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Die Erfindung betrifft ein Photometermikroskop mit einer Einrichtung zur mikrophotometrischen Abtastung feiner Objektstrukturen, welches im Strahlengang zwischen dem Objektiv und dem Photometerteil eine in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene motorisch verschiebliche Schiebelinse aufweist.
Photometermikroskope mit einer Einrichtung zur mikrophotometrischen Abtastung feiner Objektstrukturen werden zur Untersuchung der verschiedensten Gegenstände verwendet. Ein Anwendungsgebiet ist beispielsweise die Untersuchung von Chromosomen, da es seit einigen Jahren Methoden gibt, mit denen es möglich wurde, auf Chromosomen Querstreifen verschiedener Farbintensität zu erzeugen. Diese Färbung ermöglicht es, die Chromosomen-Paare sicher voneinander zu unterscheiden und sie entsprechend einzuteilen.
Die Unterschiede in der Farbintensität der Querstreifen sind nun mit blossem Auge nur sehr schwer zu erkennen, weshalb Photometermikroskope verwendet werden, mit deren Hilfe die unterschiedlichen Farbintensitäten gemessen und graphisch aufgezeichnet werden können. Zu dieser Auswertung ist es nun erforderlich, dass das zu untersuchende Objekt relativ zu der Einrichtung zur mikrophotometrischen Abtastung bewegt wird, um so die interessierenden Teile des Objektes in entsprechender zeitlicher Aufeinanderfolge Punkt für Punkt abtasten zu können. Die ermittelten Messwerte werden dann unter Umständen in einen Rechner eingespeichert, der nach Beendigung der Abtastung Form, Absorption usw. der Objekte ausrechnet und ausdruck.
Zur Erzeugung dieser Relativbewegungen sind nun verschiedene Einrichtungen bekannt. Im allgemeinen geht man dabei so vor, dass das Objekt auf einem Schiebetisch befestigt wird, der mittels Motoren beweglich ist. Bei den Motoren kann es sich dabei um Gleichstrommotoren, die über einen Steuerknüppel gesteuert werden, oder um Schrittmotoren handeln. Im ersten Fall erhält man eine kontinuierliche, praktisch beliebig einstellbare Bewegung des Motortisches, während im zweiten Fall die Schrittgrösse vorgegeben ist. Bei dem Arbeiten mit Schrittmotoren lässt sich dabei als minimale Schrittgrösse 0,5 jim erreichen, was aber für die Untersuchung von Chromosomen nicht ausreichend ist, da dort eine Schrittgrösse von 0, 1 (im erforderlich wäre.
Infolgedessen kann mit einem Schiebetisch im allgemeinen nur dann gearbeitet werden, wenn verhältnismässig grobe Strukturen untersucht werden sollen.
Um trotz Verwendung eines Schiebetisches eine feinere Abtastung zu ermöglichen, ist es auch bereits bekannt, elektronisch die Zahl der Messwerte zu erhöhen, wobei während eines Schiebeschrittes des Tisches vier Messwerte genommen werden, was bedeutet, dass die Messpunkt-Distanz etwa 0, 125 (im beträgt. Dieses Vorgehen ist aber nicht in beiden Koordinatenrichtungen, sondern nur in einer Richtung möglich. Darüber hinaus ist natürlich die für eine Messung zur Verfügung stehende Zeit sehr kurz, wodurch die Auswertemöglichkeiten beschränkt sind.
Um hier abzuhelfen, wird nun vielfach versucht, die Chromosomen od. dgl. zu photographieren und dann die so erhaltenen Photos, die grösser als die Originale sind, mit dem Photometermikroskop auszuwerten. Es leuchtet ein, dass dieses Vorgehen auch nicht befriedigt, da es einen erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwand bedeutet. Ausserdem können natürlich durch das Photographieren Fehler eingeschleppt werden, beispielsweise durch Mängel der photographischen Emulsion.
