Aus der US-A-5,031,099 der Anmelderin ist ein Computer
unterstütztes Video-Mikroskop bekannt, das aus einem Mikroskop
mit einem konventionellen Mikroskopstativ, einem dazu separat
angeordneten Computer und die zum Computer zugehörigen
Peripherie-Geräte wie Monitor, Drucker, Tastatur usw. besteht.
Der Computer umfaßt dabei diverse Steckkarten, die sowohl die
Kommunikation mit den Peripherie-Geraten als auch die
Ansteuerung unterschiedlicher motorischer Funktionen des
Mikroskops, wie den motorischen Fokussiertrieb und den
motorischen Kreuztisch, ermöglichen. Nachteilig an solchen
nichtintegrierten Lösungen ist der enorme Platzbedarf, da
sowohl das gesamte Mikroskop als auch die Peripherie-Geräte des
Computers, wie Monitor, Tastatur und ggf. anderweitige Eingabe
mittel wie Computer-Mouse oder Trackball, nebeneinander auf dem
Arbeitstisch anzuordnen sind.
Aus der GB-A-20 84 754 ist desweiteren ein modular aufgebautes
Mikroskop bekannt, das aus einem Rahmen mit mehreren Einschub
fächern besteht und bei dem das Beleuchtungsmodul und das
Beobachtungsmodul in unterschiedliche Fächer dieses Rahmens
einsetzbar sind. Hierdurch kann je nach Bedarf mit Hilfe
derselben optischen Komponenten wahlweise ein aufrechtes oder
ein inverses Mikroskop realisiert werden. Angesprochen ist hier
außerdem die Möglichkeit, über einen Videoausgang eine Video-
Kamera mit nachfolgender Bildverarbeitung anzuschließen. Der
Platzbedarf dieses Systems ist jedoch mindestens ebenso groß,
wie der des Mikroskops aus dem o.g. US-Patent.
In der US-A-4,361,377 ist darüber hinaus ein monokulares
Kompaktmikroskop beschrieben, das ein geschlossenes Gehäuse
aufweist und bei dem das mikroskopische Präparat über eine
Gehäuseöffnung zur Beobachtung in das Innere des Gehäuses
einführbar ist. Hierbei handelt es sich jedoch um ein
Einfachst-Mikroskop, bei dem keine Computerunterstützung wie
Bildaufzeichnung oder Bildverarbeitung möglich ist.
Die vorliegende Erfindung soll ein computerunterstütztes Video-
Mikroskop, insbesondere für klinische oder pathologische
Routineuntersuchungen schaffen, das einen kompakten Aufbau
aufweist und nur wenig Platz auf dem Arbeitsplatz des
Mikroskopikers beansprucht.
Diese Ziel wird durch ein Mikroskop mit den Merkmalen der
unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen
der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Video-Mikroskop weist ein geschlossenes
Gehäuse auf, innerhalb dessen sämtliche optischen Komponenten
des Mikroskops angeordnet sind. Die Frontseite des Gehäuses
weist darüber hinaus eine Öffnung zum Einführen eines
mikroskopischen Präparates auf einem Standard-Objektträger auf.
Mit der Erfindung wird dementsprechend die bisher übliche
Mikroskopkonstruktion, bei der Objektiv, Kondensor und Objekt
tisch frei zugänglich sind, verlassen. Für den Benutzer
zugänglich verbleiben lediglich der Öffnungsschlitz zum
Einführen des Präparates und ggf. das Lampenfach, damit die zur
Beleuchtung des mikroskopischen Präparates dienende Lampe im
Falle eines Schadens auswechselbar ist. Das Gehäuse des
erfindungsgemäßen Video-Mikroskopes kann dabei insbesonders
quaderförmig ausgebildet sein, so daß der Video-Monitor auf das
Mikroskop gestellt werden kann. Die äußeren Gehäuseabmessungen
entsprechen dabei denen von handelsüblichen Disketten- oder
Kompaktdisk-Laufwerken, so daß die dafür vorgesehenen Standard
gehäuse mit integriertem Netzteil verwendet werden können. Es
können dann auch Mikroskop und derartige Laufwerke oder mehrere
Mikroskope übereinander gestapelt werden, so daß der zusätz
liche Platzbedarf für das Mikroskop auf dem Arbeitstisch des
Mikroskopikers nahezu verschwindet.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Mikroskop
zum Einführen direkt in die Laufwerkschächte eines Personal
Computers ausgebildet. Vorzugsweise nimmt dabei das Mikroskop
nur ein oder zwei Plätze der Standardschachtgröße von 5 1/4
Zoll ein. Dadurch wird der sonst bei Computern in sogenannter
Rack-Bauweise ungenutzte Platz freier Laufwerkschächte
ausgenutzt. Außerdem kann dann gleichzeitig das Netzteil des
Computers auch für die Stromversorgung des Mikroskopes
herangezogen werden, so daß ein zusätzliches Netzteil für das
Mikroskop eingespart werden kann.
