DD244415A5

DD244415A5 - Verfahren zur mikrophotometrischen Untersuchung mikroskopischer Probekörper und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DD244415A5
Application number: DD27409085A
Authority: DD
Inventors: Kjell Sture Carlsson
Original assignee: Sarastro Ab
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1987-04-01
Also published as: JPS60212716A; EP0155247A3; DE3583050D1; EP0155247A2; USRE34214E; SE8401458L; SE455736B; DE155247T1; JPH0569210B2; CA1228915A; EP0155247B1; SE8401458D0; US4631581A

Abstract

Verfahren zur mikrophotometrischen Untersuchung einzelner Volumenelemente eines mikroskopischen Probekoerpers, das die Erzeugung eines leuchtenden Punktes oder einer Sichtmarke und die fortlaufende Beleuchtung einer Vielzahl von Teilelementen in der Brennebene des Mikroskops (30) im Probekoerper umfasst. Die gegenseitige Position zwischen dem Probekoerper und der Brennebene wird dann veraendert und eine Vielzahl von Teilelementen in der Brennebene wird beleuchtet. Reflektiertes und/oder fluoreszierendes Licht bzw. durchgelassenes Licht wird durch die Beleuchtung gebuendelt, detektiert und gespeichert zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bildes von dem Teil des Probekoerpers, der aus dem Volumenelementen zusammengesetzt ist. Die Beleuchtung von Vielfachen der Teilelemente wird durch Ablenken der leuchtenden Sichtmarke oder durch Bewegen des Probekoerpers oder sowohl durch Ablenken der Sichtmarke als auch durch Verschieben des Probekoerpers umgelenkt. Die Aenderung der relativen gegenseitigen Position zwischen dem Probekoerper und der Brennebene des Mikroskops (30) wird entweder durch Verschieben des Probekoerpers oder des Objektivs bewirkt. Die Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens enthaelt eine Probetabelle (301), ein Mikroskopobjektiv und eine Lichtquelle (31, 32, 33). Der Tisch (301) oder das Objektiv sind zur schrittweisen Bewegung entlang der Hauptachse des Mikroskops synchron mit der punktlinearen Lichtabtastung des Probekoerpers angeordnet. Der Tisch (301) ist zur schrittweisen Bewegung im rechten Winkel zur Hauptachse angeordnet, und/oder die Lichtquelle (31, 32, 33) ist zur Ablenkung ueber der Brennebene durch den Probekoerper angeordnet. Fig. 3

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrophotometrischen Untersuchung vorbereiteter Probekörper und die Anzeige der sich dabei ergebenden Bilder durch das Erzeugen eines leuchtenden Punktes oder einer Sichtmarke in der Brennebene eines Mikrophons mit Hilfe eines konvergenten Lichtstrahls, das Abstimmen der Sichtmarke mit einer Vielzahl von Teilelementen in dem vorbereiteten Probekörper, das Sammeln des von der Lichtmarke und den Seitenelementen erzeugten Lichtes, das Detektieren des gesammelten Lichtes und das Erzeugen der entsprechenden elektrischen Signale. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Qualitative und quantitative mikroskopische Untersuchungen (Prüfungsanlysen) vorbereiteter Probekörper des menschlichen Körpers und der Tiere bilden einen wichtigen und zeitaufwendigen Teil der Forschungsarbeit, beispielsweise im Fachgebiet Medizin. Wenn beispielsweise eine abgeschlossene Untersuchung einer Leber verlangt wird, wird zunächst eine vorgegebene Anzahl dünner Proben der Leber geprüft (diese Proben werden mit Hilfe eines Mikrotomschnittes vorbereitet): danach werden die Proben einer qualitativen und quantitativen Prüfung unter dem Mikroskop ausgesetzt. Ein Bild des Allgemeinzustandes der Leber verändert sich mit ihrem Krankheitszustand etc. und kann dann durch die Kombination der Ergebnisse der Analysen erhalten werden.

Es ist auch bekannt, die Analysenergebnisse aus einer Vielzahl von Stellen auf der Oberfläche einer mikroskopischen Probe mit Hilfe der elektronischen Abtasttechnik zu erhalten.