Es ist weiters bereits bekannt (CS-PS Nr. 129178), im Strahlengang des Mikroskopes zwischen dem Objektiv und dem Photometerteil eine Schiebelinse vorzusehen, welche das Bild vor der Messblende vorbeibewegt. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass sich verhältnismässig kleine Schritte erzielen lassen, da ja das bereits vergrösserte Bild bewegt wird, also der Vergrösserungsfaktor des Objektivs unberücksichtigt bleiben kann. Ein Nachteil der bekannten Anordnung ist jedoch vor allem, dass durch die zusätzliche Linse der Strahlengang des Mikroskopes verändert wird, so dass das Mikroskop auf die zusätzliche Linse eingerichtet sein muss. Infolgedessen kann die bekannte Anordnung nicht als Zusatzeinrichtung für Mikroskope Verwendung finden.
Weiterhin wird bei der bekannten Einrichtung vorgeschlagen, die Bewegung der Linse mittels einer panthographenähnlichen Einrichtung von Hand vorzunehmen, was den erheblichen Nachteil hat, dass keine gleichmässige Bewegung erzielt werden kann. Eine derartige gleichmässige Bewegung ist aber bei der bekannten Einrichtung nicht erforderlich, da dort die Messung in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Panthographen intermittierend erfolgt. Hieraus ergibt sich natürlich der Nachteil, dass keine durchgehende Abtastung des Objektes möglich ist, sondern nur jeweils diskrete, voneinander getrennte Bereiche erfasst werden.
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Schliesslich ist es auch bereits bekannt, eine Bildverschiebung durch optische Massnahmen im Abbildungsraum vorzunehmen, wozu gegenläufig gedrehte Glaskeile bzw. Prismen oder drehbare bzw. verschiebbare Ablenkspiegel vorgesehen werden. Auch hier ergibt sich jedoch das Problem, dass die Abtastschritte im allgemeinen nicht so fein werden, wie dies erforderlich ist. Darüber hinaus sind Einrichtungen mit mehreren Prismen oder Ablenkspiegeln sehr ausladend, so dass sie sich nur mit Schwierigkeiten - wenn überhaupt - im Mikroskop-Tubus unterbringen lassen und vor allem nicht zur Verwendung in Zusatzgeräten geeignet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Photometermikroskop mit einer Einrichtung zur mikrophotometrischen Abtastung feiner Objektstrukturen vorzuschlagen, welches derart ausgebildet ist, dass die Abtastung in ausreichend feinen Schritten und auch in beliebiger Richtung erfolgen kann, wobei zudem die Möglichkeit gegeben sein soll, die Einrichtung zur mikrophotometrischen Abtastung als Zusatzeinheit auszubilden, die ohne Schwierigkeiten an ein vorhandenes Mikroskop angebaut werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem gattungsgemässen Photometermikroskop vorgeschlagen, dass zum motorischen Antrieb der Schiebelinse zwei Motoren vorgesehen sind, die entsprechend die Schiebelinse in zueinander senkrechten Richtungen bewegen.
Bei dem Photometermikroskop erfolgt die Verschiebung des Bildes vor der Photometerblende über eine im Strahlengang dem Objektiv nachgeschaltete Schiebelinse, wodurch trotz relativ grosser Verschiebewege eine kleine Schrittweite erreicht werden kann im Vergleich zu andern Schiebetischen.
Durch die Erfindung erhält man nun eine besonders gleichmässige Bewegung, die vor allem für Computer-Auswertung geeignet ist. Es gibt eine Vielzahl von Motoren, die für diesen Zweck geeignet sind. Besonders günstig ist es jedoch, wenn man so vorgeht, dass die beiden Motoren über ein gemeinsames, das Drehzahlverhältnis der Motoren regelndes Steuerglied ansteuerbar sind, wobei der Maximalwert der aus den Bewegungen mittels der einzelnen Motoren resultierenden Bewegungsgeschwindigkeit der Schiebelinse in allen Bewegungsrichtungen etwa gleich ist, da dann die Führung des Abtaststrahles, z. B. auf einer gekrümmten Linie, erleichtert wird.
