DE202005021436U1 - Optisch verbessertes digitales Abbildungssystem - Google Patents

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    • H04N23/69Control of means for changing angle of the field of view, e.g. optical zoom objectives or electronic zooming

Abstract

Abbildungssystem mit einem digitalen Zoom mit ausgedehntem Bereich, umfassend:
einen ersten optischen Pfad, welcher ein erstes Bild bei einer ersten Vergrößerung auf eine erste digitale Abbildungseinrichtung projiziert; und
einen zweiten optischen Pfad, welcher ein zweites Bild bei einer zweiten Vergrößerung auf eine zweite digitale Abbildungseinrichtung projiziert;
wobei das System dazu ausgelegt ist, das erste Bild zwischen der ersten Vergrößerung und der zweiten Vergrößerung unter Verwendung des ersten optischen Pfades digital zu zoomen, und das zweite Bild zwischen der zweiten Vergrößerung und einer dritten Vergrößerung unter Verwendung des zweiten optischen Pfades zu zoomen.

Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft optisch verbesserte digitale Abbildungssysteme, und offenbart insbesondere verbesserte Systeme und Verfahren zur optischen Mehr-Pfad-Vergrößerung eines digital zoombaren Bildes.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Viele wissenschaftliche und technische Anwendungen erfordern es, dass Personen in der Lage sind, Gegenstände zu sehen und handzuhaben, die mit dem bloßen Auge nicht sichtbar sind. Halbleiterhersteller zum Beispiel müssen auf verschiedenen Substraten hergestellte Schaltkreise im Mikro- und Nano-Bereich untersuchen und prüfen können. Ähnlich müssen Biologie-Forscher Zellen, Proteine, Mikroorganismen und andere mikroskopische Elemente in ihren Laboratorien sehen und manipulieren können. Mikroskopische und metrologische Anwendungen sind so häufig und verschieden wie die Ingenieure, Wissenschaftler und Entwickler (kollektiv Endbenutzer), die sie öffentlich machen. Existierende Werkzeuge bieten jedoch viele der von diesen Endbenutzern gewünschten Merkmale nicht.
  • Optische Mikroskope erlauben es Endbenutzern, viele Objekte zu sehen, die zu klein sind, um mit dem nackten Auge erkennbar zu sein. Zusammengesetzte Mikroskope, die seit dem späten 16. Jahrhundert Anwendung finden, verwenden typischerweise mehrere Linsen, um ein Bild zu vergrößern. Moderne zusammengesetzte Mikroskope verwenden mehrere Glaslinsen innerhalb der Objektiv- und Okularanordnungen. Darüber hinaus bieten moderne zusammengesetzte Mikroskope typischerweise mehrere Objektive, die rotiert oder anderweitig ausgewechselt werden können, sodass ein einzelnes zusammengesetztes Mikroskop ein Objekt in diskreten Schritten (z. B. 4-fach, 10-fach, 400-fach, etc.) bis zu etwa 1000-fach vergrößern kann.
  • Derzeit werden optische Zoomsysteme (Brennweitenveränderungssysteme) in Mikroskopen in Verbindung mit einem Objektiv verwendet, um eine kontinuierlich variable Vergrößerung zu bieten. Zoomsysteme sind typischerweise aus zwei oder mehr einzelnen Linsen zusammengesetzt, deren axiale Stellung relativ zueinander durch eine mechanische Einrichtung variiert wird. Häufig werden Motoren dazu verwendet, die Bewegung der einzelnen Linsen zu erleichtern.
  • Das Stereo-, Binokular- oder Seziermikroskop ist dem zusammengesetzten Mikroskop ähnlich, außer, dass es zwei Okulare verwendet (oder manchmal zwei vollständige Mikroskope) um dem linken und rechten Auge leicht unterschiedliche Blickwickel zu bieten. Auf diese Art erzeugt das Stereomikroskop eine dreidimensionale Bildwiedergabe der untersuchten Probe.
  • In letzter Zeit wurden digitale Abbildungseinrichtungen mit zusammengesetzten oder Stereo-Mikroskopen gekoppelt, um vergrößerte Bilder eines untersuchten Objekts zu digitalisieren und manipulieren. Bei der am meisten verbreiteten Anwendung ist eine digitale Kamera oder Abbildungseinrichtung entweder an einer Okularanordnung oder an einem speziellen Anschluss an dem Mikroskop angebracht. Die durch die Abbildungseinrichtung aufgenommenen Bilder werden dann typischerweise in einen Computer eingespeist und auf einem Monitor abgebildet oder zur späteren Benutzung gespeichert. Ferner wurden moderne digitale Abbildungseinrichtungen an zusammengesetzten Mikroskopanordnungen ohne Okulare zur unmittelbaren menschlichen Beobachtung angebracht.
  • Abriss der Erfindung
  • Wie die zusammengesetzten Mikroskope, auf denen sie basieren, erlauben es existierende digitale Abbildungseinrichtungen Endbenutzern nur, Objekte zu einem Zeitpunkt durch ein Objektiv zu betrachten. Daher müssen die Endbenutzer optische Vergrößerungsarten manuell umschalten, wobei ein abrupter Übergang zwischen beispielsweise 4-facher, 10-facher und 400-facher optischer Vergrößerung auftritt. Aufgrund dieser abrupten Vergrößerungsänderungen schneidet das Bildfeld häufig interessante Objekte weg, was zeitraubende Anpassungen der Objektstellung erfordert.
  • Weiterhin leiden optische Zoomsysteme enthaltende Mikroskope unter Ausrichtungsfehlern, wenn die Objektive versetzt werden. Die beweglichen mechanischen Teile in den Systemen verschleißen mit der Zeit und Motoren erzeugen unvorhergesehene Vibrationen in den Bildern.
  • Demgemäß wird ein verbessertes System zum digitalen Abbilden benötigt, welches kontinuierlich an ein Objekt heranzuzoomen oder von ihm wegzuzoomen vermag.
  • Darüber hinaus besteht ein Bedarf für ein Abbildungssystem, das keine beweglichen Teile innerhalb des optischen Weges aufweist. Schließlich besteht ein Bedarf für Systeme und Verfahren zum Verfolgen von Objekten, wenn ein Bild vergrößert wird, um Gegenstände von Interesse herauszuschneiden und zu zentrieren.