Bei Anwendung bekannter Techniken ist es im allgemeinen noch notwendig, eine relativ große Anzahl von Probekörpern (Schnitten) von einem zu prüfenden Gegenstand vorzubereiten; das ist kostspielig, zeitaufwendig und sehr mühselig.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verfahrensweise und Wirksamkeit solcher mikroskopischer Untersuchungen zu vereinfachen und in vielen Fällen sogar zu verfeinem, und zwar mit weniger Kosten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung in geeigneter Weise auszugestalten. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Herstellung eines dreidimensionalen Bildes des Volumens einer mikroskopischen Probe (d. h. eines Probekörpers zur mikroskopischen Untersuchung), beginnend beim Ausgangspunkt des in der Einleitung beschriebenen Verfahrens; es ist hauptsächlich charakterisiert durch das Ändern der gegenseitigen relativen Positionen des Probekörpers und der Brennebene und dem erneuten Anpassen der Sichtmarke oder des leuchtenden Punktes an eine Vielzahl von Teilelementen in dem Probekörper; die Lichtsammlung des von der Sichtmarke und den Teilelementen in dem Probekörper erzeugten Lichtes und die Abschirmung irgendwelchen gleichzeitig auftretenden Störlichtes, das durch die angrenzenden (über, unter, neben) Teilelemente in dem Probekörper erzeugt wird; das Detektieren des Lichtes, das auf diese Weise gesammelt wird und das Speichern der Meßwerte, die sich aus der genannten Detektion ergeben, die Speicherung der Meßwerte, die gleichzeitig mit dem Abstimmen der Sichtmarke mit den Teilelementen in dem Probekörper bewirkt wird und die Änderung der relativen gegenseitigen Position des Probekörpers und der Brennebene, wobei die Meßwerte der Stellen in den verschiedenen Schichten des Probekörpers repräsentativ sind; und das Sammeln der Meßwerte, die von den Stellen in einer Vielzahl von Schichten, die für ein gegebenes Volumen des Probekörpers repräsentativ sind, abgeleitet werden, und zwar in Abhängigkeit von der beabsichtigten/gewünschten Analyse des Probekörpers.

Eine Variante der Erfindung ist dadurch gegeben, daß das Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an eine Vielzahl von Teilelementen in dem Probekörper durch ein schrittweises Auflösen des konvergenten Lichtstrahles in zwei Richtungen (x- und y-Richtungen) bewirkt wird und daß die schrittweise Änderung in der gegenseitigen Position zwischen den Probekörpern und der Brennebene des Mikroskops durch schrittweises Bewegen des Mikroskop-Objekttisches bewirkt wird, auf welchem der Probekörper angeordnet ist (z-Richtung).

Das Verfahren kann auch dadurch gegeben sein, daß das Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an die Vielzahl von Teilelementen des Probekörpers durch eine relativ schnelle schrittweise Ablenkung des konvergenten Lichtstrahls in einer Dimension (y-Richtung) und durch eine relativ langsame schrittweise Verschiebung des Mikroskop-Objekttisches, auf welchem der Probekörper in einer weiteren Dimension (x-Richtung) angeordnet ist, bewirkt wird, und daß die schrittweise Änderung der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper und der Mikroskopebene durch eine schrittweise Verschiebung des Mikroskop-Objekttisches (z-Richtung) bewirkt wird.

Das Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an eine Vielzahl von Teilelementen in dem Probekörper kann auch durch eine schrittweise Verschiebung des Mikroskop-Objekttisches entlang einer Oberfläche (x-y-Ebene senkrecht zur Hauptachse des Mikroskops und die schrittweise Änderung der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper und der Brennebene des Mikroskops durch eine schrittweise Verschiebung des Objekttisches des Mikroskops in z-Richtung erfolgen. Die Sammlung von reflektiertem Fluoreszenzlicht, das durch die leuchtende Sichtmarke und die Teilelemente in dem Probekörper verursacht wird, erfolgt auf der Seite des Objekttisches, auf welcher das Mikroskop angeordnet ist.. Dagegen erfolgt die Sammlung von durchgelassenem Licht, das durch die leuchtende Sichtmarke und die Teilelemente in dem Probekörper verursacht wird, auf der dem Mikroskop gegenüberliegenden Seite des Objekttisches.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bestehend aus einem Mikroskop mit einem Objekttisch, einer Lichtquelle, einem Detektor und einer Steuer- und Datenerfassungseinheit ist dadurch gegeben, daß der Objekttisch des Mikroskops für eine schrittweise Bewegung in einer Richtung, die der Hauptachse (z-Richtung) des Mikroskops entspricht, angeordnet ist, wobei die genannte Bewegung von Leitimpulsen der Steuer- und Datenerfassungseinheit gesteuert und ausgelöst wird, und zwar in Synchronisation mit dem Abtasten der Lichtquelle von den Teilelementen in einem Mikroskopkörper, welcher auf dem Objekttisch angeordnet ist, und daß die Vorrichtung auch eine Anlage zur Speicherung, Verarbeitung und visuellen Anzeige von Daten, die von den genannten Meßwerten herrühren, enthält.