Um diese Art der Steuerung der Motoren zu erreichen, wird vorteilhafterweise als Steuerglied für die beiden Motoren ein allseits schwenkbarer Steuerknüppel verwendet, wobei es von Vorteil sein kann, wenn der Steuerknüppel zentrisch in einer etwa kreisförmigen Aussparung einer seine maximale Auslenkung begrenzenden Abschlagplatte gelagert ist, wobei die maximale Auslenkung des Steuerknüppels der maximalen resultierenden Bewegungsgeschwindigkeit der Verschiebelinse entspricht. Bei maximaler Auslenkung erhält man dann die höchste resultierende Bewegungsgeschwindigkeit, so dass durch entsprechende Verstellung des Steuerknüppels sowohl Bewegungsrichtung als auch-geschwindigkeit verändert werden können.
Es ist günstig, wenn der Steuerknüppel an einem kardanisch gelagerten Tragglied angeordnet ist, welches zwei Potentiometer in Abhängigkeit von dessen jeweiliger Kippstellung gegenüber zwei zueinander senkrechten, etwa in Bewegungsrichtung der beiden Motoren verlaufenden Achsen verstellt.
Zur Erleichterung der Auswertung und genaueren Erfassung der Messdaten ist nach der Erfindung vorgesehen, dass zur Ansteuerung des motorischen Antriebs für die Schieblinse ein gleichzeitig die Auswertung der photometrischen Messsignale vornehmender Rechner dient. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnungen.
Es zeigen Fig. 1 schematisch den Strahlengang in einem Photometermikroskop nach der Erfindung ; Fig. 2 in Draufsicht ein zu untersuchendes, entsprechend gefärbtes Chromosom ; Fig. 3 eine mögliche Aufzeichnungskurve des photometrischen Messwertes auf einem Schreiber ; Fig. 4 schematisiert ein Zusatzgerät mit der Schiebe- und Kompensationslinse und deren Antriebseinrichtungen ; Fig. 5 in schematischer Darstellung ein Steuergerät für die Bewegung der Schiebelinse und Fig. 6 eine Skizze zur Erläuterung der Funktion des Steuergerätes gemäss Fig. 5.
Das in Fig. 1 gezeigte Photometermikroskop weist, wie schematisch dargestellt ist, einen Objekt- trägertisch --1-- auf, auf welchem ortsfest das zu untersuchende Objekt --2-- angeordnet ist.
Im Strahlengang folgen ausgehend von dem Objekt --2-- aufeinander ein Objektiv --3-- relativ hoher Vergrösserung, eine Schiebelinse --4--, eine ortsfeste Linse --5--, die hinsichtlich ihrer
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Brechkraft der Schiebelinse --4-- entspricht, jedoch entgegengesetzte Wirkung hat. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schiebe linse --4-- eine Sammel-, die Kompensationslinse --5-- eine Zerstreuungslinse.
Anschliessend an die Kompensationslinse --5-- gelangt der Lichtstrahl über einen gegebenenfalls ver. schieblichen Strahlenteiler-6-einerseits zum Okular --7-- und anderseits zu einer weiteren Zerstreuungslinse --8--, die einem Spiegel --9-- vorgeschaltet ist, welcher eine als Photometerblende dienende Öffnung --10-- aufweist. Die durch die Blende --10-- tretende Strahlung gelangt dann auf das eigentliche Photometerglied --11--, im vorliegenden Fall einen Sekundärelektronenvervielfacher, wobei beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Strahl über einen weiteren Spiegel --12-- abgelenkt wird.
Der Strahlenteiler --6-- befindet sich normalerweise in der, gestrichelt in Fig. 1 dargestellten Position. Sofern jedoch keine Betrachtung durch das Okular --7-- erwünscht ist, kann er in die ausgezogen wiedergegebene Position verstellt werden, in der er aus dem Strahlengang ausgerückt ist.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist, kann die Schiebelinse --4-- aus der ausgezogen dargestellten Position, in der sie sich in der optischen Achse --13-- befindet, in die gestrichelte Position - verschoben werden. Dies hat zur Folge, dass zur Abtastung nicht der in der optischen Achse liegende Strahl --14-- dient. Infolgedessen wird ein Punkt bzw. Bereich des Objektes --2-abgetastet, der sich - in den Zeichnungen - rechts von dem durch den Strahl --14-- abgetasteten Bildpunkt befindet. Vorstehender Sachverhalt kann auch dahingehend erläutert werden, dass bei Bewegung der Schiebelinse --4-- in Pfeilrichtung 15 sich das im Bereich der Messblende --10-- erzeugte Bild in Pfeilrichtung --16-- verschiebt, so dass nacheinander in Pfeilrichtung 15 wandernd verschiedene Bereiche des Objektes --2-- vor der Messblende --10-- vorbeiwandern.