  • Zur Erfüllung dieser und weiterer Bedürfnisse stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kontinuierliche Zoom-Systeme bereit und offenbaren Verfahren, welche mehrere optische Wege und digitale Zoomtechniken (Skalierungstechniken) verwenden. Darüber hinaus erlauben es Ausführungsformen des bereitgestellten Systems einem Endbenutzer, gleichzeitig mehrere Bilder bei verschiedenen Vergrößerungen zu sehen und zu manipulieren. Außerdem schneiden Ausführungsformen des bereitgestellten Systems automatisch Bilder zu, skalieren und zentrieren sie, wenn sich der Vergrößerungsmaßstab ändert.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Abbildungssystem mit einem digitalen Zoom mit erweitertem Bereich bereitgestellt. Dieses Abbildungssystem umfasst einen ersten optischen Pfad, welcher ein erstes Bild bei einer ersten Vergrößerung auf eine erste digitale Abbildungseinrichtung projiziert, und einen zweiten optischen Pfad, welcher ein zweites Bild bei einer zweiten Vergrößerung auf eine zweite digitale Abbildungseinrichtung projiziert. Das Abbildungssystem ist außerdem dazu ausgelegt, das erste Bild zwischen der ersten Vergrößerung und der zweiten Vergrößerung unter Verwendung des ersten optischen Pfades digital zu zoomen, und das zweite Bild zwischen der zweiten Vergrößerung und einer dritten Vergrößerung unter Verwendung des zweiten optischen Pfades digital zu zoomen. Das Abbildungssystem umfasst außerdem vorzugsweise elektronische Komponenten, die geeignet sind, Daten zu speichern und zu übertragen, so dass ein Endbenutzer oder Computersystem automatisch über die einzelnen Komponenten innerhalb des Abbildungssystems informiert werden kann.
  • Weiterhin wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer kontinuierlichen Vergrößerung innerhalb eines Abbildungssystems über einen erweiterten Zoombereich offenbart. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Darstellen eines ersten Bildes, das durch einen ersten Abbildungspfad vergrößert worden ist; digitales Zoomen innerhalb des ersten Bildes innerhalb eines Bereichs, der durch eine in dem ersten Abbildungspfad bereitgestellte erste Vergrößerung und eine in einem zweiten Abbildungspfad bereitgestellte zweite Vergrößerung begrenzt ist; und, wenn das digital gezoomte erste Bild die zweite Vergrößerung erreicht oder übertrifft, Darstellen eines zweiten Bildes, das durch den zweiten Abbildungspfad vergrößert worden ist.
  • Ferner wird ein Verfahren zum virtuellen Entfernen von Sichthindernissen in einem Bild offenbart. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Aufnehmen eines ersten Bildes eines Hintergrunds und eines Sichthindernisses zu einem ersten Zeitpunkt T0; Aufnehmen eines zweiten Bildes des Hintergrunds und des Sichthindernisses zu einem zweiten Zeitpunkt T1; und dann, wenn das Sichthindernis oder der Hintergrund sich zwischen der Zeit T0 und der Zeit T1 so verschoben hat, dass andere Teile des Hintergrunds enthüllt worden sind, Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes durch Ersetzen jedes Teils des Sichthindernisses mit einem entsprechenden entweder während T0 oder T1 enthüllten Hintergrundteil.
  • In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird ein digitales Bildbearbeitungssystem bereitgestellt. Das digitale Bearbeitungssystem ist dazu ausgelegt, virtuell Sichthindernisse aus einem Bild durch Durchführen folgender Schritte zu entfernen: Aufnehmen eines ersten Bildes eines Hintergrundes und eines Sichthindernisses zu einem ersten Zeitpunkt T0; Aufnehmen eines zweiten Bildes des Hintergrunds und des Sichthindernisses zu einem zweiten Zeitpunkt T1; und dann, wenn das Sichthindernis oder der Hintergrund sich zwischen der Zeit T0 und der Zeit T1 so verschoben hat, dass andere Bereiche des Hintergrunds enthüllt worden sind, Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes durch Ersetzen jedes Teils des Sichthindernisses mit einem entsprechenden entweder während T0 oder T1 enthüllten Hintergrundteil.
  • In Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform wird ein digital zoomendes Mikroskop bereitgestellt. Das Mikroskop umfasst vorzugsweise eine Lichtquelle zum Befeuchten eines abzubildenden Objekts, einen ersten optischen Pfad, der ein Bild des Objekts bei einer ersten optischen Vergrößerung auf eine erste digitale Abbildungseinrichtung projiziert; und einen zweiten optischen Pfad, der ein weiteres Bild des Objekts bei einer zweiten optischen Vergrößerung auf eine zweite digitale Abbildungseinrichtung projiziert. Das Mikroskop umfasst außerdem vorzugsweise eine Anzeigeeinrichtung zum Darstellen eines oder mehrerer vergrößerter Bilder. Darüber hinaus ist das Mikroskop vorzugsweise dazu ausgelegt, zwischen der ersten Vergrößerung und der zweiten Vergrößerung unter Verwendung des ersten optischen Pfades digital an das Objekt heranzuzoomen oder von ihm wegzuzoomen, und zwischen der zweiten Vergrößerung und einer dritten Vergrößerung unter Verwendung des zweiten optischen Pfades digital an das Objekt heranzuzoomen oder von ihm wegzuzoomen.
  • In der letzten Ausführungsform wird ein digitales optisches Prüfsystem bereitgestellt. Das Prüfsystem umfasst einen Fühler, ein Gestell und ein Abbildungssystem mit mindestens zwei optischen Pfaden. Das Abbildungssystem ist dazu ausgelegt, ein kontinuierliches Zoomen innerhalb vergrößerter Bilder eines auf dem Gestell angeordneten Objekts durch ein Durchlaufen überlappender Niveaus digitaler Vergrößerung und optischer Pfade bereitzustellen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Diese Ausführungsformen und weitere Aspekte dieser Erfindung werden aus der untenstehenden genauen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ohne weiteres ersichtlich, die dazu vorgesehen sind, die Erfindung darzustellen und nicht zu beschränken und in denen:
  • 1 ein Blockschema ist, welches eine Ausführungsform eines digitalen optischen Prüfsystems darstellt;
  • 2 ein Blockschema ist, welches Verbindungen zwischen dem erfindungsgemäßen konstruierten Abbildungssystem und einem Computersystem darstellt;
  • 3 eine genauere Ansicht des erfindungsgemäß konstruierten digitalen optischen Prüfsystems bietet;
  • 4 die Vergrößerung eines Substrates unter Verwenden einer Kombination mehrerer Abbildungspfade mit einer erfindungsgemäß konstruierten digitalen zoomenden Abbildungseinrichtung darstellt;
  • 5 den Gesamteffekt kontinuierlichen Zoomens gemäß der Erfindung darstellt, wie durch mehrere Einzelbilder (englisch: frames) aus einer Videoeinspeisung aufgenommen;
  • 6 die Erzeugung eines vergrößerten Bildfelds auf einem gewünschten Ort darstellt, wie sie durch eine Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt wird;
  • 7 darstellt, wie gewünschte Objekte in einem vergrößerten Bild durch Sichthindernisse verdeckt sein können;
  • 8 die Erzeugung und Verwendung eines Maskenbildes zum Trennen eines gewünschten Bildes von Sichthindernissen darstellt;
  • 9 ein Schema einer Ausführungsform der verwendeten Vorrichtung ist, bei der zwei Abbildungseinrichtungen das gleiche Bildfeld betrachten;
  • 9a ein Schema des Überlagerns von Bildern aus der Ausführungsform der 9 ist.
  • Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorlegende Erfindung wird durch die folgende genaue Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden sollte, vollständiger verständlich. In dieser Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente innerhalb verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Innerhalb dieser genauen Beschreibung wird die beanspruchte Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen erklärt. Der Fachmann wird jedoch leicht erkennen, dass die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme nur beispielhaft sind und dass Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Rahmen der Erfindung abzuweichen.
  • Allgemein umfasst die vorliegende Erfindung ein optisches Mehrpfad-Abbildungssystem mit kontinuierlicher digitaler Zoomfähigkeit, welche mehrere optische Vergrößerungsniveaus hervorbringt.
  • 1 ist ein Blockschema, das eine Ausführungsform eines digitalen optischen Prüfsystems 100 darstellt. Das digitale optische Prüfsystem 100 umfasst ein Abbildungssystem 101, ein bewegliches Gestell 104, eine Zielprobe oder Substrat 102 und einen Fühler 106. Wie gezeigt ist das Abbildungssystem 101 auf das Substrat 102 ausgerichtet. Das Substrat 102 ist auf dem beweglichen Gestell 104 angeordnet, welches typischerweise mindestens drei Freiheitsgrade aufweist. Das Gestell 104 ist vorzugsweise entlang der x, y und z-Achsen einstellbar und durch einen Endbenutzer steuerbar. Ein Fühler 106 wird dazu verwendet, das Substrat 102 auf dem Gestell 104 zu manipulieren. Der Fühler kann dazu verwendet werden, das Substrat 102 an Ort und Stelle zu halten oder das Substrat 102 in sehr geringen Beträgen zu verstellen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Fühler das Substrat 102 elektrisch, optisch, chemisch oder durch verschiedene magnetische oder andere atomare Wechselwirkungen im Nahfeld testen. In einer weiteren Ausführungsform bietet der Fühler die Möglichkeit, an dem Substrat 102 anzuhaften oder ihm eine Saugwirkung aufzuerlegen, oder die Möglichkeit, Festkörper, Flüssigkeiten auf dem Substrat 102 abzulagern. Vorzugsweise befinden sich das Abbildungssystem 101, der Fühler 106 und das Gestell 104 in elektrischer Kommunikation mit einem Computer oder einem anderen Verarbeitungsgerät.
  • Es ist wichtig zu bemerken, dass obwohl die dargestellten Ausführungsformen sich auf ein Substrat 102 als das abgebildete Objekt beziehen, jegliches andere Objekt verwendet werden kann. Zum Beispiel können die hierin verwendeten Techniken und das System dazu verwendet werden, biologische oder chemische Proben, Abstriche oder Kulturen abzubilden. In alternativen Ausführungsformen kann das Abbildungssystem 101 innerhalb eines Teleskops verwendet werden, um entfernte Objekte, sowohl terrestrische als auch am Himmel, zu beobachten.
  • 2 ist ein Blockschema, welches Verbindungen zwischen dem erfindungsgemäß konstruierten Abbildungssystem 101 und einem Computersystem 200 darstellt. In der bevorzugten Ausführungsform steuert das Computersystem 200 das Abbildungssystem 101. Das Computersystem 200 kann ferner entweder direkt oder indirekt mit dem Gestell 104 und dem Fühler 106 kommunizieren.
  • Das Computersystem 200 ist Fachleuten gut bekannt. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Computersystem 200 mit einer Vielzahl von Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen verbunden. Diese können z. B. eine Tastatur 202, eine Maus 204 und einen Anzeigeschirm 206 umfassen. Das Computersystem 200 kann außerdem optional mit einer Fernsteuerung 207 für das Prüfsystem 100 gekoppelt sein.
  • Das Computersystem 200 ist vorzugsweise mit den Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen wie auch dem Abbildungssystem 101, Fühler 106 und Gestell 104 durch einen PCI- (Peripheral Component Interconnect; Busarchitekturstandard für Computer) oder anderen Bus und geeignete Steuerungsgerätschaft gekoppelt. Diese Steuerungsgerätschaft umfasst eine Graphikkarte 208, eine Abbildungseinrichtungs-PCI-Schnittstellenkarte 210, eine Motorkontrollerkarte 212 und eine Testschnittstellenkarte 214. Wie für Fachleute offensichtlich ist, kann die Graphikkarte 208 dazu verwendet werden, den Anzeigeschirm 206 zu steuern. Ähnlich steuert die Abbildungsein richtungs-PCI-Schnittstellenkarte 210 vorzugsweise das Abbildungssystem 101, während die Motorkontroller-Schnittstellenkarte 212 die Bewegungen des Gestells 104 orchestriert.
  • Wie dargestellt verbindet die Testschnittstellenkarte 214 vorzugsweise das Computersystem 200 mit einem Testinstrument 216. In dieser Ausführungsform steuert das Testinstrument 216 das Testen des Substrates 102 oder die Betätigung des Fühlers 106. Das elektrische Testen kann das Anlegen elektrischer Signale umfassen, die dazu vorgesehen sind, verschiedene bewegliche Miniaturstrukturen wie mikroelektromechanische Systeme (MEMS – englisch: microelectromechanical systems) zu betätigen. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Fühlern verwendet werden kann. Zum Beispiel können Fühler einen pH-Wert, Temperatur, Konzentrationen von Chemikalien, Lichtintensität messen und/oder bewußt ändern. Darüber hinaus können Fühler zum physikalischen Manipulieren des Substrats oder von Vorrichtungen auf dem Substrat und auch für das Zuführen von Flüssigkeiten, Feststoffen und/oder Gasen zu dem Substrat verwendet werden.
  • 3 bietet eine genauere Ansicht des digitalen optischen Prüfsystems 100. In dieser Ausführungsform befindet sich das Prüfsystem 100 in elektrischer Kommunikation mit der PCI-Schnittstellenkarte 210 und mit einer Beleuchtungseinrichtung 300.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 300 umfasst eine Beleuchtungsquelle für das Substrat 102. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Beleuchtungseinrichtung einen LED-Treiber 301 sowie rote, grüne und blaue LEDs 302-306. Der LED-Treiber 301 steuert die Intensität, Dauer und Frequenz des von den LEDs 302-306 abgegebenen Lichtes. Ein Fachmann wird erkennen, dass andere Quellen sichtbaren und unsichtbaren Lichts anstelle roter, grüner und blauer LEDs verwendet werden können. Zum Beispiel könnte eine weiße Lampe verwendet werden, ebenso wie eine Quelle von Infrarot-, fluoreszierendem oder ultraviolettem Licht. Darüber hinaus können andere Beleuchtungsparameter als die Wellenlänge variiert werden, etwa die Polarisierung des Lichts und die numerische Apertur der Linsen 308. Auf jeden Fall wird das Licht von diesen LEDs 302-306 dann vorzugsweise durch eine Serie von Strahlteilern 310 und Linsen 308 hindurchgeführt und durch ein Objektiv 312, bis es schließlich das Substrat 102 beleuchtet.
