilfsbildes in der Leuchtfeldblendenebene erfolgt. Diese Variante eignet sich besonders für Objekte, d. h. Präparate, die im Mikroskop 1' im Durchlicht untersucht werden.The difference in this variant is merely that the projection device 7 ' is formed such that the projection of the first auxiliary image via a field lens arrangement 19 on the object 4 ' is formed in the manner of a transmitted light illumination, in which the coupling of the first auxiliary image in the field of illumination aperture takes place. This variant is particularly suitable for objects, ie preparations that are in the microscope 1' be examined in transmitted light.

Die Bestimmung des Fokusabweichung, insbesondere die Bestimmung des zweiten Punktes des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung, sowie die Fokussierung des Mikroskops 1' erfolgt bei dieser Ausführung unter Verwendung des Detektors 5', der Verarbeitungseinheit 8' und der Stelleinheit 9' in derselben Weise, wie oben im Zusammenhang mit Mikroskop 1 aus 1 beschrieben wurde, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen werden soll.The determination of the focus deviation, in particular the determination of the second point of the first auxiliary image in the first image, as well as the focusing of the microscope 1' takes place in this embodiment using the detector 5 ' , the processing unit 8th' and the actuator 9 ' in the same way as above in the context of a microscope 1 out 1 has been described, so that reference should be made only to the above statements.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops, welches sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet. Das Mikroskop 1 entspricht in seiner Funktion demjenigen aus 1, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. 5 shows a schematic representation of another preferred embodiment of the microscope according to the invention, which is suitable for carrying out the method according to the invention. The microscope 1 corresponds in its function to that of 1 , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied zur Ausführung aus 1 besteht darin, dass mit der Projektionseinrichtung 7 nach Art einer Auflicht-Beleuchtung ein zweites Hilfsbild auf das Objekt 4 projiziert wird. Das zweite Hilfsbild wird dabei scharf auf eine zweite Hilfsebene 20 projiziert, die einen vorgegebenen zweiten Neigungswinkel β zur Fokusebene 2.1 des Objektivs 2 aufweist, die in der Darstellung aus 5 mit der Objektebene 4.1 zusammenfällt.The difference from the execution 1 is that with the projection device 7 in the manner of incident light illumination, a second auxiliary image on the object 4 is projected. The second auxiliary image is focused on a second auxiliary plane 20 projecting a predetermined second inclination angle β to the focal plane 2.1 of the lens 2 that in the illustration 5 with the object plane 4.1 coincides.

Hierzu umfasst die Projektionseinrichtung 7 einen zweiten Hilfsbildträger 7.8, der unmittelbar neben dem ersten Hilfsbildträger 7.2 angeordnet ist. Durch den Umlenkspiegel 7.3 wird das zweite Hilfsbild an einer vorgegebenen Position im Abbildungsstrahlengang zwischen dem Objektiv 2 und dem Detektor 5 außerhalb der optischen Achse 2.2 eingekoppelt.For this purpose, the projection device comprises 7 a second auxiliary image carrier 7.8 , which is adjacent to the first auxiliary image carrier 7.2 is arranged. Through the deflection mirror 7.3 is the second auxiliary image at a predetermined position in the imaging beam path between the lens 2 and the detector 5 outside the optical axis 2.2 coupled.

Auf dem lichtdurchlässigen zweiten Hilfsbildträger 7.8 ist ein binäres Muster in Form eines in einer ersten Richtung 15 periodischen Streifengitters symmetrischer Teilung angeordnet, das lichtundurchlässige Streifen aufweist, wie es im Ausschnitt schematisch in 3A dargestellt ist. Hierdurch wird auf das Objekt 4 ein binäres Schattenmuster als zweites Hilfsbild projiziert.On the translucent second auxiliary image carrier 7.8 is a binary pattern in the form of a in a first direction 15 periodic stripe lattice arranged symmetrical division, which has opaque stripes, as shown schematically in the neckline 3A is shown. This will affect the object 4 a binary shadow pattern is projected as a second auxiliary image.