Eine Variante der Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß der Objekttisch des Mikroskops für eine schrittweise Bewegung in einer ersten Richtung (x-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse des Mikroskops (z-Richtung) angeordnet ist, und daß die Lichtquelle so angeordnet ist, um die Teilelemente in dem Probekörper in einer weiteren Richtung (y-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse des Mikroskops (z-Richtung) schrittweise abzutasten, und daß die Bewegungen des Objekttisches und der Lichtquelle zur Abtastung einer ersten Vielzahl von Teilelementen in einer ersten Ebene durch den Probekörper und anschließend einer zweiten Vielzahl von Teilelementen in einer zweiten Ebene der genannten Probekörper koordiniert sind, wobei sich die genannte zweite Ebene planparallel zur ersten Ebene erstreckt etc. zur Abtastung des gesamten Probekörpers. Die Vorrichtung kann auch so realisiert sein, daß der Objekttisch des Mikroskops für eine relativ langsame schrittweise Bewegung in einer ersten Richtung (x-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse (z-Richtung) des Mikroskops und für eine relativ schnelle schrittweise Bewegung in einer weiteren Richtung (y-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse (z-Richtung) des Mikroskops angeordnet ist, wobei die Bewegungen des Objekttisches in den zur Hauptachse des Mikroskops parallel und im rechten Winkel befindlichen Ebenen durch Steuerimpulse von der Steuer- und Datenerfassungseinheit zur Abtastung eines Teilelementes nach dem anderen durch den gesamten Probekörper koordiniert sind.

Die zuvor genannten Meßwerte ergeben zusammen eine detaillierte Beschreibung oder ein Bild des gesamten Volumens, das durch die genannte Vielzahl der Stellen bestimmt ist. Durch Umwandeln der Meßwerte in die digitale Form und deren Speicherung in dem Speicher eines Daten prozesses ist es möglich, dreidimensionale Bilder zu erzeugen, die für Untersuchungen und weitere Analysen geeignet sind.

Daher ist es möglich, ohne die Vorbereitung frischer physikalischer Probekörper, die Probe auf einem Datenschirm mit verschiedenen Projektionen zu untersuchen und zwei derartige Projektionen zukombinieren, um ein stereoskopisches Bild zu erhalten. Damit ist der Untersuchende in der Lage, die Analyse durchzuführen, um in einer sehr kurzen Zeitspanne jene Aufnahmen und die zugehörigen Winkel genau zu erzeugen, die als Untersuchungsverfahren verlangt werden können. Die Untersuchung von Nervenzellen ist ein Beispiel eines Gebietes, in dem das erfindungsgemäße Verfahren besonders gut geeignet ist. Nervenzellen zeigen eine extrem große Anzahl von Verzweigungen und bieten eine komplizierte dreidimensionale Struktur. Forschungsuntersuchungen derartiger Strukturen mit Hilfe einer traditionellen Mikroskopausrüstung sind äußerst schwierig durchzuführen und sind sehr zeitaufwendig. Außerdem ist die Information, die man dabei erhält, unvollständig. Entsprechende Untersuchungen, die in Übereinstimmung mit der Erfindung durchgeführt wurden, haben weit mehr Informationen erbracht, als die, welche man mit den bekannten Verfahren erhalten hätte. Andere mögliche Gebiete, wo die dreidimensionale Struktur von großem Interesse ist, umfassen Untersuchungen der inneren Strukturen der Zellen, beispielsweise eine Untersuchung der Konfiguration des Zellkerns, der Chromosomen etc.

Die Beleuchtungs- und Anzeigetechnik nach der Erfindung bringt folgende Vorteile. Es ist möglich, aus dem Probekörper einen dünnen Schnitt zur Registrierung auszuwählen und mehrere solcher Schnitte zu kombinieren, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen. Die Bilder sind ergiebiger im Kontrast und deutlicher durch die Verringerung des Streulichtpegels. Empfindliche und schwierige Probekörper werden vor Schäden geschützt, weil die Gesamtbelichtung gering ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen detaillierter beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1: den perspektivischen Umriß eines Probekörpers und einen Schnitt, der durch den Probekörper gelegt ist; Fig. 2: eine senkrechte Schnittdarstellung eines Probekörpers mit einem Schnitt gemäß Fig. 1, der in die Oberflächenstruktur des