Bei beiden Varianten sind bei horizontal ausgerichteter
Objektebene die horizontalen Abmessungen des Mikroskopes größer
als die vertikalen Abmessungen. Hierin unterscheidet sich das
erfindungsgemäße Mikroskop schon rein äußerlich von den
bisherigen Mikroskopkonstruktionen.
Die Steuerung des gesamten Mikroskopes - mit Ausnahme des
Einführens des Präparates - erfolgt bei beiden Ausführungs
beispielen über die Eingabemittel des Computers, wie z. B.
Tastatur, Mouse, Trackball oder Trackpad. Sämtliche beweglichen
optischen und mechanischen Komponenten innerhalb des
Mikroskopes sind deshalb motorisch angetrieben. Die
elektronischen Komponenten zur Ansteuerung der motorischen
Bewegungen sollten dabei auf einer Treiberkarte außerhalb des
Mikroskopes, beispielsweise auf einer Steckkarte des Computers,
angeordnet sein. Die von der Treiberkarte abgegebene Wärme wird
dadurch vom Mikroskop fern gehalten und kann demzufolge nicht
zu thermischen Ausdehnungen innerhalb des Mikroskopes führen,
die den Strahlengang nachteilig beeinflussen würden. Die
Treiberkarte und das Mikroskop sind dann über einen digitalen
Datenpfad, beispielsweise den Computerbus, miteinander
verbunden.
Für einen besonders kompakten Aufbau ist eine im wesentlichen
Z-förmige Strahlführung innerhalb des Mikroskopes vorteilhaft.
Das von einer Lichtquelle emittierte Licht wird dabei zunächst
entlang einer in einer ersten Ebene, einer Beleuchtungsebene,
liegenden optischen Achse geführt, etwa in der Mitte des
Mikroskopes durch einen Spiegel in eine zur Beleuchtungsebene
senkrechte Richtung umgelenkt und nach Durchtritt durch das
Präparat durch einen zweiten Spiegel entlang einer in einer
zweiten, zur ersten Ebene parallelen Beobachtungsebene
liegenden optischen Achse umgelenkt und nachfolgend in dieser
zweiten Ebene zum Videosensor geführt. Um sowohl in der
Beleuchtungsebene als auch in der Beobachtungsebene eine
hinreichend lange optische Wegstrecke zu erzielen, kann der
Strahlengang in jeder dieser Ebenen zusätzlich noch gefaltet
sein. In einer weiteren, zur Beleuchtungs- und zur
Beobachtungsebene parallelen dritten Ebene sollte als Objekt
tisch eine Auflagefläche vorgesehen sein, die mit der Einführ
öffnung im Gehäuse fluchtet.
Für die Bewegung des Präparates zur Auswahl des interessieren
den Objektdetails, kann ein in zwei zueinander senkrechten
Richtungen beweglicher zangenartiger Manipulator vorgesehen
sein. Dieser Manipulator ergreift das Präparat bei dessen Ein
führen in einer vorgegebenen Übergabeposition und führt es
anschließend auf der Auflagefläche gleitend in die gewünschte
Position.
Um trotz des kompakten Aufbaus und des daraus resultierenden
Verzichts auf wechselbare Objektive unterschiedliche Vergröße
rungen zu ermöglichen, sollte das Mikroskop-Objektiv mehrteilig
ausgebildet und das die Frontlinse oder Frontlinsengruppe
enthaltende Frontteil des Objektivs motorisch aus dem Strahlen
gang ausschwenkbar sein. Mindestens eine zweite Teilkomponente
des Objektivs sollte darüber hinaus zur Fokussierung parallel
zu seiner optischen Achse motorisch verschiebbar sein.