Die Schiebelinse --4-- kann mittels zweier nicht gezeigter Motoren in zwei zueinander senkrechten Richtungen, die in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse --14-- liegen, bewegt werden. Dadurch ist natürlich die Möglichkeit gegeben, die Verschiebung des zur tatsächlichen Abtastung dienenden Strahles --14a-- beliebig vorzunehmen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, bei einem in Fig. 2 schematisch gezeigten Chromosom --17-- den Abtaststrahl --14a-- entlang des durch den Pfeil 18 angedeuteten, gekrümmten Weges zu führen, so dass unabhängig von der jeweiligen Krümmung des Chromosoms --17-- eine Abtastung über dessen gesamte Länge erfolgt, ohne dass der Messstrahl --14a-- jemals das Chromosom verlässt.
Bei einer derartigen Abtastung und Aufzeichnung der Messsignale des Sekundärelektronenvervielfachers --11-- in einem Schreiber erhält man auf dem Papier --19-- beispielsweise die in Fig. 3 gezeigte Kurve 20, die Aufschluss über die unterschiedliche Farbgebung des Chromosoms - entlang des Weges --18-- gibt. Aus dieser Kurve 20 kann dann auf gewisse Eigenschaften des untersuchten Objektes --2-- geschlossen werden.
Eine andere Möglichkeit ist natürlich die, die Signale des Sekundärelektronenvervielfachers --11-- in einen Rechner einzugeben, der dann nach Abschluss des Messvorganges ausgehend von einem gewissen Programm entsprechende Werte ausdruckt.
Wie bereits oben erwähnt wurde, ist es möglich, die Schiebelinse --4-- und die Kompensationslinse --5-- zusammen mit den Antriebselementen für die Schiebelinse --4-- als Zusatzeinrichtung auszubilden. In Fig. 4 ist nun schematisch dargestellt, wie eine derartige Zusatzeinrichtung aussehen könnte. Diese Einrichtung umfasst einen Einschubteil --21--, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen prismatisch ausgebildet ist und dessen Grösse gewählt werden kann, dass er ohne Schwierigkeiten in eine ohnehin im Mikroskop-Tubus vorgesehene Aussparung passt. Derartige Aussparungen sind beispielsweise zur Aufnahme von Analysatoren, Interferenzkontrasteinrichtungen od. dgl. vorhanden.
Der Einschubteil --21-- umfasst zwei miteinander fluchtende, vertikal übereinanderliegende Öffnungen --22--, hinter denen die beiden Linsen --4, 5-- angeordnet sind. Beim Ansetzen des in Fig. 4 gezeigten Zusatzteiles wird der Einschubteil --21-- derart an dem Mikroskop festgelegt, dass die Öffnungen --22-- und damit die Linsen--4, 5-sich genau in der optischen Achse --14-- befinden.
An dem äusseren Ende --23-- des Einschubteiles --21-- ist dann noch ein Gehäuse --24-- befestigt, welches zur Aufnahme der Antriebselemente für die Schiebelinse --4--, also zweier Motoren und der entsprechenden Gestänge, dient. Da die Ausbildung dieser Antriebsteile nahezu belie-
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big ist, erscheint es nicht erforderlich, hier nähere Ausführungen zu machen. Es ist nur wesentlich darauf hinzuweisen, dass an der Oberseite des Gehäuses --24--, wie die Fig. 4 erkennen lässt, eine Anzeigeeinrichtung --25-- vorgesehen ist, welche dazu dient, die jeweilige Position der Schiebelinse --4-- anzuzeigen. Die anzeigeeinrichtung --25-- umfasst bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Rasterplatte, welche mit entsprechenden Koordinatenlinien --26-- versehen ist.