Probekörpers gelegt ist; Fig.3: eine Vorrichtung zur mikrophotometrischen Untersuchung einer Mikroskopprobe, wobei das reflektierte und/oder Fluoreszenzlicht verwendet wird, bestehend aus einer zweidimensionalen Abtastvorrichtung und einem vertikal

beweglichen Objekttisch; Fig.4: eine Vorrichtung nach Fig.3 in veränderter Form mit einer eindimensionalen Abtastvorrichtung und einem vertikal und

seitlich einstellbarem Tisch; Fig. 5: eine Vorrichtung nach Fig.3, bei welcher die Abtastvorrichtung fehlt, die aber einen Objekttisch aufweist, der in drei Richtungen bewegt werden kann;

Fig. 6: eine Vorrichtung nach Fig. 5, die für durchgelassenes oder fluoreszierendes Licht modifiziert ist, und Fig.7: einen Probekörper, in welchem eine Vielzahl von Schnitten gelegt ist.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Mikroskopprobe, durch welche ein imaginärer horizontaler Schnitt gelegt ist, der eine Vielzahl von Teilelementen umfaßt; aus Gründen, die sich auf die technischen Einzelheiten der Zeichnung beziehen, weist der Schnitt 20 Zeilen in der x-Richtung auf, d. h. eine Gesamtheit von 300 Teilelementen, wie beispielsweise die Teilelemente 12 und 13; es können in der Praxis jedoch viel mehr oder viel weniger Elemente mit Schnitten von unterschiedlicher Form gegeben sein, beispielsweise quadratische oder verlängerte rechtwinklige Schnitte, die völlig von der Form des Probekörpers abhängen.

Bei der mikrophotometrischen Untersuchung eines mikroskopischen Probekörpers können 75,100 oder auch 200 derartige imaginäre Schnitte in der Praxis betrachtet werden; diese Schnitte können planparallel und paarweise aufeinander begrenzt sein oder sie befinden sich in einem äquidistanten Abstand voneinander. Der Teil des Schnittes 11, der innerhalb des Probekörpers 10 liegt, ist in der Figur durch eine dickere Linie 14 dargestellt.

Der Probekörper 20, der in Fig. 2 in vertikalen Schnitten dargestellt ist, bildet einen Teil einer zu untersuchenden Materialoberfläche. Ein Schnitt 21, entsprechend dem Schnitt 11 in Fig. 1, wird im oberen Teil des Probekörpers gelegt und ist daher von der Seite sichtbar. Die beiden bezeichneten Schnitte 11 und 21 sind repräsentativ; nachfolgend wird auf sie als „die Brennebene" Bezug genommen.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung enthält ein Mikroskop 30 mit einem Objekttisch 301; einer Laserlichtquelle 31 zum Erzeugen eines Lichtstrahls durch eine Strahlenteilungseinheit 32 und eine Abtastvorrichtung 33, die den Lichtstrahl wirksam an eine Vielzahl von Stellen in der Brennebene (x-y-Ebene) des Mikroskops 30 schwenkt, eine Blende 34 und eine Steuer- und Datenanschlußeinheit 36 zur Steuerung unter anderen der Abtastvorrichtung 33 über eine Leitung 361 und für die Sammlung der elektrischen Signale, die von dem reflektierten und/oderfluoreszierenden Licht abgeleitet werden, das am Detektor 35 ankommt, nachdem es den Objekttisch 301, das Mikroskop 30, die Abtasteinrichtung 33 und die Blende 34 passiert hat; dieses Licht wird in dem Detektor 35 in elektrische Signale umgewandelt, die durch die Leitung 351 zur Steuereinheit 36 übertragen werden; die oben genannte Vorrichtung enthält schließlich eine extern angeordnete Anlage zur Speicherung, Verarbeitung und visuellen Datenanzeige, die von den genannten Signalen herrühren. Diese Anlage enthält einen Datenprozessor 37 und einen zusätzlichen Speicher 38 und einen Displayschirm 39, der mit dem Daten prozessor 37 verbunden ist.