Da beim erfindungsgemäßen Mikroskop das in das Mikroskop
eingeführte Präparat nicht zugänglich ist und demzufolge eine
Orientierung auf dem Präparat nicht möglich ist, sollte im
Inneren des Gehäuses in der Nähe der Öffnung ein Zeilensensor
angeordnet sein, an dem das Präparat beim Einführen vorüber
geschoben wird. Dadurch kann ein grobes Übersichtsbild des
Präparates erzeugt und auf dem Monitor zur Orientierung
dargestellt werden. Gleichzeitig kann ein ggf. auf dem Objekt
träger vorhandener Barcode mittels der Diodenzeile abgetastet
und die darin kodierten Informationen können direkt in einem
Speicher des Computers abgelegt werden. Anstelle oder zusätz
lich zu einem Barcode können auch eventuell auf dem Präparat
träger vorhandene Schriftzeichen mittels einer OCR (Optical
Character Recognition) Bildverarbeitungs-Software erkannt und
in Form entsprechender ASCII-Zeichen in einer Datenbank des
Computers abgelegt werden.
Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung anhand der in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung eines Arbeitsplatzes
mit einem Mikroskop nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Beobachtungsebene des
erfindungsgemäßen Mikroskops;
Fig. 3 einen Schnitt durch das Mikroskop in Fig. 2 in einer
zur Fig. 2 senkrechten Ebene und
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Einheit aus Mikroskop und
Computer.
In der perspektivischen Darstellung der Fig. 1 ist mit (1) der
Arbeitstisch des Mikroskopikers bezeichnet. Unter dem Tisch (1)
ist das Rack (2) eines Personal Computers (3) (aufrecht
stehend) angeordnet. Das Mikroskop (4) ist in einen der zur
Verfügung stehenden Laufwerkschächte des Computer-Rack′s (2)
eingeführt. Die übrigen Laufwerkschächte können entweder frei
sein oder weitere, nicht dargestellte Mikroskope gleicher oder
ähnlicher Bauart oder, wie in Fig. 4 angedeutet, Laufwerke
(37, 38) wie Floppy-Laufwerke oder CD-Laufwerke, enthalten. Die
Bedienung des Mikroskopes (4) erfolgt - mit Ausnahme des
Einführens und Herausnehmens der Präparate in die bzw. aus der
Einführöffnung (25) - mittels der Computer-Mouse (5) und der
Tastatur (6) des Computers. Zur Darstellung der mikroskopischen
Bilder dient der Video-Monitor (7).
Durch die kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Mikroskops
(4) nimmt dieses auf der Tischoberfläche des Arbeitsplatzes (1)
überhaupt keinen Platz ein, so daß der Arbeitsplatz lediglich
mit den für die Computerbedienung erforderlichen Peripherie
geräten belegt ist. Und selbst wenn im Computer-Rack (2) kein
Laufwerkschacht verfügbar ist, z. B. weil sämtliche Laufwerk
schächte belegt sind oder weil anstelle eines Computers in
Rack-Bauweise ein sogenannter Desk-Top-Rechner verwendet wird,
kann eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Mikroskops (4′) unter dem Videomonitor (7) positioniert werden.
Das Mikroskop (4′) weist ein Standardgehäuse für externe Lauf
werke und ein zusätzliches Verbindungskabel zur Treiberkarte im
Computer auf. Im Falle eines Desk-Top-Rechners können dann der
Computer, das Mikroskop (4′), ggf. ein oder mehrere Laufwerke
und der Monitor (7) übereinander gestapelt sein. Obwohl das
Mikroskop (4′) nicht als Einschub sondern als Zusatzgerät
konzipiert ist, hat es annähernd denselben Aufbau wie das
nachfolgend noch näher beschriebene Mikroskop (4). Die einzigen
Unterschiede sind, daß das Mikroskop (4′) ein separates Netz
teil (nicht dargestellt) aufweist und im Gegensatz zum
Mikroskop (4) nicht an den schnellen PC-Bus des Computers (3)
sondern an eine der Schnittstellenkarten des Computers (3)
angeschlossen ist.