Um das zweite Hilfsbild mit dem Streifengitter scharf auf die zweite Hilfsebene zu projizieren ist der zweite Hilfsbildträger 7.8 um den zweiten Winkel β zur Normalebene 7.4 der Projektionsachse 7.5 um eine erste Schwenkachse 7.6 geneigt. Die erste Schwenkachse liegt dabei in einer zur Fokusebene 2.1 konjugierten Ebene 7.4 und verläuft parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene 2.1 und der zweiten Hilfsebene 20. Die Streifen des Streifengitters verlaufen ebenfalls parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene 2.1 und der ersten Hilfsebene 11, sodass auch die Streifen des zweiten Hilfsbildes hierzu parallel verlaufen und sich insgesamt eine weitestgehend verzerrungsfreie Projektion des Streifenmusters des zweiten Hilfsbildes auf das Objekt 4 ergibt.To project the second auxiliary image with the strip grid sharply on the second auxiliary plane is the second auxiliary image carrier 7.8 around the second angle β to the normal plane 7.4 the projection axis 7.5 around a first pivot axis 7.6 inclined. The first pivot axis lies in one of the focal plane 2.1 conjugate level 7.4 and runs parallel to the line of intersection between the focal plane 2.1 and the second auxiliary level 20 , The strips of the strip grid also run parallel to the line of intersection between the focal plane 2.1 and the first auxiliary level 11 , So that the strips of the second auxiliary image to run this parallel and total white as far as possible distortion-free projection of the stripe pattern of the second auxiliary image onto the object 4 results.

Das Muster des zweiten Hilfsbildes ist, wie oben bereits im Zusammenhang mit dem ersten Hilfsbild ausführlich dargelegt wurde, so ausgebildet, dass in der Verarbeitungseinheit 8 aus der durch den Detektor 5 aufgenommenen ersten Abbildung des Objekts 4 mit dem darauf projizierten zweiten Hilfsbild die Position dieses zweiten Punktes P2 bezüglich des ersten Punktes P1 des zweiten Hilfsbildes bestimmt werden kann. Aus dieser Lage des zweiten Punktes P2 bezüglich des ersten Punktes P1 des zweiten Hilfsbildes kann zusammen mit dem bekannten zweiten Neigungswinkel β unmittelbar ein zweiter Vektor F2 der Fokusabweichung, also Betrag und Richtung der Fokusabweichung durch die Verarbeitungseinheit 8 bestimmt werden.The pattern of the second auxiliary image is, as already explained in detail above in connection with the first auxiliary image, designed such that in the processing unit 8th out through the detector 5 recorded first image of the object 4 the position of this second point P2 with respect to the first point P1 of the second auxiliary image can be determined with the second auxiliary image projected thereon. From this position of the second point P2 with respect to the first point P1 of the second auxiliary image, together with the known second inclination angle β, a second vector F2 of the focus deviation, ie the amount and direction of the focus deviation by the processing unit, can be obtained directly 8th be determined.

Das Projektionsmuster des zweiten Hilfsbildträgers 7.8 besteht im vorliegenden Beispiel aus einem gröberen Streifengitter mit 500 Linien, wobei die Schwenkachse 7.6 in der Mitte des Streifengitters auf der Linie mit der Nummer 250 liegt. Der erste Punkt P1 im zweiten Hilfsbild, der bei korrekter Fokuslage scharf in der ersten Abbildung erscheint, liegt damit ebenfalls auf dieser Linie mit der Nummer 250. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung für das Projektionsmuster auch ein anderes geeignetes Muster verwendet werden kann, insbesondere kann beispielsweise auch ein nichtlineares Gitter oder dergleichen verwendet werden.The projection pattern of the second auxiliary picture carrier 7.8 consists in the present example of a coarser strip grid with 500 lines, the pivot axis 7.6 in the middle of the strip grid on the number 250 line. The first point P1 in the second auxiliary image, which appears sharply in the first image when the focus position is correct, is therefore also on this line with the number 250. However, it is understood that other variants of the invention also use another suitable pattern for the projection pattern In particular, for example, a non-linear grating or the like may also be used.

Der zweite Neigungswinkel β der zweiten Hilfsebene 7.8 ist größer als der erste Neigungswinkel α der ersten Hilfsebene 7.2. Hierdurch wird der Fangbereich einer automatischen Fokussierung durch die Fokussiereinrichtung 6 erhöht. So erfolgt durch die Fokussiereinrichtung 6 mit Hilfe des zweiten Hilfsbildes zunächst eine Grobeinstellung der Fokussierung, während dann unter Verwendung des ersten Hilfsbildes eine Feineinstellung erfolgt.The second inclination angle β of the second auxiliary plane 7.8 is greater than the first inclination angle α of the first auxiliary plane 7.2 , As a result, the capture range of an automatic focusing by the focusing device 6 elevated. This is done by the focusing device 6 with the help of the second auxiliary image first a coarse adjustment of the focus, while then using the first auxiliary image is a fine adjustment.