  • Das Objektiv 312 ist vorzugsweise mit einer Linsen I.D.(Identifizierungs)-Einheit 320 gekoppelt, die dazu geeignet ist, Informationen über das Objektiv 312 zu speichern. Die Linsen-I.D.-Einheit kann Informationen über das Objektiv 312 speichern, die seine Abweichungen, Verwendung, Einstellungen und Kalibrierung umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Auf diese Art kann ein spezifisches Objektiv 312, wenn es mit dem Abbildungssystem 101 verwendet wird, dem Computer 200 seine Eigenschaften betreffende Daten übertragen. Entweder ein Endbenutzer oder das Computersystem 200 kann dann diese Eigenschaftsinformationen verwenden, um Probleme zu korrigieren und die bestmöglichen Bilder zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann der Endbenutzer oder das Computersystem 200 Daten auf die Linsen-I.D.-Einheit 320 schreiben.
  • Das Lesen und Schreiben auf der Linsen-I.D.-Einheit 320 wird durch den Linsen-I.D.-Leser 322 ermöglicht. Vorzugsweise befindet sich der Linsen-I.D.-Leser 322 in elektrischer Kommunikation mit der Linsen-I.D.-Einheit 320, nachdem das Objektiv 312 in das Abbildungssystem 101 gebracht worden ist. Jedes verwendete Objektiv wird seine eigenen Informationen enthalten und daher kann das Abbildungssystem 101 eine Vielzahl von Objektiven spezifisch identifizieren und mit ihnen koppeln. Vorteilhafterweise verhindert dieses Merkmal eine zeitraubende manuelle Kalibrierung des Abbildungssystems 101 für jedes eingefügte Objektiv. In verschiedenen weiteren Ausführungsformen kann jede elektronische Komponente (z. B. Abbildungseinrichtung 316, Beleuchtungseinrichtungen 300, Linsen 308, Strahlteiler 310, usw.) ihre eigene I.D.-Einheit und/oder -Leser haben, so dass das Computersystem 200 automatisch über die einzelnen Komponenten innerhalb des Abbildungssystem 101 informiert ist.
  • Wie oben beschrieben ist wie das Objektiv 312 jede elektronische Komponente vorzugsweise dazu ausgelegt, ihre Abweichungen, Verwendung, Einstellungen und Kalibrierung beschreibende Daten zu speichern. Die Elektronikkomponenten selbst können jedoch recht verschieden sein und können aus der Gruppe gewählt werden, die aus einem oder mehreren der Folgenden besteht:
    • (a) einer optischen Linse;
    • (b) einer Beleuchtungsquelle;
    • (c) einer digitalen Abbildungseinrichtung;
    • (d) einer Anordnung lichtemittierender Dioden;
    • (e) einem Kommunikationsnetzknoten (englisch: communications hub);
    • (f) einem Motor;
    • (g) einem Prozessor;
    • (h) einer mechanischen Halterung; und
    • (i) einem Strahlteiler, Wellenleiter, Refraktor oder einer anderen optischen Komponente.
  • Die Stellung des Objektivs 312 ist vorzugsweise durch ein motorisiertes Fein-Fokus-Gestell 324 gesteuert. Eine motorisierte Linsenschnittstelle 326 steuert das motorisierte Fein-Fokus-Gestell 324 in Antwort auf Anweisungen von dem Netzwerkknoten.
  • Im Betrieb scheint das von der Beleuchtungseinheit 300 emittierte Licht vorzugsweise durch das Objektiv 312 und wird vom Substrat 102 reflektiert. Zu diesem (Zeit-) Punkt tritt es wieder in das Objektiv 312 ein und wird durch eine oder mehrere im Abbildungssystem 101 enthaltene Strahlteiler 310 und Linsen 308 umgeleitet und vergrößert. Das Licht bewegt sich innerhalb des Abbildungssystems 101 entlang einer oder mehrerer optischer Abbildungspfade 314, bis es ein oder mehrere Abbildungseinrichtungen 316 erreicht. Das Licht wird dann auf jede Abbildungseinrichtung 316 fokussiert, wodurch ein Bild des Substrats 102 erzeugt wird.
  • Die schließlich auf die Abbildungseinrichtungen 316 projizierten Bilder erreichen jedes verschiedene Vergrößerungsniveaus. Zum Beispiel ist der Abbildungspfad 314a länger und hat daher eine größere Brennweite als der Abbildungspfad 314c. Dementsprechend wird die Vergrößerung eines Bildes des Substrats 102 entlang des Pfades 314a größer sein als entlang des Bildes 314c. Daher können in einer Ausführungsform Abbildungspfade 314c, 314b und 314a jeweils verschiedene effektive Vergrößerungen von 4-fach, 10-fach und 40-fach aufweisen. Die effektiven Vergrößerungen entlang jeden Abbildungspfades 314 können darüber hinaus durch das Verwenden verschiedener Linsen 308 und Strahlteiler 310 entlang jeden Abbildungspfades 314 gesteuert werden. Weiterhin wird ein Fachmann erkennen, dass, obwohl nur drei Abbildungspfade 314 in 3 dargestellt sind, jegliche Anzahl von Abbildungspfaden, die größer als zwei ist, verwendet werden kann, um einen weiten Bereich optischer Vergrößerungswege zu bieten.
  • Die Abbildungseinrichtungen 316 sind vorzugsweise digitale Festkörperabbildungsvorrichtungen wie ladungsgekoppelte Vorrichtungen (CCDs – englisch: Charge-Coupled Devices). Die Abbildungseinrichtungen 316 können Bilder in Schwarz und Weiß, Farbe oder über den Bereich des sichtbaren Spektrums hinaus aufnehmen. Darüber hinaus können die Abbildungseinrichtungen 316 separate Vorrichtungen sein, oder sie können alle logische Unterteilungen der gleichen Vorrichtung sein. Vorzugsweise weist jede Abbildungseinrichtung 316 eine Auflösung auf, die ausrei chend ist, das Computersystem 200 in die Lage zu versetzen, innerhalb des durch diese Abbildungseinrichtung 316 erzeugten Bildes digital zu zoomen.
  • 4 stellt die Kombination mehrerer Abbildungspfade 314 mit einer digital zoomenden Abbildungseinrichtung 316 dar, um eine gewünschte Vergrößerung des Substrats 102 zu erhalten.