Im Blockschaltbild der Fig. 4 ist das Computer-Rack (2)
gestrichelt angedeutet. Innerhalb des Racks (2) sind der
Computer (3), mehrere Laufwerke (37, 38) und das Mikroskop (4)
angeordnet und über den schnellen PC-Bus (35), beispielsweise
mit 32 Bit Datenbreite, verbunden. Für die Stromversorgung des
Mikroskops (4) dient das Computernetzteil (39). Für die
Steuerung des Mikroskopes ist im Computer (3) eine Treiberkarte
(40) vorgesehen, auf der die elektronischen Komponenten zur
Ansteuerung der verschiedenen Motoren im Mikroskop (4)
angeordnet sind. Über die Treiberkarte (40) wird das Mikroskop
(4) entsprechend eines im Arbeitsspeicher des Computers (3)
geladenen Programms (42) gesteuert. Über mehrere Schnitt
stellenkarten (41) ist der Computer (3) in bekannter Weise mit
den Peripheriegeräten, wie Monitor (7), Tastatur (8) und Mouse
(5) verbunden.
Wie den Fig. 2 und 3 entnehmbar ist, hat das Mikroskop (4)
ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse (8), in dem sämt
liche optischen und mechanischen Komponenten des Mikroskops
angeordnet sind. Das Gehäuse (8) besteht dabei in üblicher und
nicht näher dargestellter Weise aus zwei oder drei miteinander
verbundenen, beispielsweise verschraubten, Teilen. Die einzige
Öffnung des Gehäuses ist ein als Einführöffnung für das
Präparat dienender horizontaler Schlitz (25) an der Frontseite
(8a) des Gehäuses (8). Außerdem ist ein Deckelteil (31) neben
der Einführöffnung (25) zum Auswechseln der Lampe (10)
abnehmbar an der Frontseite (8a) vorgesehen.
Die Strahlführung, definiert durch die optischen Achsen der
jeweiligen optischen Komponenten, erfolgt innerhalb des
Mikroskops im wesentlichen in zwei verschiedenen Ebenen. Eine
dieser Ebenen ist die Beobachtungsebene und entspricht der
Schnittebene der Fig. 2. Die zweite Ebene ist die Beleuchtungs
ebene und liegt unterhalb der Zeichenebene in Fig. 2.
Beleuchtungsebene und Beobachtungsebene sind parallel
zueinander.
Zusätzlich zur Beleuchtungsebene und Beobachtungsebene
existiert eine dritte Ebene, die ebenfalls parallel zur
Beleuchtungsebene und Beobachtungsebene liegt. Dieses ist die
Präparatebene, die durch die Oberfläche einer transparenten
Platte (33) aus Glas oder Glaskeramik gebildet wird und mit der
die Einführöffnung (25) fluchtet.
Die Lichtquelle (10) für das Mikroskop ist im vorderen Bereich
des Gehäuses, seitlich der Einführöffnung (25) angeordnet. Von
der Lichtquelle (10) verläuft der Beleuchtungsstrahlengang
zunächst im wesentlichen parallel zur Seitenwand des Mikroskops
nach hinten und durchläuft dabei einen über einen Motor (11a)
angetriebenen Kondensor-Zoom (11). Der Kondensor-Zoom (11)
dient zur Feineinstellung des Leuchtfeldes. Hinter dem
Kondensor-Zoom (11) wird der Beleuchtungsstrahlengang durch
einen Spiegel (12) innerhalb der Beleuchtungsebene schräg nach
vorn zurückreflektiert und durchläuft anschließend den ersten
Teil (13) eines zweiteiligen Kondensors. Über einen nachfolgen
den Spiegel (15) wird der Beleuchtungsstrahlengang senkrecht
zur Beleuchtungsebene nach oben abgelenkt und durchläuft vor
der Präparatebene den zweiten Teil (16) des Kondensors, der den
Frontteil des Kondensors bildet. Beide Kondensorteile (13, 16)
können mehrere Linsen oder Linsengruppen enthalten, sind jedoch
in den Figuren zur Vereinfachung jeweils als Einzellinsen dar
gestellt. Über einen motorischen Blendenschieber (14) mit
mehreren Öffnungen unterschiedlichen Durchmessers, Ringblenden
und DIC-Prismen ist die Apertur des Beleuchtungsstrahlenganges
und/oder das gewünschte Kontrastverfahren einstellbar. Zur
Ausleuchtung besonders großer Leuchtfelder ist außerdem das
Frontteil (16) des Kondensors ebenfalls motorisch aus dem
Strahlengang ausschwenkbar. Über die Einstellung der Apertur
mit dem Blendenschieber (14) und die Einstellung des Leucht
feldes durch den Kondensor-Zoom (11) ist auch beim erfindungs
gemäßen Mikroskop eine Köhlersche Beleuchtung realisierbar.