So berechnet die Verarbeitungseinheit 8 aus dem zweiten Vektor F2 der Fokusabweichung sofort ein Geschwindigkeitsprofil für die Stelleinrichtung 9 und steuert diese entsprechend zur Grobeinstellung der Fokussierung des Mikroskops 1 an. Nach dieser Grobeinstellung wird der mit Hilfe des ersten Hilfsbildes ermittelte Vektor F der Fokusabweichung in der oben im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Weise zur Feineinstellung der Fokussierung verwendet. Das Geschwindigkeitsprofil wird dabei jeweils so berechnet, dass sich eine minimale Fokussierzeit ergibt.So the processing unit calculates 8th from the second vector F2 of the focus deviation immediately a speed profile for the actuator 9 and controls them accordingly to the coarse adjustment of the focusing of the microscope 1 at. After this coarse adjustment, the vector F ascertained with the aid of the first auxiliary image is the focus deviation in the above with reference to FIG 1 described manner used for fine adjustment of the focus. The velocity profile is calculated in each case so that there is a minimum focusing time.

Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung für das Projektionsmuster auch ein anderes geeignetes Muster verwendet werden kann. So kann beispielsweise auch ein nichtlineares Gitter verwendet werden, bei dem sich die Gitterperiode in Form einer arithmetischen Reihe entwickelt. Als Beispiel sei hier ein nichtlineares Gitter genannt, dessen Periodenlänge sich von Periode zu Periode gemäß folgender Gleichung ändert: an = a1 + (n – )∙r,wobei:

an
= Periodenlänge der n-ten Gitterperiode,
a1
= Periodenlänge der erste Gitterperiode,
n
= Anzahl der Gitterperioden,
r
= Änderung der Periodenlänge pro Gitterperiode.
It is understood that in other variants of the invention for the projection pattern also another suitable pattern can be used. For example, a non-linear grating may be used in which the grating period develops in the form of an arithmetic series. An example of this is a nonlinear grid whose period length changes from period to period according to the following equation: a n = a 1 + (n -) ∙ r, in which:
a n
= Period length of the nth grid period,
a 1
= Period length of the first grating period,
n
= Number of grid periods,
r
= Change of the period length per grating period.

Claims (45)

Verfahren zur Bestimmung der Fokusabweichung bei der Abbildung eines Objekts (4; 4') mit einer optischen Anordnung (1; 1'), insbesondere einem Mikroskop, die eine Objektiveinrichtung (2; 2') zur Abbildung des Objekts (4; 4') umfasst, wobei auf das Objekt (4; 4') ein erstes Hilfsbild projiziert wird, eine durch die Objektiveinrichtung (2; 2') erfolgende erste Abbildung des Objekts (4; 4') mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild durch eine Aufnahmeeinrichtung (5; 5') aufgenommen wird und eine Analyse der ersten Abbildung zur Bestimmung der Fokusabweichung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Hilfsbild – auf eine zur Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung (2; 2') um einen vorgegebenen ersten Neigungswinkel (α) geneigte erste Hilfsebene (11) scharf projiziert wird, – einen ersten Punkt mit einer vorgegebenen ersten Position im ersten Hilfsbild aufweist, der bei korrekter Fokussierung auf der Schnittlinie zwischen der Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung (2; 2') und der ersten Hilfsebene (11) liegt, und – eine Struktur aufweist, die derart ausgebildet ist, dass aus der ersten Abbildung die Lage zweiter Punkte im ersten Hilfsbild bezüglich des ersten Punktes bestimmbar ist, – in der ersten Abbildung ein scharf abgebildeter zweiter Punkt des ersten Hilfsbildes bestimmt wird, – die Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes bestimmt wird und – aus der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes und dem ersten Neigungswinkel (α) der ersten Hilfsebene die Fokusabweichung ermittelt wird.Method for determining the focus deviation when imaging an object ( 4 ; 4 ' ) with an optical arrangement ( 1 ; 1' ), in particular a microscope, which has an objective device ( 2 ; 2 ' ) for imaging the object ( 4 ; 4 ' ), wherein the object ( 4 ; 4 ' ) a first auxiliary image is projected, one through the lens device ( 2 ; 2 ' ) first image of the object ( 4 ; 4 ' ) with the first auxiliary image projected thereon by a receiving device ( 5 ; 5 ' ) and an analysis of the first image for determining the focus deviation is used, characterized in that - the first auxiliary image - is focused on one to the focal plane ( 2.1 ) of the objective device ( 2 ; 2 ' ) by a predetermined first inclination angle (α) inclined first auxiliary plane ( 11 ) is projected sharply, - has a first point with a predetermined first position in the first auxiliary image, which, when correctly focused on the line of intersection between the focal plane ( 2.1 ) of the objective device ( 2 ; 2 ' ) and the first auxiliary level ( 11 ), and - has a structure which is designed such that from the first image the position of second points in the first auxiliary image with respect to the first point can be determined, - in the first image a sharply mapped second point of the first auxiliary image is determined, the position of the second point is determined with respect to the first point, and - the focus deviation is determined from the position of the second point with respect to the first point and the first angle of inclination (α) of the first auxiliary plane. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild in der ersten Hilfsebene ein wenigstens in einer ersten Richtung (15) periodisches Muster (14) aufweist.A method according to claim 1, characterized in that the first auxiliary image in the first auxiliary plane at least in a first direction ( 15 ) periodic pattern ( 14 ) having. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung wenigstens ein Punkt des ersten Hilfsbildes ermittelt wird, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes eine vorgegebene Periodenlänge oder Ortsfrequenz aufweist.Method according to claim 2, characterized in that that for determining the second point from the first figure at least one point of the first auxiliary image is determined on the the pattern of the first auxiliary image a predetermined period length or Spatial frequency has. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Abbildung der Lichtintensitätsverlauf des Musters des ersten Hilfsbildes entlang wenigstens einer ersten Linie analysiert wird, wobei wenigstens eine erste Filterung zur Beseitigung von hochfrequenten Störanteilen vorgenommen wird, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes.Method according to claim 3, characterized that in the first figure the light intensity pattern of the pattern of the first Auxiliary image is analyzed along at least a first line, wherein at least a first filtering for the removal of high-frequency interference components is made whose frequency is significantly higher than the maximum spatial frequency the pattern of the first auxiliary picture. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild ein Streifengitterbild (14) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first auxiliary image is a stripe grating image ( 14 ). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild eine symmetrische Teilung aufweist.Method according to claim 5, characterized in that the first auxiliary picture has a symmetrical division. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (14.1) des ersten Hilfsbildes parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene der Objektiveinrichtung und der ersten Hilfsebene sind.Method according to claim 5 or 6, characterized in that the strips ( 14.1 ) of the first auxiliary image are parallel to the line of intersection between the focal plane of the objective device and the first auxiliary plane. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild in der ersten Hilfsebene ein binäres Muster (14), insbesondere ein binäres Schattenmuster, ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first auxiliary image in the first auxiliary plane is a binary pattern ( 14 ), in particular a binary shadow pattern. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung wenigstens ein Punkt des ersten Hilfsbildes ermittelt wird, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes ein Kontrastmaximum aufweist.Method according to claim 8, characterized in that that for determining the second point from the first figure at least one point of the first auxiliary image is determined on the the pattern of the first auxiliary image has a contrast maximum. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Abbildung der Lichtintensitätsverlauf des Musters des ersten Hilfsbildes entlang wenigstens einer ersten Linie analysiert wird, wobei wenigstens eine erste Filterung zur Beseitigung von hochfrequenten Störanteilen vorgenommen wird, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes.Method according to claim 9, characterized in that that in the first figure the light intensity pattern of the pattern of the first Auxiliary image is analyzed along at least a first line, wherein at least a first filtering for the removal of high-frequency interference components is made whose frequency is significantly higher than the maximum spatial frequency the pattern of the first auxiliary picture. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des bereinigten Lichtintensitätsverlaufs des ersten Hilfsbildes ein Vergleich der ersten Abbildung mit einer durch die Objektiveinrichtung (2; 2') erfolgenden zweiten Abbildung des Objekts (4; 4') ohne darauf projiziertes erstes Hilfsbild erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the adjusted light intensity profile of the first auxiliary image, a comparison of the first image with a through the lens device ( 2 ; 2 ' ) second image of the object ( 4 ; 4 ' ) without a first auxiliary image projected thereon. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild außerhalb der optischen Achse (2.2) auf das Objekt (4; 4') projiziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first auxiliary image outside the optical axis ( 2.2 ) on the object ( 4 ; 4 ' ) is projected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild nach Art einer Auflicht-Beleuchtung auf das Objekt projiziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first auxiliary image in the manner of incident illumination projected onto the object. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild nach Art einer Durchlicht-Beleuchtung auf das Objekt projiziert wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized that the first auxiliary image in the manner of a transmitted light illumination on the object is projected. Verfahren zur Fokussierung einer optischen Anordnung (1; 1'), insbesondere eines Mikroskops, bei der Abbildung eines Objekts (4; 4') mit einer eine Objektiveinrichtung (2; 2') zur Abbildung des Objekts (4; 4') umfassenden optischen Anordnung (1; 1'), wobei zunächst die Fokusabweichung ermittelt wird und dann in Abhängigkeit von der ermittelten Fokusabweichung der Abstand zwischen der Objektiveinrichtung (2; 2') und dem Objekt (4; 4') verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokusabweichung mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ermittelt wird.Method for focusing an optical arrangement ( 1 ; 1 '), in particular a microscope, when imaging an object ( 4 ; 4 ' ) with an objective device ( 2 ; 2 ' ) for imaging the object ( 4 ; 4 ' ) comprehensive optical arrangement ( 1 ; 1' ), wherein initially the focus deviation is determined and then in dependence on the determined focus deviation of the distance between the lens device ( 2 ; 2 ' ) and the object ( 4 ; 4 ' ), characterized in that the focus deviation is determined by a method according to one of the preceding claims. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Fokusabweichung ein Geschwindigkeitsprofil für die Verstellbewegung zwischen der Objektiveinrichtung und dem Objekt ermittelt wird.Method according to claim 15, characterized in that that from the determined focus deviation a velocity profile for the Adjustment movement between the objective device and the object is determined. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitsprofil derart ermittelt wird, dass sich eine minimale Verstellzeit ergibt. Method according to claim 16, characterized in that that the velocity profile is determined such that gives a minimum adjustment time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Hilfsbild auf das Objekt (4) projiziert wird, wobei das zweite Hilfsbild auf eine zur Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung (2) um einen vorgegebenen zweiten Neigungswinkel (β) geneigte zweite Hilfsebene (20) scharf projiziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a second auxiliary image is applied to the object ( 4 ) is projected, wherein the second auxiliary image on one to the focal plane ( 2.1 ) of the objective device ( 2 ) by a predetermined second inclination angle (β) inclined second auxiliary plane ( 20 ) is projected sharply. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Neigungswinkel (β) größer ist als der erste Neigungswinkel (α).Method according to claim 18, characterized that the second inclination angle (β) is larger as the first inclination angle (α). Optische Anordnung, insbesondere Mikroskop, mit einer Objektiveinrichtung (2; 2') zur Abbildung eines auf einem Objektträger (3; 3') angeordneten Objekts (4; 4'), einer der Objektiveinrichtung (2; 2') zugeordneten Aufnahmeeinrichtung (5; 5') zur Aufnahme der Abbildung des Objekts (4; 4') und einer mit der Aufnahmeeinrichtung (5; 5') verbundenen Fokussiereinrichtung (6), die eine Projektionseinrichtung (7; 7') zur Projektion eines ersten Hilfsbildes auf das Objekt (4; 4') aufweist und zumindest zur Bestimmung der Fokusabweichung unter Verwendung einer durch die Objektiveinrichtung (2; 2') erfolgenden, durch die Aufnahmeeinrichtung (5; 5') aufgenommenen ersten Abbildung des Objekts (4; 4') mit dem darauf projizierten ersten Hilfsbild ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Hilfsbild – auf eine zur Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung (2; 2') um einen vorgegebenen ersten Neigungswinkel (α) geneigte erste Hilfsebene (11) scharf projiziert ist, – einen ersten Punkt mit einer vorgegebenen ersten Position im ersten Hilfsbild aufweist, der bei korrekter Fokussierung auf der Schnittlinie zwischen der Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung und der ersten Hilfsebene (11) liegt, und – eine Struktur aufweist, die derart ausgebildet ist, dass aus der ersten Abbildung die Lage zweiter Punkte im ersten Hilfsbild bezüglich des ersten Punktes bestimmbar ist, und – die Fokussiereinrichtung (6) – zur Bestimmung eines scharf abgebildeten zweiten Punktes des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung ausgebildet ist, – zur Bestimmung der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes ausgebildet ist und – zur Bestimmung der Fokusabweichung aus der Lage des zweiten Punktes bezüglich des ersten Punktes und dem ersten Neigungswinkel (α) der ersten Hilfsebene ausgebildet ist.Optical arrangement, in particular a microscope, with an objective device ( 2 ; 2 ' ) for imaging one on a slide ( 3 ; 3 ' ) arranged object ( 4 ; 4 ' ), one of the objective device ( 2 ; 2 ' ) associated receiving device ( 5 ; 5 ' ) for capturing the image of the object ( 4 ; 4 ' ) and one with the receiving device ( 5 ; 5 ' ) focusing device ( 6 ) comprising a projection device ( 7 ; 7 ' ) for projecting a first auxiliary image the object ( 4 ; 4 ' ) and at least for determining the focus deviation using a through the lens device ( 2 ; 2 ' ) by the receiving device ( 5 ; 5 ' ) recorded first image of the object ( 4 ; 4 ' ) is formed with the first auxiliary image projected thereon, characterized in that - the first auxiliary image - on a focal plane ( 2.1 ) of the objective device ( 2 ; 2 ' ) by a predetermined first inclination angle (α) inclined first auxiliary plane ( 11 ) has a first point with a predetermined first position in the first auxiliary picture, which, when correctly focused on the line of intersection between the focal plane ( 2.1 ) of the objective device and the first auxiliary plane ( 11 ), and - has a structure which is designed such that from the first image the position of second points in the first auxiliary image with respect to the first point can be determined, and - the focusing device ( 6 ) Is designed to determine a position of the second auxiliary point in the first image, to determine the position of the second point relative to the first point, and to determine the deviation of focus from the position of the second point relative to the first point and the first inclination angle (α) of the first auxiliary plane is formed. Optische Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild in der ersten Hilfsebene ein wenigstens in einer ersten Richtung (15) periodisches Muster aufweist.Optical arrangement according to claim 20, characterized in that the first auxiliary image in the first auxiliary plane is at least in a first direction ( 15 ) has a periodic pattern. Optische Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung die Fokussiereinrichtung (6) zur Ermittlung wenigstens eines Punktes des ersten Hilfsbildes ausgebildet ist, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes eine vorgegebene Periodenlänge oder Ortsfrequenz aufweist.Optical arrangement according to claim 21, characterized in that for determining the second point from the first image, the focusing device ( 6 ) is formed for determining at least one point of the first auxiliary image at which the pattern of the first auxiliary image has a predetermined period length or spatial frequency. Optische Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (6) zur Analyse des Lichtintensitätsverlaufs des Musters des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung entlang wenigstens einer ersten Linie ausgebildet ist, wobei wenigstens eine erste Filtereinrichtung zur Beseitigung von hochfrequenten Störanteilen vorgesehen ist, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes.Optical arrangement according to claim 22, characterized in that the focusing device ( 6 ) is designed for analyzing the light intensity profile of the pattern of the first auxiliary image in the first image along at least one first line, wherein at least one first filter means for eliminating high-frequency interference components is provided whose frequency is significantly higher than the maximum spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (7; 7') einen ersten Hilfsbildträger (7.2) mit einem dem Muster des ersten Hilfsbildes entsprechenden Projektionsmuster (14) und eine dem ersten Hilfsbildträger (7.2) zumindest zeitweise zugeordnete Beleuchtungseinrichtung (7.1) zur Beleuchtung des Projektionsmusters (14) umfasst.Optical arrangement according to one of claims 20 to 23, characterized in that the projection device ( 7 ; 7 ' ) a first auxiliary image carrier ( 7.2 ) with a projection pattern corresponding to the pattern of the first auxiliary image ( 14 ) and a first auxiliary image carrier ( 7.2 ) at least temporarily assigned lighting device ( 7.1 ) for illuminating the projection pattern ( 14 ). Optische Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (7; 7') eine Projektionsachse (7.5) aufweist und die Ebene des Projektionsmusters (14) um eine erste Schwenkachse (7.2) um den vorgegebenen ersten Neigungswinkel zur Normalebene (7.4) der Projektionsachse (7.5) geneigt ist.Optical arrangement according to claim 24, characterized in that the projection device ( 7 ; 7 ' ) a projection axis ( 7.5 ) and the plane of the projection pattern ( 14 ) about a first pivot axis ( 7.2 ) by the predetermined first angle of inclination to the normal plane ( 7.4 ) of the projection axis ( 7.5 ) is inclined. Optische Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwenkachse (7.6) parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung und der Hilfsebene (11) ist. Optical arrangement according to claim 25, characterized in that the first pivot axis ( 7.6 ) parallel to the line of intersection between the focal plane ( 2.1 ) of the objective device and the auxiliary plane ( 11 ). Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (7; 7') eine Umlenkeinrichtung (7.3) umfasst, die zur zumindest zeitweisen Anordnung im Projektionsstrahlengang und bei Anordnung im Projektionsstrahlengang zur Umlenkung der von dem Projektionsmuster (14) ausgehenden Lichtstrahlen auf das Objekt (4; 4') ausgebildet und angeordnet ist.Optical arrangement according to one of claims 24 to 26, characterized in that the projection device ( 7 ; 7 ' ) a deflection device ( 7.3 ) which, for the at least temporary arrangement in the projection beam path and in the arrangement in the projection beam path for deflecting the projection pattern ( 14 ) outgoing light rays on the object ( 4 ; 4 ' ) is formed and arranged. Optische Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung eine zweite Schwenkachse (7.7) aufweist, über die sie in den Projektionsstrahlengang einschwenkbar ist.Optical arrangement according to claim 27, characterized in that the deflection device has a second pivot axis (FIG. 7.7 ), via which it can be pivoted into the projection beam path. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektionsmuster ein Streifengitter (14) ist, das insbesondere eine symmetrische Teilung aufweist.Optical arrangement according to one of Claims 24 to 28, characterized in that the projection pattern is a strip grid ( 14 ), which in particular has a symmetrical division. Optische Anordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (14.1) des ersten Hilfsbildes parallel zur Schnittlinie zwischen der Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung und der Hilfsebene (11) sind.Optical arrangement according to claim 29, characterized in that the strips ( 14.1 ) of the first auxiliary image parallel to the line of intersection between the focal plane ( 2.1 ) of the objective device and the auxiliary plane ( 11 ) are. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hilfsbild in der Hilfsebene ein binäres Schattenmuster ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 30, characterized in that the first auxiliary image in the auxiliary plane a binary one Shadow pattern is. Optische Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des zweiten Punktes aus der ersten Abbildung die Fokussiereinrichtung (6) zur Ermittlung wenigstens eines Punktes des ersten Hilfsbildes ausgebildet ist, an dem das Muster des ersten Hilfsbildes ein Kontrastmaximum aufweist.Optical arrangement according to claim 31, characterized in that for determining the second point from the first image, the focusing device ( 6 ) is designed to determine at least one point of the first auxiliary image at which the pattern of the first auxiliary image has a contrast maximum. Optische Anordnung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (6) zur Analyse des Lichtintensitätsverlaufs des Musters des ersten Hilfsbildes in der ersten Abbildung entlang wenigstens einer ersten Linie ausgebildet ist, wobei wenigstens eine zweite Filtereinrichtung zur Beseitigung von hochfrequenten Störanteilen vorgesehen ist, deren Frequenz deutlich höher ist als die maximale Ortsfrequenz des Musters des ersten Hilfsbildes.An optical arrangement according to claim 32, since characterized in that the focusing device ( 6 ) is designed for analyzing the light intensity profile of the pattern of the first auxiliary image in the first image along at least one first line, wherein at least one second filter device for eliminating high-frequency interference components is provided, whose frequency is significantly higher than the maximum spatial frequency of the pattern of the first auxiliary image. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des bereinigten Lichtintensitätsverlaufs des ersten Hilfsbildes die Fokussiereinrichtung (6) zum Vergleich der ersten Abbildung mit einer durch die Objektiveinrichtung (2; 2') erfolgenden zweiten Abbildung des Objekts (4; 4') ohne darauf projiziertes erstes Hilfsbild ausgebildet ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 33, characterized in that for determining the adjusted light intensity profile of the first auxiliary image, the focusing device ( 6 ) for comparing the first image with one through the lens device ( 2 ; 2 ' ) second image of the object ( 4 ; 4 ' ) is formed without a first auxiliary image projected thereon. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (7; 7') zur Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt außerhalb der optischen Achse (2.1) ausgebildet ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 34, characterized in that the projection device ( 7 ; 7 ' ) for projecting the first auxiliary image onto the object outside the optical axis ( 2.1 ) is trained. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (7) zur Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt nach Art einer Auflicht-Beleuchtung ausgebildet ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 35, characterized in that the projection device ( 7 ) is designed for the projection of the first auxiliary image on the object in the manner of reflected light illumination. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (7) zur Einkopplung des ersten Hilfsbildes in den Abbildungsstrahlengang zwischen der Objektiveinrichtung (2) und der Aufnahmeeinrichtung (5) ausgebildet ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 36, characterized in that the projection device ( 7 ) for coupling the first auxiliary image into the imaging beam path between the objective device ( 2 ) and the receiving device ( 5 ) is trained. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das die Projektionseinrichtung (7') zur Projektion des ersten Hilfsbildes auf das Objekt nach Art einer Durchlicht-Beleuchtung ausgebildet ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 35, characterized in that the projection device ( 7 ' ) is designed for the projection of the first auxiliary image on the object in the manner of a transmitted light illumination. Optische Anordnung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass Projektionseinrichtung (7') zur Einkopplung des ersten Hilfsbildes in den Objektbeleuchtungsstrahlengang in der Leuchtfeldblendenebene ausgebildet ist.Optical arrangement according to claim 38, characterized in that projection device ( 7 ' ) is formed for coupling the first auxiliary image in the object illumination beam path in the field diaphragm plane. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (6) eine mit der Objektiveinrichtung und/oder dem Objektträger (3; 3') verbundene Stelleinrichtung (9; 9') aufweist, die zur Verstellung des Abstands zwischen der Objektiveinrichtung (2; 2') und dem Objekt (4; 4') in Abhängigkeit von der ermittelten Fokusabweichung ausgebildet ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 39, characterized in that the focusing device ( 6 ) one with the lens device and / or the slide ( 3 ; 3 ' ) associated actuating device ( 9 ; 9 ' ) for adjusting the distance between the objective device ( 2 ; 2 ' ) and the object ( 4 ; 4 ' ) is formed as a function of the determined focus deviation. Optische Anordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (6) zur Ermittlung eines Geschwindigkeitsprofils für die Verstellbewegung der Stelleinrichtung (9; 9') aus der ermittelten Fokusabweichung ausgebildet ist.Optical arrangement according to claim 40, characterized in that the focusing device ( 6 ) for determining a speed profile for the adjusting movement of the actuating device ( 9 ; 9 ' ) is formed from the determined focus deviation. Optische Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (6) zur Ermittlung des Geschwindigkeitsprofils mit minimaler Verstellzeit ausgebildet ist.Optical arrangement according to claim 41, characterized in that the focusing device ( 6 ) is designed to determine the speed profile with a minimum adjustment time. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (6) eine Projektionseinrichtung (7) zur Projektion eines zweiten Hilfsbildes auf das Objekt (4) aufweist, wobei das zweite Hilfsbild auf eine zur Fokusebene (2.1) der Objektiveinrichtung (2) um einen vorgegebenen zweiten Neigungswinkel (β) geneigte zweite Hilfsebene (20) scharf projiziert ist.Optical arrangement according to one of claims 20 to 42, characterized in that the focusing device ( 6 ) a projection device ( 7 ) for projecting a second auxiliary image onto the object ( 4 ), wherein the second auxiliary image is focused on a focal plane ( 2.1 ) of the objective device ( 2 ) by a predetermined second inclination angle (β) inclined second auxiliary plane ( 20 ) is sharply projected. Optische Anordnung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (7) einen zweiten Hilfsbildträger (7.8) mit einem dem Muster des zweiten Hilfsbildes entsprechenden Projektionsmuster und eine dem zweiten Hilfsbildträger (7.8) zumindest zeitweise zugeordnete Beleuchtungseinrichtung (7.1) zur Beleuchtung des Projektionsmusters umfasst.Optical arrangement according to claim 43, characterized in that the projection device ( 7 ) a second auxiliary image carrier ( 7.8 ) with a projection pattern corresponding to the pattern of the second auxiliary image and a second auxiliary image carrier ( 7.8 ) at least temporarily assigned lighting device ( 7.1 ) for illuminating the projection pattern. Optische Anordnung nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Neigungswinkel (β) größer ist als der erste Neigungswinkel (α).An optical arrangement according to claim 43 or 44, characterized characterized in that the second inclination angle (β) is greater than the first inclination angle (Α).
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