Ein leuchtender Punkt oder eine Sichtmarke, die von dem Lichtstrahl der Laserquelle 31 erzeugt wird, wird durch die Abtastvorrichtung 33 zu einer Anzahl von Positionen an einer auf dem Objekttisch 301 befindlichen Probe abgelenkt, und zwar in der Brennebene; diese Brennebene kann der in der Fig. 1 bezeichnete Schnitt sein. Streulicht, das möglicherweise von den Stellen (Volumenelemente) darüber, unter oder neben der Stelle in der x-y-Ebene verursacht wird, die durch die Abtasteinrichtung 33 gerade abgetastet wird, wird durch die Blende 34 ausgeschlossen und bewirkt, daß eine Information bezüglich der Eigenschaften durch beispielsweise reflektiertes Licht geliefert wird. Wenn eine Stelle abgetastet worden ist, wird von der Steuereinheit 36 ein Steuerimpuls an die Abtasteinrichtung 33 über die Leitung 361 abgegeben und die Abtasteinrichtung reflektiert damit den Strahl zur nächsten Stelle (z.B. ein x-Quadrat) in der gleichen Zeile (y-Zeile); dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis der gesamte Schnitt 11 abgetastet oder erfaßt ist. Der Objekttisch 301 wird daraufhin schrittweise bewegt (aufwärts oder abwärts) als Reaktion auf einen Steuerimpuls (Signal), der von der Steuereinheit 36 zur Antriebseinheit 361 über die Leitung 362 geführt wird, wobei die Antriebseinheit eine direkte Bewegung des Tisches 301 in der z-Richtung ausführt. Der Objekttisch mit dem darauf befindlichen Probekörper wird auf diese Weise um einen vorgegebenen Abstand in der z-Richtung verschoben, worauf die Bremsebene des Mikroskops 30 eine neue Position durch den Probekörper erreicht; diese neue Position wird in derselben Art und Weise abgetastet wie dies zuvor beschrieben wurde. Der gesamte Probekörper wird daher auf diese Weise nacheinander an abstandsgleichen Stellen entlang abstandsgleicher paralleler Linien in abstandsgleichen Ebenen abgetastet. Die Signale werden von der Abtasteinrichtung 33 bzw. der Antriebseinheit 361 an die Steuereinheit 36 übertragen, die Informationen bezüglich der aktuellen Position der Sichtmarke enthalten, die durch den Lichtstrahl (x-y-Richtung) und von dem Tisch 301 (z-Richtung) erzeugt wird.

Wenn ein dreidimensionales Bild des Volumens eines mikroskopischen Probekörpers mit Hilfe der soeben beschriebenen Vorrichtung erzeugt wird, werden die folgenden Funktionsschritte vorgenommen:

— ein leuchtender Punkt oder eine Sichtmarke wird in der Brennebene 11 des Mikroskops 30 erzeugt; diese Ebene verläuft durch den Probekörper;

— die Sichtmarke wird zu einer Vielzahl von Stellen in der Brennebene 11 abgelenkt;

— die gegenseitigen relativen Positionen des Probekörpers und der Brennebene 11 werden verändert und die Ablenkung der Sichtmarke zu einer Vielzahl von Stellen in der Brennebene wird erneuert;

— die Änderung der relativen gegenseitigen Positionen des Probekörpers und der Brennebene wird schrittweise wiederholt, und nach jeder derartigen Änderung wird die leuchtende Sichtmarke wieder zu einer Anzahl von Stellen in der Brennebene abgelenkt;

— das Licht, das durch die leuchtende Sichtmarke und die Teilelemente des Probekörpers erzeugt wird, wird erfaßt; dieses Licht, das die Information bezüglich der Stellen des Probekörpers trägt, und irgendwelches Störlicht, das von den angrenzenden Stellen gleichzeitig verursacht wird, wird abgeschirmt und

— das auf diese Weise erfaßte Licht wird gesammelt und die durch die genannte Detektion erhaltenen Meßwerte werden gespeichert; die Speicherung der Meßwerte wird gleichzeitig mit der Ablenkung der leuchtenden Sichtmarke in der Brennebene und mit der Änderung der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper und der Brennebene bewirkt.

Auf diese Weise erhält man eine Beschreibung oder Abbildung des Gesamtvolumens des Probekörpers, der die einzelnen Volumenelemente (Stellen) umfaßt; dies wird in einem extrem kurzen Zeitabschnitt erreicht. Über dieses Beispiel hinaus kann angemerkt werden, daß die tatsächliche Gerätezeit annähernd zehn Minuten beträgt, wenn die mikrophotometrische Untersuchung eines Probekörpers durch annähernd 100 Schnitte mit 256² Meßwerten (Stellen) bei jedem Schnitt erfolgt. Außer der stark vereinfachten Vorbereitung des Probekörpers ist es jedoch auch möglich, mittels des Datenprozessors 37 dreidimensionale Bilder mit wählbaren Projektionsrichtungen und mit der Möglichkeit der Durchführung volurrietrischer Messungen zu erzeugen.