Die beobachtungsseitige Anordnung der optischen Komponenten ist
im wesentlichen zum Schnittpunkt der optischen Achse des
Beleuchtungsstrahlenganges mit der Präparatebene punkt
symmetrisch zum Beleuchtungsstrahlengang. Die optischen
Komponenten des Frontteils (17) des Objektivs sind demzufolge
koaxial zum Frontteil (16) des Kondensors angeordnet und eben
falls für eine Abbildung mit geringem Vergrößerungsmaßstab aus
dem Strahlengang motorisch ausschwenkbar. Hinter dem Frontteil
(17) des Objektivs wird der vertikal verlaufende Strahlengang
über einen weiteren Spiegel (18) in die zur Beleuchtungsebene
parallele Beobachtungsebene umgelenkt und durchläuft nach
folgend ein zweites Objektivteil (20). Ebenso wie beim
Kondensor (13, 16) können auch die beiden Objektivteile (17,
20) jeweils mehrere Linsen oder Linsengruppen umfassen und sind
nur zur Vereinfachung als Einzellinsen dargestellt. Über einen
nachfolgenden Spiegel (21) wird der Strahlengang in der
Beobachtungsebene nach hinten umgelenkt und gelangt hinter
einem über einen Motor (22a) angetriebenen Beobachtungs-Zoom
(22) auf einen Video-Chip (23).
Für bestimmte Kontrastverfahren wie z. B. Phasenkontrast oder
Differential-Interferenzkontrast (DIC) ist im Beobachtungs
strahlengang ein weiterer motorischer Blendenschieber (19) mit
mehreren unterschiedlichen Schaltpositionen (19a, 19b), von
denen hier nur zwei dargestellt sind, angeordnet. Die Schalt
stellungen dieses Blendenschiebers (19) sind mit den Schalt
stellungen des Kondensorblendenschiebers (14) über ein
Computerprogramm gekoppelt, so daß automatisch bei Auswahl
eines speziellen Kontrastverfahrens und der entsprechenden
Schaltstellung des Blendenschiebers (14) der zugehörige
Kontrastdemodulator (19a, 19b) in den Strahlengang einge
schaltet ist. Ist z. B. Phasenkontrast gewünscht und dement
sprechend über den Blendenschieber (14) eine Ringblende in den
Strahlengang eingeschaltet, so wird automatisch über den
Blendenschieber (19) die zugehörige Phasenplatte in den
Beobachtungsstrahlengang geschaltet. Entsprechendes gilt
selbstverständlich auch für Differential-Interferenzkontrast,
wobei dann sowohl beleuchtungsseitig als auch beobachtungs
seitig entsprechende, aneinander angepaßte DIC-Prismen und
Polarisationsfolien eingeschaltet sind.
Für den Transport eines in den Einführschlitz (25) einge
steckten Präparates sind zwei unterschiedliche Transport
mechanismen vorgesehen. Der erste Transportmechanismus besteht
aus einem Präparateinzug (26), der beispielsweise aus einer
unmittelbar hinter dem Einführschlitz (25) und oberhalb der
Präparatebene angeordneten, motorisch getriebenen Antriebsrolle
bestehen kann. Mittels des Einzuges (26) wird das Präparat in
das Innere des Mikroskops hineingezogen. In einer Übergabe
position, wird nachfolgend das Präparat von einem zangen
förmigen Manipulator (29, 29a, 29b) erfaßt und von seinen
beiden Klauen (29a, 29b) festgeklemmt. Die Klemmbewegung der
beiden Zangenklauen (29a, 29b) erfolgt durch einen nicht
dargestellten Elektromagneten oder durch Federkraft. Der
Manipulator (29, 29a, 29b) ist in zwei zueinander senkrechten
Richtungen parallel zur Präparatebene beweglich. Dafür ist der
Manipulator (29, 29a, 29b) selbst zunächst an einer Zahnstange
(28) geführt und die Zahnstange (28) in zwei zueinander
parallelen Stangen (27a, 27b), die zur Zahnstange (28) jeweils
senkrecht stehen, geführt. Eine der beiden parallelen Stangen
(27a) ist dabei als Gewindestange ausgeführt, die für die
Bewegung des Manipulators (29) in Richtung auf den Einführ
schlitz (25) durch einen am Gehäuse angeordneten Motoren (27c)
zu einen Drehbewegung angetrieben ist. Für den Antrieb in der
dazu senkrechten Richtung ist im Manipulator (29) selbst ein
weiterer Mikromotor (34) vorgesehen.