  • Wie zuvor beschrieben, musste ein Endbenutzer bei existierenden Systemen oft zwischen einem weiten Bildfeld 400 und einem engen Bildfeld 402 wählen, wenn er tatsächlich ein mittleres Bildfeld 404 wünschte. Existierende Systeme boten diskrete Vergrößerungsniveaus, so dass eine höhere Vergrößerungsleistung ein zu enges Bildfeld 402 erzeugen würde, und eine niedrigere Vergrößerungsleistung ein zu breites Bildfeld 400 erzeugen würde.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erlauben digitales Zoomen zwischen zwei diskreten optischen Vergrößerungsniveaus. Somit erlaubt in einer Ausführungsform das Prüfsystem 100 einem Endbenutzer, von dem das weite Bildfeld 400 liefernden optischen Vergrößerungsniveau (d.h. Abbildungspfad) zu dem gewünschten Bildfeld 404 heranzuzoomen. In einer alternativen Ausführungsform erlaubt das Prüfsystem 100 einem Endbenutzer, von dem das enge Bildfeld 402 liefernden optischen Vergrößerungsniveau zu dem gewünschten Bildfeld 404 herauszuzoomen.
  • Um die gewünschte Vergrößerung und das Bildfeld 404 zu erreichen, stellt das Prüfsystem 100 zunächst vorzugsweise auf dem Anzeigeschirm 206 ein erstes Bild dar, das durch einen ersten Abbildungspfad 314c vergrößert wurde. Als nächstes zoomt das Prüfsystem 100 digital innerhalb des ersten Bildes innerhalb eines Bereichs, der durch eine in dem kürzesten Abbildungspfad 314c bereitgestellte erste Vergrößerung (z. B. 4-fach) und eine in einem Abbildungspfad 314b mit mittlerer Länge bereitgestellte zweite Vergrößerung (z. B. 10-fach) begrenzt ist. Wenn das digital gezoomte erste Bild die zweite Vergrößerung erreicht oder übertrifft, stellt das Prüfsystem 100 ein zweites Bild dar, das durch den zweiten Abbildungspfad 314b vergrößert wurde.
  • Dieses Verfahren kann auch mit dem dritten Weg 314a fortgesetzt werden. In diesem Fall zoomt das Prüfsystem 100 digital in dem zweiten Bild innerhalb eines Bereichs, der durch eine in dem Abbildungspfad 314b mit mittlerer Länge bereitgestellte zweite Vergrößerung (z. B. 10-fach) und eine in dem längsten Abbildungspfad 314a bereitgestellte (z. B. 40-fach) dritte Vergrößerung begrenzt ist. Wenn das digital gezoomte zweite Bild die dritte Vergrößerung erreicht oder übertrifft, stellt das Prüf system 100 ein drittes Bild dar, das durch den zweiten Abbildungspfad 314a vergrößert wurde.
  • Somit ist das Prüfsystem 100 dazu ausgelegt, kontinuierliches Zoomen innerhalb vergrößerter Bilder des Substrats 102 mittels eines Durchlaufens verschachtelter Niveaus digitaler Vergrößerung und optischer Pfade 314 zu bieten. Ein Fachmann wird leicht erkennen, dass aus dem dargestellten Bild herauszuzoomen nur die Umkehr der oben skizzierten Schritte erfordert.
  • 5 stellt den Gesamteffekt dieses kontinuierlichen Zoomens dar, wie durch mehrere Einzelbilder (englisch: frame) von einer Videoeinspeisung aufgenommen. Wie gezeigt nimmt ein Videoaufnahmesystem zwölf Einzelbilder aus dem Prüfsystem 100 auf. Anfänglich ist die Vergrößerung am niedrigsten, und das Bild durchläuft den kürzesten Abbildungspfad 314c und wird auf eine erste Abbildungseinrichtung 316c (wie in 3 dargestellt) projiziert. Während der Einzelbilder eins bis vier wird die Vergrößerung digital angehoben, bis sie ansonsten die durch den Abbildungspfad 314b mittlerer Länge bereitgestellte Vergrößerung übertreffen würde. Beginnend bei Einzelbild fünf wird das dargestellte Bild durch den Weg 314b mittlerer Länge und die zweite Abbildungseinrichtung 316b erzeugt. Während der Einzelbilder fünf bis sechs wird das Bild erneut digital vergrößert, bis es ansonsten die durch den langen Abbildungspfad 314a bereitgestellte Vergrößerung übertreffen würde. Somit wird beginnend bei Einzelbild sieben das dargestellte Bild durch den langen Weg 314a und die dritte Abbildungseinrichtung 316a erzeugt. Danach wird das Bild während der Einzelbilder sieben bis zwölf digital vergrößert, bis die Vergrößerung das gewünschte Niveau erreicht.
  • Ein dem kontinuierlichen Zoomen innewohnendes Problem besteht in der Tatsache dass dann, wenn die Vergrößerung sich erhöht, das Bildfeld schrumpft, bis Objekte, die der Endbenutzer eventuell beobachten möchte, aus dem Bild herausgeschnitten sind. 6 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, welche es einem Endbenutzer erlaubt, ein vergrößertes Bildfeld auf einen gewünschten Ort zu zentrieren.
  • Wie in 6 dargestellt, schrumpft das Bildfeld von dem größten Bildfeld 600 auf ein kleineres Bildfeld 602 bis zu dem kleinsten Bildfeld 604, wenn sich die Vergrößerung erhöht. Um ein Objekt außerhalb des Schirms zu sehen, wird das Bild angepasst, bis es den gewünschten Bereich oder das Bildfeld 606 mit der geeigneten Vergrößerung aufnimmt. Dies wird vorzugsweise durch logisches Verschieben des Bildfelds auf einer Abbildungseinrichtung mit hoher Bildpunktanzahl, bis der ge wünschte Bildort gezeigt ist, erreicht. In alternativen Ausführungsformen können Software-Algorithmen das digitale Zoomen und Zentrieren des gewünschten Bildfelds 606 auf den bevorzugten Ort ermöglichen. Darüber hinaus können versetzte oder sich bewegende Abbildungseinrichtungen verwendet werden, um ein vergrößertes Bild zu durchsuchen, bis das gewünschte Bildfeld dargestellt ist.
  • Alternativ können der Strahlteiler 310 und/oder die Linse 308 bewegt oder rotiert werden, um ein vergrößertes Bild über eine Abbildungseinrichtung verschieben zu lassen, bis das gewünschte Gebiet aufgenommen wird. In einer Ausführungsform wird dies durch Anpassen des Winkels eines durch einen kardanischen Aufhängungsmechanismus gelagerten Spiegels erreicht, da der geometrische Aufbau jedes in 3 gezeigten optischen Pfades durch Einbauen eines oder mehrerer Spiegel zum Abknicken des Pfades modifiziert werden kann.