Die in Fig.4 dargestellte Vorrichtung stimmt mit der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung überein, mit der Ausnahme, daß die Ablenkung durch die Abtastvorrichtung 43 nur in einer Richtung (beispielsweise der y-Richtung) bewirkt wird, während der Objekttisch 401 schrittweise in der Horizontalrichtung (x-Richtung) dem Lichtstrahl folgend bewegt wird, der entlang einer ganzen Zeile oder Linie vorgeschoben wird und schrittweise in einer vertikalen Richtung (z-Richtung) versetzt wird, dem Lichtstrahl folgend, der entlang eines ganzen Schnittes verschoben wird. Diese Modifikation kann geeignet sein, wenn Probekörper mit einer beträchtlichen langgestreckten rechtwinkligen Form untersucht werden.

Mit der vorher genannten Ausnahme hinsichtlich der Funktion der Vorrichtung entsprechen sich die in den Fig.3 und 4 dargestellten Schaltungen und Bauelemente in folgender Art und Weise:

Fig.3	Fig. 4
30	= 40
301	= 401
31	= 41
32	42
33	= 43
34	= 44
35	= 45
36	= 46
37	= 47
38	= 48
39	= 49
351	= 451
361	= 461
362	= 462

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung stimmt mit der in Fig. 3 dargestellten mit der Ausnahme überein, daß die Abtastvorrichtung 33 völlig fehlt und der Objekttisch 501 dafür zur schrittweisen Bewegung entlang einer Oberfläche in der horizontalen Ebene (x-y-Ebene) und in einer vertikalen Richtung (z-Richtung) angeordnet ist. Diese Bewegungen werden von der Abtriebseinheit 561 gesteuert, welche nacheinander Synchronisationsimpulse von der Steuereinheit 56 empfängt. In den Fig.3 und 5 entsprechen sich gegenseitig folgende Schaltungen und Bauelemente:

Fig.3	Fig. 5
30	50
301	= 501
31	51
32	52
34	54
35	= 55
36	56
37	= 57
38	58
39	59
351	= 551
361	= 561
362	= 562

Die Vorrichtungen nach den Fig.3 bis 5 sind so ausgelegt, daß sich reflektiertes und/oder fluoreszierendes Licht von dem Probekörper verwenden läßt. Es ist jedoch auch möglich, mit durchgelassenem Licht zu arbeiten und die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung ist für diesen Fall bestimmt. Licht von dem Laser 61 passiert das Mikroskop 60 und wird an einem Punkt in der Brennebene eines auf dem Objekttisch 601 befindlichen Probekörper fokussiert. Das Licht, dem das Passieren des Probekörpers möglich ist oder das durch diesen angeregt wird (Fluoreszenz) an dem in Frage kommenden Punkt, wird durch ein Objektiv 602 gebündelt und passiert eine Blende 64, und im Fall der Fluoreszenz, ein Filter 603, um austretendes Laserlicht zu eliminieren, worauf in dem Detektor 65 (Umwandlung in elektrische Signale und Analog/ Digitalwandlung) eine Detektion bewirkt wird und eine Bündelung in der Steuer- und Datenerfassungseinheit 66 in der zuvor beschriebenen Art und Weise. In ähnlicher Weise wie die oben beschriebene wird mit Bezug auf Fig. 5 der Objekttisch 601 zu einer schrittweisen Bewegung veranlaßt, die durch die Steuersignale der Einheit 66 ausgelöst wird; diese Bewegung erfolgt längs einer Linie oder Zelle in einer Flächenebene (x-y-Ebene) und in einer Richtung (z-Richtung) senkrecht zur Flächenebene. Die Funktion der Vorrichtung ist in anderer Hinsicht der Funktion der zuvor beschriebenen Vorrichtung ähnlich. Die Bezugszeichen für die verbleibenden unterschiedlichen Schaltungen und Bauelemente in Fig. 6 sind mit denjenigen in den entsprechenden Schaltungen oder Bauelementen in Fig. 5 identisch, und zwar wie folgt:

Fig. 5	Fig. 6
51	61
50	60
55	65
56	66
561	661
562	662
551	651
56	66
57	67
58	68
59	69

Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Dazu folgendes Beispiel:

Obwohl die Verfahren, die die Grundlage für die in den Fig.4 und 3 dargestellten Vorrichtungen bilden (s. auch die folgenden Anspruchspunkte 2 und 3), wahrscheinlich optimale Ergebnisse hinsichtlich des reflektierten Lichts, können im Prinzip Modifikationen für die Verwendung durchgelassenen (übertragenen) Lichtes vorgenommen werden.