An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß in
den Fig. 2 und 3 zwar die optischen Komponenten und die
motorischen Antriebe, aus Übersichtlichkeitsgründen jedoch
nicht deren Verbindungsleitungen zum Busstecker (24)
dargestellt sind. Sämtliche Verbindungen zwischen dem Computer
(3) und dem Mikroskop erfolgen über den Stecker (24), durch den
das Mikroskop an den PC-Bus (35) (siehe Fig. 4) angeschlossen
ist. Der Stecker (24) dient daher als Datenein- und ausgang.
Für die Überwachung der Einführöffnung (25) ist unmittelbar
hinter dieser eine Diodenzeile (32) angeordnet. Diese Dioden
zeile (32) überwacht die Einführöffnung und dient gleichzeitig
zur Erzeugung eines Übersichtsbildes des Präparates. Wird ein
Präparat auf einem Objektträger (30) in die Einführöffnung (25)
eingeführt, so detektiert die Diodenzeile (32) die Änderung der
auf sie einfallenden Lichtintensität der Lampe (10). Alternativ
kann die Diodenzeile auch zusammen mit einer zusätzlichen
Leuchtdiode an der Einführöffnung eine Lichtschranke bilden.
Das Ausgangssignal der Diodenzeile (32) dient dann zum Erzeugen
eines Triggerimpulses, durch den der Präparateinzug (26)
eingeschaltet wird. Bei der Alternative mit zusätzlicher
Leuchtdiode kann durch den Triggerimpuls auch die Lampe (10)
selbst eingeschaltet werden. Während des Einzugs wird der
Präparatträger (30) unterhalb der Diodenzeile vorbeigeführt und
dadurch im Kontaktverfahren ein Übersichtsbild des Präparates
(30) scannend aufgenommen und nachfolgend auf dem Monitor
dargestellt. Für die Beleuchtung bei der Erzeugung dieses Über
sichtsbildes wird ein Teil des aus der Lichtquelle (10) diffus
austretenden Lichts benutzt. Soweit das Präparat mit einem
Barcode oder mit Schriftzeichen versehen ist, wird durch eine
nachfolgende Bildverarbeitung dieses Übersichtsbildes die darin
enthaltene Information dekodiert und in einer dem Präparat
zugeordneten Datei des Computer (3) abgelegt. Nachdem der
gesamte Objektträger (30) in das Innere des Mikroskops
eingezogen ist, wird der Einzug (26) abgestellt und der Objekt
träger (30) von dem Manipulator (29, 29a, 29b) übernommen.
Mittels der Mouse (5) oder eines nicht dargestellten Trackballs
wird nachfolgend der Computer-Cursor auf dem Monitor (7) auf
das gewünschte Objektdetail positioniert. Über die Antriebe
(27c, 34) des Manipulators (29, 29a, 29b) wird der Objektträger
(30) entsprechend der Position des Computercursors verschoben,
so daß stets die mit dem Computercursor ausgewählte Position in
dem Übersichtsbild mit dem Schnittpunkt der optischen Achse mit
der Präparatebene übereinstimmt. Die Koordinaten der
interessierenden Präparatstellen könne ausgelesen und
abgespeichert werden, so daß diese Präparatstellen auf einem
herkömmlichen Mikroskop mit Hilfe eines Tisch-Nonius einfach
für Nachuntersuchungen wiedergefunden werden können.
Das gewünschte Kontrastierverfahren und die gewünschte
Vergrößerung sind über die Rechnertastatur (6) einstellbar.
Entsprechend der gewünschten Vergrößerung wird die Frontlinse
(17) des Objektivs entweder in den Strahlengang ein- oder aus
geschwenkt und der Beobachtungs-Zoom (22) über den Antriebs
motor (22a) eingestellt. Die beleuchtungsseitigen Komponenten
wie das Frontteil (16) des Kondensors und der Kondensor-Zoom
(11) werden programmgesteuert auf Köhlersche Beleuchtung
eingestellt. Zur Fokussierung im Sinne eines passiven Auto
fokus, wie er beispielsweise auch in der eingangs genannten
US-A-5,031,099 realisiert ist, wird das zweite Objektivteil
(20) parallel zur optischen Achse derart verschoben, bis das
mit dem Video-Chip (23) aufgezeichnete Bild maximalen Kontrast
aufweist. Zusätzlich kann nachfolgend über die Mouse oder
mittels der Richtungstasten der Computertastatur manuell
nachfokussiert werden, um beispielsweise auf kontrastschwache
Bilddetails zu fokussieren.