Auf der Rasterplatte wird dann durch einen optisch oder mechanisch erzeugten Punkt --27-- die Position der Schiebelinse angedeutet.
In den Fig. 5 und 6 ist nun eine Einrichtung gezeigt, die zur Ansteuerung zweier Gleichstrommotoren verwendet werden kann. Diese Einrichtung umfasst einen in einer kreisförmigen Aussparung - 28-- einer anschlagplatte --29-- allseits schwenkbar gelagerten Steuerknüppel --30--. Die Bewegungen des Steuerknüppels --30-- werden, wie nachstehend an Hand der Fig. 6 noch näher erläutert werden soll, entsprechend seiner Auslenkung auf zwei Potentiometer --31, 32-- übertragen, wobei die Potentiometer --31, 32-- ihrerseits zur Ansteuerung jeweils eines zugeordneten Stellmotors dienen.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass der Steuerknüppel --30-- an einem Träger --33-- befestigt ist, der gegenüber einem Zwischenträger --34-- um die vom Träger --33-- gebildete Achse schwenkbar ist. Der Zwischenträger --34-- ist anderseits um eine Achse --35-- schwenkbar an einer Grundplatte --36-- gelagert.
Die Achse --35-- ist mit dem Abgriff des Potentiometers --32-- bzw. einem Stellglied dieses Potentiometers --32-- wirkungsmässig verbunden, so dass bei Verschwenkung des Zwischenträgers --34-- um die Achse --35-- das Potentiometer --32-- entsprechend verstellt wird. In entsprechender Weise wirkt der gleichzeitig als Achse dienende Träger --33-- auf das Stellglied des Potentiometers --31-- ein, welches seinerseits mit dem Zwischenträger --34-- verbunden ist. Bei Verschwenken des Steuerknüppels --30-- um die von dem Träger --33-- gebildete Achse gegenüber dem Zwischenträger --34-- wird also das Potentiometer --31-- entsprechend verstellt.
Auf diese Weise erhält man eine Einrichtung, bei der durch entsprechendes Schwenken des Steuerknüppels --30-- in dem erforderlichen Umfange die beiden Potentiometer --31, 32-- gekoppelt verstellt werden und somit eine entsprechende Veränderung der Drehzahl der beiden von den Potentiometern --31, 32-- angesteuerten Motoren erfolgt.
Die Ausbildung gemäss Fig. 5, nämlich die Unterbringung des Steuerknüppels --30-- in einer im wesentlichen kreisförmigen Aussparung --28--, die einen Anschlag für den Steuerknüppel - bildet, bringt den Vorteil, dass bei Auslenkung des Steuerknüppels --30-- bis zum Anschlag am Rand der Aussparung --28-- sich jeweils eine gleiche resultierende Bewegungsgeschwindigkeit für die Schiebelinse --4-- ergibt, unabhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit nun die einzelnen der beiden Motoren arbeiten.
Die mit dem Mikroskop arbeitende Person hat also die Möglichkeit, entsprechend dem Mass der Auslenkung des Steuerknüppels --30-- die Bewegungsgeschwindigkeit der Schiebelinse --4-- und damit die scheinbare Bewegungsgeschwindigkeit des von ihr beobachteten Bildes zu variieren und gleichzeitig auch entsprechend die Bewegungsrichtung zu wählen, wobei die Richtungen dann auf der Anschlagplatte --29-- des Gerätes gemäss Fig. 5 entsprechend angedeutet sein könnten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Photometermikroskop mit einer Einrichtung zur mikrophotometrischen Abtastung feiner Objektstrukturen, welches im Strahlengang zwischen dem Objektiv und dem Photometerteil eine in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene motorisch verschiebliche Schiebelinse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum motorischen Antrieb der Schiebelinse (4) zwei Motoren vorgesehen sind, die entsprechend die Schiebelinse in zueinander senkrechten Richtungen bewegen.