  • Ein Fachmann wird erkennen, dass das Ziel oder der Ort für jedes Bild nicht der gleiche sein muss, wenn sich die Vergrößerung ändert. Darüber hinaus können sich zwei Orte allgemein bezüglich einer Anordnung in der Ebene (X/Y) oder einer Anordnung außerhalb der Ebene (Z) oder beidem unterscheiden. Durch Ändern des Fokus, der Vergrößerung und der Abbildungseinrichtungseinstellungen können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch die verschiedenen Ansichten auf verschiedene Objekte innerhalb der Ebene und außerhalb der Ebene zentrieren.
  • Sobald eine geeignete Vergrößerung und ein geeignetes Bildfeld erfasst wurden, kann ein Endbenutzer das Bild untersuchen, während das Bild statisch bleibt. Allerdings befinden sich häufig Objekte innerhalb des vergrößerten Bildes, welche die Beobachtung erschweren. Insbesondere sind Objekte, die ein Endbenutzer zu beobachten wünscht, gelegentlich durch die Enden des Fühlers 106 oder durch andere Sichthindernisse verdeckt.
  • 7 illustriert, wie in einem vergrößerten Bild gewünschte Objekte durch Sichthindernisse versteckt sein können. Wie dargestellt zeigt ein abgebildetes Bildfeld 700 zur Zeit 0 (T0) drei beobachtete vergrößerte Objekte 702a, 704a und 706a. Zu T0 kann der Endbenutzer die Teile der drei Objekte 702a, 704a und 706a sehen, die er oder sie zu beobachten wünscht. Ebenfalls gezeigt sind zwei Fühler 708, die auf beiden Seiten des Bildes angeordnet sind. Es sei bemerkt, dass die Fühler die Sicht auf keines der Objekte 702a, 704a und 706a behindern.
  • Zur Zeit 1 (T1) haben sich die Objekte 702-706 relativ zu den Fühlern 708 und dem Bildfeld 710 bewegt. Ob sich die Objekte 702-706 bewegt haben, oder das Bildfeld 710 und die Fühler 708 sich bewegt haben, ist nicht von Bedeutung, da das Problem in ihrer relativen Bewegung liegt. Somit wurden zur Zeit T1 die Objekte 702b und 704b durch die Fühler 708 teilweise verdeckt. Ähnlich hat sich das Objekt 706b zu der Unterseite des Bildfelds 710 bewegt, so dass Teile des Objekts 706 nicht länger sichtbar sind.
  • Um dieses Problem anzugehen, bieten Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung Verfahren und Systeme zum Erzeugen von Kompositbildern, welche Sichthindernisse aus einem gegebenen Bildfeld digital entfernen. Wenn allgemein ein Ziel durch ein Bildfeld einer Abbildungseinrichtung 316 bewegt wird, möglicherweise unter einer durch Fühler, Drähte und andere Sichthindernisse gebildeten Öffnung, sammelt und speichert die Abbildungseinrichtung 316 Bilder von Bereichen des Ziels, die verdeckt oder anderweitig zum Abbilden zu einer späteren Zeit nicht verfügbar sein könnten. Somit wird gespeicherte Bildinformation verwendet, um nicht verfügbare Bildinformationen in einem angezeigten, analysierten oder gespeicherten Bild aufzufüllen.
  • In der bevorzugten Ausführungsform werden Sichthindernisse virtuell durch das folgende Verfahren aus einem Bild entfernt. Zuerst speichert das Prüfsystem 100 ein erstes Bild eines Hintergrunds und eines Sichthindernisses zu einem ersten Zeitpunkt T0. Als nächstes speichert das Prüfsystem 100 ein zweites Bild des Hintergrunds und des Sichthindernisses zu einem zweiten Zeitpunkt T1. Wenn das Sichthindernis oder der Hintergrund sich in der Zeit zwischen T0 und der Zeit T1 derart verschoben hat, das verschiedene Teile des Hintergrunds enthüllt wurden, dann erzeugt das Prüfsystem ein Kompositbild durch Ersetzen eines jeden Teils des Sichthindernisses mit einem entsprechenden entweder während T0 oder T1 enthüllten Hintergrundteil.
  • Die Bestimmung dahingehend, welche Bildpunkte dem sich bewegenden Hintergrund entsprechen und welche den Sichthindernissen entsprechen, kann auf verschiedene Arten erreicht werden. In einer Ausführungsform markiert ein Endbenutzer die jeweiligen Bereiche unter Verwendung einer Zeigevorrichtung und einer grafischen Benutzerschnittstelle (englisch: graphical user interface). In einer weiteren Ausführungsform werden Bewegungsmessungs-Algorithmen maschineller Bilderkennung (englisch: machine-vision), wie gradientenbasierter optischer Fluss oder Blockangleichung bei einer Bildfolge auf viele kleine Bereiche von Interesse angewendet. In einer Verfeinerung dieser Ausführungsform werden Informationen von anderen Quellen mit Bild- oder benutzereingegebenen Informationen kombiniert, um Sichthindernisse, Hintergründe und gewünschte Objekte genau zu verfolgen. An diesem Punkt wird vorzugsweise ein Maskenbild erzeugt, um das gewünschte Bild von den Sichthindernissen zu separieren.
  • 8 stellt die Erzeugung und Verwendung eines Maskenbildes zum Separieren eines gewünschten Bildes von Sichthindernissen dar. In diesem Bild entsprechen die schwarzen Bildpunkte Bewegung innerhalb der Szene. In diesem Fall entsprechen diese Bildpunkte Teilen des Ziels, welche sich während dreier diskreter Zeitpunkte nach oben verschoben haben. Da sich das Ziel nach oben verschoben hat, verschiebt sich das Bild nach oben und zentriert sich erneut, um die gewünschten Objekte innerhalb des Bildfeldes zu behalten. Relativ zu dem Ziel erscheint es, dass sich die Fühler in dem Bildfeld nach unten bewegen. Dementsprechend erscheinen die Fühler 708 in dem ersten Bildfeld 800a oben. Zur Zeit T1 erscheinen die Fühler 708 in der Mitte des Bildfelds 800b. Und zur Zeit T2 erscheinen die Fühler 708 in dem Bildfeld 800c unten.