Wenn das Präparat hinreichend untersucht wurde und eine weitere
Untersuchung nicht mehr gewünscht ist, wird der Objektträger
(30) mittels des Manipulators (29, 29a, 29b) wieder in die
Übergabeposition, in der er vom Manipulator übernommen wurde,
zurückgefahren und anschließend durch den Einzug (26) wieder
durch die Einführöffnung (25) aus dem Mikroskop heraus
geschoben. Die Diodenzeile (32) überwacht nachfolgend die
Einführöffnung (25) auf das Einführen eines weiteren
Präparates.
Die gesamte in den Fig. 2 und 3 dargestellte Anordnung für
das erfindungsgemäße Mikroskop weist eine Breite von 140 mm,
eine Tiefe von 170 mm und eine Höhe von 40 mm oder 80 mm auf.
Der Manipulator (29) zur Bewegung des Präparates (30) hat einen
freien Bewegungsweg von über 75 mm in der Tiefenrichtung des
Mikroskops und von über 25 mm in der Breitenrichtung des
Mikroskops. Damit können sämtliche Stellen eines konventio
nellen Objektträgers zwischen die Frontlinsen von Objektiv und
Kondensor gebracht werden. Damit die gesamte Strahlführung so
kompakt wie möglich erfolgt, hat der Kamera-Chip (23) eine
Diagonale von höchstens einem 1/2′′ und ist die gesamte Optik
innerhalb des Mikroskops für entsprechend kleine Bildfelder
ausgelegt. Hierdurch verkürzen sich die Schnittlängen der
verwendeten Abbildungsoptiken auf etwa 30% bis 50% der
Schnittlängen konventioneller Optiken (für Bildfelddurchmesser
von ca. 20 mm), was für die kompakte Ausführung sehr
vorteilhaft ist.
Die Helligkeit der Lampe wird automatisch entsprechend der
Bildhelligkeit des mit dem Kamera-Chip (23) aufgezeichneten
Bildes geregelt. Die sich bei einer Änderung der Lampenspannung
ergebene Änderung der Farbtemperatur wird nachfolgend durch
eine angepaßte Gewichtung der unterschiedlichen Farbanteile des
Videobildes kompensiert. Die digitalisierten Bilddaten werden
direkt auf den schnellen PC-Bus mit mindestens 32 Bit Daten
breite übertragen.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Mikroskops wurden noch keine Maßnahmen gegen mechanische
Schwingungen vorgenommen. Sollten mechanische Schwingungen
stören, so können sämtlich optischen Komponenten an einer oder
mehreren starr miteinander verbundenen Platinen befestigt und
diese Gesamtplatine über elastoviskoses Material innerhalb
eines Außengehäuses gelagert sein.
Das beschriebene Mikroskop ist insbesondere für klinische
Routineuntersuchungen geeignet, bei denen überwiegend im Durch
licht gearbeitet wird und üblicherweise nur wenige unter
schiedliche Vergrößerungen und Kontrastverfahren erforderlich
sind. Natürlich ist auch ein entsprechendes Mikroskop im Auf
licht denkbar, wobei dann lediglich die Präparatebene weiter
von der Beleuchtungsebene zu beabstanden wäre, um zwischen der
Präparat ebene und der Beleuchtungsebene genügend Raum für die
Beobachtungsebene zu schaffen.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des erfindungsgemäßen
Mikroskops in der Telepathologie, weil die gesamte Interaktion
mit dem Präparat über den Monitor erfolgt und da das gesamte
Mikroskop software-gesteuert ist. Es bietet sich daher an,
durch Fernübertragung der Steuerungsdaten mehrere miteinander
verbundene Mikroskope identisch zu steuern.
Das erfindungsgemäße Mikroskop kann auch durch einen
Zuführungsautomaten, der selbsttätig nacheinander Präparat
träger dem Mikroskop zuführt und wieder entnimmt, und durch ein
Computerprogramm für die automatische Abarbeitung eines jeden
Präparates, zu einem "Analysenautomaten" ergänzt werden. Ein
solcher "Analysenautomat" ermöglicht dann die automatische
mikroskopische Abarbeitung einer großen Anzahl gleichartiger
Präparate entsprechend dem vordefinierten Programmablauf.