Außerdem können auch die Antriebseinheiten 361,461 und 561 der jeweiligen Vorrichtung gemäß der Fig.3 bis 5 vorteilhaft zur Steuerung der Bewegung des Mikroskopobjektes in den z-Richturfgen anstelle der jeweiligen Objekttische 301,401 und 501 verwendet werden. In beiden Beispielen (befestigtes Objektiv in z-Richtung, fester Objekttisch in z-Richtung) erhält man eine Änderung im gegenseitigen Abstand zwischen dem Probekörper 10 und der Brennebene 11.

Bei der vorangegangenen Erwähnung ist erklärt worden, wie der Lichtstrahl entlang einer Linie auf (in) dem Probekörper mit Hilfe der Steuersignale von der Steuereinheit (z. B. 36 in Fig.3) stufenweise vorwärts geführt wird. Es können jedoch Modifikationen vorgenommen werden, um dem Lichtstrahl beispielsweise ein kontinuierliches Schwingen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zu ermöglichen, jedoch so, daß die Detektion des reflektierten Signals genau zu den Zeitpunkten erfolgt, die den gegebenen Stellen in der Brennebene des Probekörpers entsprechen.

Im vorangegangenen wurde erwähnt, daß die Bilder in wählbaren Projektionen leicht erhalten werden können, wenn der Probekörper ein einziges Mal gemäß der Erfindung mikrophotometrisch untersucht wird.

Fig.7 zeigt schematisch einen Probekörper 10, durch den die Schnitte 1-n erfindungsgemäß gelegt sind (im rechten Winkel zur Zeichnungsebene). Ein Forscher, der während seiner Arbeit feststellt, daß er das Bedürfnis hat, einen Schnitt durch einen gegebenen Teil des Probekörpers unter verschiedenen Winkeln zu betrachten, beispielsweise durch die Schnitte 70-70, ist in der Lage, von der Meßwerteinrichtung ein Bild zu erhalten, das die Meßwerte aus einer Vielzahl von Schnitten 1-n enthält, und von einem Ausgangspunkt dieses Sichtbildes kann dann der Grund gefunden werden, um das Interesse auf einen anderen Teil des Probekörpers zu konzentrieren, vielleicht längs eines zusätzlichen Schnittes. Die Möglichkeiten sind mannigfaltig und bringen einen höheren Grad an Flexibilität hinsichtlich der Forschungsarbeit hervor.

Claims

1. Verfahren zur mikrophotometrischen Untersuchung mikroskopischer Probekörper und nachfolgenden Bildkombination, die mittels eines konvergenten Lichtstrahls eines leuchtenden Punktes oder einer Sichtmarke in der Brennebene (11) eines Mikroskops (30) erzeugt wird, Anpassen der Sichtmarke an eine Vielzahl von Teilelementen an dem Probekörper (10), und Sammlung des Lichtes, das von der leuchtenden Sichtmarke und dem Probekörper (10) hervorgerufen wird. Detektieren des gesammelten Lichtes und Erzeugen der entsprechenden elektrischen Signale, gekennzeichnet dadurch, daß die gegenseitige Position zwischen dem Probekörper (10) und der Brennebene (11) geändert wird und die leuchtende Sichtmarke an eine Vielzahl von Teilelementen in dem Probekörper (10) neu angepaßt wird, daß die Änderung in der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper (10) und der Brennebene (11) schrittweise wiederholt werden und nachfolgend bei jeder derartigen Änderung ein, erneutes Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an eine Vielzahl von Teilelementen in dem Probekörper durchgeführt wird, daß das Licht, das durch die leuchtende Sichtmarke und die Teilelemente in dem Probekörper

(10) hervorgerufen wird, gesammelt wird und irgendwelches Störlicht, das gleichzeitig von den angrenzenden (über, neben, unter) Teilelementen in dem Probekörper (10) hervorgerufen wird, abgeschirmt wird, daß das auf diese Weise gesammelte Licht detektiert wird und die Meßwerte, die durch die genannte Detektion erhalten werden, gespeichert werden, wobei die genannte Speicherung wahlweise gleichzeitig mit dem Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an die Teilelemente in dem Probekörper (10) und mit den Änderungen in der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper (10) und der Brennebene

(11) bewirkt wird, wobei die genannten Meßwerte der Stellen in verschiedenen Schichten durch den Probekörper repräsentativ sind; und daß die Meßwerte von den Stellen in einer Vielzahl von Schichten, die repräsentativ sind für ein gegebenes Volumen des Probekörpers in Abhängigkeit von einer beabsichtigten/gewünschten Analyse des Probekörpers kombiniert werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an eine Vielzahl von Teilelementen in dem Probekörper (10) durch ein schrittweises Auflösen des konvergenten Lichtstrahles in zwei Richtungen (x- und y-Richtungen) bewirkt wird; und daß die schrittweise Änderung in der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper (10) und der Brennebene (11) des Mikroskops durch schrittweises Bewegen des Mikroskop-Objekttisches (301) bewirkt wird, auf welchem der Probekörper angeordnet ist (z. Richtung).