  • Sowie Teile des Zielbilds aufgrund der relativen Bewegung zwischen dem Ziel und den Fühlern 708 enthüllt werden, können Teile der Fühler von der Maske abgezogen werden, um ein zusammengesetztes, nicht aktuelles Bild zu erzeugen. Zur Zeit T0 gab es keine relative Bewegung zwischen dem Ziel und den Fühlern 708, und sie werden in ihrer Gesamtheit innerhalb des Bildfeldes 802a gezeigt. Zu T1 sind nun Teile des Ziels sichtbar, die zuvor nicht sichtbar waren. Somit können Teile der Fühler durch die neu sichtbaren Teile ersetzt werden, was ein Bildfeld 802b erzeugt, in dem die Fühler 708 zu Splittern verringert wurden. Das Bild wird jedoch immer noch leicht durch die Splitter der Fühler 708 verdeckt. Zur Zeit T2 gab es ausreichend Bewegung des Ziels, so dass zwischen den Zeiten T0 und T2 das gesamte Ziel enthüllt wurde. Durch Kombinieren der Teile des Ziele, die zu allen drei Zeiten sichtbar waren, kann das nicht aktuelle zusammengesetzte Bild 802c erzeugt werden, in dem die Fühler komplett eliminiert wurden. Auf diese Art können Sichthindernisse aller Arten aus den gewünschten Bildern entfernt werden.
  • Obwohl das Verwenden einer Bildüberlagerung in Bezug auf das Entfernen von Sichthindernissen aus dem Bild beschrieben wurde, ist ein solches Überlagern auch nützlich, um andere optische Artefakte zu entfernen. Zum Beispiel erzeugen Linsen häufig unscharfe Bilder, wenn das Bild am Rand oder Umfang der Linse erzeugt wird. Diese Unschärfe kann aus einem Bild durch Aufnehmen eines ersten Bildes mit einem unscharfen Randbereich und Verschieben des Objektes, um die Bereiche, die un scharf waren, zur Mitte des Bildfeldes zu bewegen, entfernt werden. Zusätzliche Bilder werden dann mit den zuvor unscharfen Bereichen in der Mitte der neuen Felder aufgenommen, so dass sie scharf erscheinen. Die Teile der nun scharfen Bilder der Randbereiche werden dann mit dem ersten Bild kombiniert, um die Stelle der unscharfen Bilder des Randbereichs einzunehmen und um ein neues Bild ohne Unschärfe am Rand zu erzeugen.
  • Bezugnehmend auf 9 kann die vorliegende Erfindung außerdem dazu verwendet werden, eine höhere Auflösung des Bildfeldes zu erzeugen. Um diese Auflösung über die Bildpunkte hinaus zu erzeugen, nehmen die zwei Abbildungseinrichtungen 316a und 316b ein Bild des gleichen Bildfeldes durch das gleiche Objektiv 317 auf. Die Vergrößerung beider Bilder kann die gleiche sein. Obwohl beide Abbildungseinrichtungen das gleiche Bildfeld sehen, ist aufgrund der Unterschiede in den optischen Pfaden jedes Bild leicht verschoben; typischerweise um weniger als einen Bildpunkt.
  • Ferner bezugnehmend auf 9b würden die beiden Bilder wie gezeigt erscheinen, wenn sie überlappen würden. Wie zu sehen ist, überlappen die Bildpunkte des Bildes 400 mit Teilen der Bildpunkte des Bildes 410. Jeder mögliche Bildpunkt des Bildes 400 erscheint dann allgemein, als wenn er aus bis zu vier kleineren („Viertel-„) Bildpunkten des Bildes 410 zusammengesetzt wäre. Durch mathematisches Manipulieren der zwei Bilder wird ein äquivalentes Bild höherer Auflösung gebildet. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform jedem „Viertelbildpunkt” ein Wert zugewiesen werden, der dem gewichteten Mittel der nächsten Nachbarn von den zwei Bildern entspricht. Andere Verfahren sind dem Fachmann ebenfalls bekannt.
  • Zusätzlich können digitale Bilder mehrerer Abbildungseinrichtungen kombiniert werden, um dem Benutzer zusätzliche Informationen bereitzustellen. Jede dieser Abbildungseinrichtungen kann an verschiedenen Orten, bei verschiedenen Polarisierungen (durch verschiedene in dem optischen Pfad angeordnete Polarisatoren), verschiedenem Fokus, verschiedener Farbempfindlichkeit (durch verschiedene in dem optischen Pfad angeordnete Filter), Neigung, numerischer Apertur der Vergrößerung oder Verzerrung aufgenommene Bilder aufweisen. Diese zusätzliche Information kann dabei verwendet werden, um die Bilder wie gewünscht zu verbessern oder zu kombinieren.
  • Eine weitere Verfeinerung dieser Ausführungsform bietet einen weiteren Schritt, in dem dieses synthetisierte Bild angezeigt wird. Diese Anzeige kann ferner ein Sichthindernis simultan mit dem synthetisierten Bild zeigen, möglicherweise mit einer unterschiedlichen Erscheinung wie etwa Schwarz-Weiß oder nur Rot oder nur Umris se oder mit grafischen Markierungen gekennzeichnet. Die Anzeige des Maskenbildes kann auch mit einem gewissen Maß an Transparenz überlagert sein, so dass die Überlagerung, das darunter liegende Ziel und die geometrische Beziehung zwischen ihnen visualisiert werden kann.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Sichthindernis durch Ändern des Fokus des Bildes entfernt. Im Fall eines Abbildungssystems 101 mit hoher numerischer Apertur und kleinen, isolierten Sichthindernissen, werden die Sichthindernisse im Wesentlichen durchsichtig, wenn sie ausreichend außer Fokus sind. Somit kann das zusammengesetzte Bild einfach ein Bild des Ziels mit ausreichend unfokussierten Sichthindernissen sein. Ein gemeinsames Verschieben des Gestells 104 und des Abbildungseinrichtungsfokus, während die Sichthindernisse stationär sind, steht dem Verschieben der Sichthindernisse allein gleich.
  • Die Flexibilität dieses Systems kann in der folgenden Anwendung leicht gesehen werden. In dieser Anwendung wird das System dazu verwendet, die Anordnung von Fühlern auf den Kontaktflecken einer Halbleiterscheibe (englisch: wafer) zu visualisieren. Bei diesem Betrieb wird eine Halbleiterscheibe auf einem Gestell durch das System visualisiert. Ein Fühlersatz wird dann über die Kontaktflecken gebracht und auf die Kontaktflecken herabgelassen. Allgemein wird dies derart durchgeführt, dass die Fühler ausreichend Druck auf die Kontaktflecken ausüben, um jegliches Oxid auf den Kontaktflecken zu entfernen oder „wegzuschaben" und einen guten elektrischen Kontakt herzustellen. All dies ist irrelevant, wenn die Fühler nicht zuerst geeignet zu den Kontaktflecken ausgerichtet sind.
  • Das vorliegende System erlaubt es, die Kontaktflecken zu betrachten und die Anordnung und den Kontakt zwischen den Fühlern und den Kontaktflecken zu verifizieren. Die Kontaktverifizierung kann auf mehrere Arten geschehen. Zunächst können die Kontaktflecken in einem Bild fokussiert werden, und dann, wenn die Fühler die Kontaktflecken kontaktieren, kommen sie ebenfalls in den Fokus. Wenn die Fühler im Fokus sind, bietet eine durch das Biegen der Fühler erzeugte Bewegung in der Ebene eine Anzeige dafür, dass Kontakt hergestellt wurde.