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an die Vielzahl von Teilelementen des Probekörpers (10) durch eine relativ schnelle schrittweise Ablenkung des konvergenten Lichtstrahls in einer Dimension (y-Richtung) und durch eine relativ langsame schrittweise Verschiebung des Mikroskop-Objekttisches (401), auf welchem der Probekörper in einer weiteren Dimension (x-Richtung) angeordnet ist, bewirkt wird, und daß die schrittweise Änderung der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper (10) und der Mikroskopbrennebene (11) durch eine schrittweise Verschiebung des Mikroskop-Objekttisches (401) (z-Richtung) bewirkt wird.

4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Anpassen der leuchtenden Sichtmarke an eine Vielzahl von Teilelementen in dem Probekörper (10) durch eine schrittweise Verschiebung des Mikroskop-Objekttisches (501) entlang einer Oberfläche (x-y-Ebene) senkrecht zur Hauptachse des Mikroskops bewirkt wird, und daß die schrittweise Änderung der gegenseitigen Position zwischen dem Probekörper (10) und der Brennebene des Mikroskops (50) durch eine schrittweise Verschiebung des Objekttisches (501) des Mikroskops (50) in (z-Richtung) bewirkt wird.

5. Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Sammlung von reflektiertem Fluoreszenslicht, das durch die leuchtende Sichtmarke und die Teilelemente in dem Probekörper (10) verursacht wird, auf der Seite des Objekttisches (601) erfolgt, auf welcher das Mikroskop (60) angeordnet ist.

6. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Sammlung von durchgelassenem Licht, das durch die leuchtende Sichtmarke und die Teilelemente in dem Probekörper verursacht wird, auf der dem Mikroskop gegenüberliegenden Seite des Objekttisches erfolgt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, bestehend aus einem Mikroskop (30) mit einem Objekttisch (301), einer Lichtquelle (31; 32; 33), einem Detektor (35) und einer Steuer- und Datenerfassungseinheit (36), gekennzeichnet dadurch, daß der Objekttisch (301) des Mikroskops (30) für eine schrittweise Bewegung in einer Richtung, die der Hauptsache (z-Richtung) des Mikroskops (30) entspricht, angeordnet ist, wobei die genannte Bewegung von Leitimpulsen der Steuer- und Datenerfassungseinheit (30) gesteuert und ausgelöst wird, und zwar in Synchronisation mit dem Abtasten der Lichtquelle (31; 32; 33) von den Teilelementen in einem Mikroskopprobekörper (10), welcher auf dem Objekttisch (301) angeordnet ist, und daß die Vorrichtung auch eine Anlage (37; 38; 39) zur Speicherung, Verarbeitung und visuellen Anzeige von Daten, die von den genannten Meßwerten herrühren, enthält.

8. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Objekttisch (401) des Mikroskops (40) für eine schrittweise Bewegung in einer ersten Richtung (x-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse des Mikroskops (z-Richtung) angeordnet ist, und daß die Lichtquelle (41; 42; 43) angeordnet ist, um die Teilelemente in dem Probekörper in einer weiteren Richtung (y-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse des Mikroskops (z-Richtung) schrittweise abzutasten, und daß die Bewegungen des Objekttisches (401) und der Lichtquelle (41; 42; 43) zur Abtastung einer ersten Vielzahl von Teilelementen in einer ersten Ebene durch den Probekörper und anschließend einer zweiten Vielzahl von Teilelementen in einer zweiten Ebene des genannten Probekörpers koordiniert sind, wobei sich die genannte zweite Ebene planparallel zur ersten Ebene erstreckt etc. zur Abtastung des gesamten Probekörpers.

9. Vorrichtung nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Objekttisch (501) des Mikroskops (50) für eine relativ langsame schrittweise Bewegung in einer ersten Richtung (x-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse (z-Richtung) des Mikroskops (50) und für eine relativ schnelle schrittweise Bewegung in einer weiteren Richtung (y-Richtung) im rechten Winkel zur Hauptachse (z-Richtung) des Mikroskops angeordnet ist, wobei die Bewegungen des Objekttisches (501) in den zur Hauptachse des Mikroskops parallel und im rechten Winkel befindlichen Ebenen durch Steuerimpulse von der Steuer- und Datenerfassungseinheit (56) zur Abtastung eines Teilelementeä nach dem anderen durch den genannten Probekörper koordiniert sind.