  • Ein zweites Verfahren verwendet mehrere Abbildungseinrichtungen, die auf verschiedenen Fokusebenen zentriert sind. Eine Abbildungseinrichtung könnte auf die Fühlerspitzen fokussiert sein und eine Abbildungseinrichtung könnte auf das Substrat fokussiert sein. Darüber hinaus könnte eine weitere Abbildungseinrichtung auf ein Zwischenniveau fokussiert sein. Wenn die Ebenenzentren der Bildfelder aller Abbil dungseinrichtungen zusammenfallen, bieten sie ein bequemes Mittel, die Fühler und das Substrat auszurichten, und auch ein Mittel, den Fühlern und dem Substrat zu folgen, wenn sie in Kontakt bewegt werden.
  • Insgesamt werden verbesserte Verfahren und Systeme zum Abbilden bereitgestellt. Insbesondere werden Systeme und Verfahren zum Ausdehnen des Bereichs eines digitalen Zooms bereitgestellt, bei denen ein Abbildungssystem eine kontinuierliche Vergrößerung über mehrere verschachtelte optische Pfade und digital zoomende Abbildungseinrichtungen liefert. Außerdem werden Systeme und Verfahren des Zentrierens eines Bildes, wenn sich das Bildfeld ändert, und zum Herausmaskieren unerwünschter Sichthindernisse aus einem vergrößerten Bild bereitgestellt.
  • Variationen, Modifikation und andere Implementierungen des hierin Beschriebenen werden dem Durchschnittsfachmann in den Sinn kommen, ohne von dem Geist und Rahmen der Erfindung, wie sie beansprucht ist, abzuweichen. Dementsprechend ist die Erfindung nicht durch die vorangehende darstellende Beschreibung zu definieren, sondern durch den Geist und Rahmen der folgenden Ansprüche.

Claims (12)

  1. Abbildungssystem mit einem digitalen Zoom mit ausgedehntem Bereich, umfassend: einen ersten optischen Pfad, welcher ein erstes Bild bei einer ersten Vergrößerung auf eine erste digitale Abbildungseinrichtung projiziert; und einen zweiten optischen Pfad, welcher ein zweites Bild bei einer zweiten Vergrößerung auf eine zweite digitale Abbildungseinrichtung projiziert; wobei das System dazu ausgelegt ist, das erste Bild zwischen der ersten Vergrößerung und der zweiten Vergrößerung unter Verwendung des ersten optischen Pfades digital zu zoomen, und das zweite Bild zwischen der zweiten Vergrößerung und einer dritten Vergrößerung unter Verwendung des zweiten optischen Pfades zu zoomen.
  2. System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Anzeige, welche mindestens ein vergrößertes Bild zum Betrachten darstellt.
  3. System nach Anspruch 1, das so ausgelegt ist, dass ein Endbenutzer innerhalb und zwischen jedem vergrößerten Bild mittels eines kontinuierlichen Durchlaufens verschachtelter Niveaus digitaler Vergrößerung und optischer Pfade kontinuierlich zoomen kann.
  4. System nach Anspruch 1, das dazu ausgelegt ist, jedes vergrößerte Bild auf ein spezifiziertes Ziel oder einen Ort zu zentrieren.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Abbildungseinrichtung unterschiedliche logische Elemente innerhalb der gleichen physikalischen Vorrichtung umfassen.
  6. System nach Anspruch 1, ferner umfassend ein oder mehrere elektronische Komponenten, wobei jede dazu ausgelegt ist, Daten ihre physikalischen Eigenschaften betreffend zu speichern.
  7. System nach Anspruch 1, wobei jede elektronische Komponente dazu ausgelegt ist, Daten zu speichern, deren Datentyp aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Abweichungen, Verwendung, Einstellungen und Kalibrierung der Komponente besteht.
  8. System nach Anspruch 1, wobei die elektronischen Komponenten aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem oder mehreren der folgenden besteht: (a) einer optische Linse; (b) einer Beleuchtungsquelle; (c) einer digitalen Abbildungseinrichtung; (d) einer Anordnung lichtemittierender Dioden; (e) einem Kommunikationsnetzwerkknoten; (f) einem Motor; (g) einem Prozessor; (h) einer mechanischen Halterung; und (i) einem Strahlteiler, Wellenleiter, Refraktor, oder anderen optischen Komponente.
  9. System zum Bearbeiten digitaler Bilder zum virtuellen Entfernen von Sichthindernissen aus einem Bild mit: einer Einrichtung zum Speichern eines ersten Bildes eines Hintergrunds und eines Sichthindernisses zu einem ersten Zeitpunkt T0; einer Einrichtung zum Speichern eines zweiten Bildes des Hintergrundes und des Sichthindernisses zu einem zweiten Zeitpunkt T1; und einer Einrichtung zum Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes durch Ersetzen eines jeden Teils des Sichthindernisses mit einem entsprechenden während entweder T0 oder T1 enthüllten Hintergrundteil, wenn das Sichthindernis oder der Hintergrund sich zwischen der Zeit T0 und der Zeit T1 verschoben hat, so dass verschiedene Teile des Hintergrunds enthüllt wurden.
  10. Digital zoomendes Mikroskop, mit: einer Lichtquelle zum Beleuchten eines abzubildenden Objekts; einem ersten optischen Pfad, der ein Bild des Objekts bei einer ersten optischen Vergrößerung auf eine erste digitale Abbildungseinrichtung projiziert; einem zweiten optischen Pfad, der ein weiteres Bild des Objekts bei einer zweiten optischen Vergrößerung auf eine zweite digitale Abbildungseinrichtung projiziert; und einer Anzeige zum Zeigen eines oder mehrerer vergrößerter Bilder; wobei das Mikroskop dazu ausgelegt ist, digital zwischen der ersten Vergrößerung und der zweiten Vergrößerung unter Verwenden des ersten optischen Pfades an das Objekt heranzuzoomen und von ihm wegzuzoomen, und zwischen der zweiten Vergrößerung und einer dritten Vergrößerung unter Verwenden des zweiten optischen Pfades an das Objekt heranzuzoomen und von ihm wegzuzoomen.
  11. Digitales optisches Prüfsystem, mit: einem Fühler; einem Gestell; und einem mindestens zwei optische Pfade enthaltenden Abbildungssystem, wobei das Abbildungssystem dazu ausgelegt ist, kontinuierliches Zoomen zwischen vergrößerten Bildern eines auf dem Gestell angeordneten Objekts mittels eines Durchlaufens verschachtelter Niveaus digitaler Vergrößerung und optischer Pfade bereitzustellen.
  12. System nach Anspruch 1, wobei jeder optischer Pfad einen unterschiedlichen Vergrößerungsmaßstab für jedes Bild erzeugt.
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