DE102006041497A1

DE102006041497A1 - Verfahren und Einrichtung zum optischen Tracking kleiner beweglicher Objekte

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Publication number: DE102006041497A1
Application number: DE200610041497
Authority: DE
Inventors: Simon Dr. Brattke; Horst Stacklies; Andreas Dr. Nolte
Original assignee: Carl Zeiss MicroImaging GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-06

Abstract

Um ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, um mikroskopisch kleine, bewegliche Objekte (1) wie Lebendzellen, Einzeller oder dergleichen für eine Bildanalyse mit einem Mikroskop über einen längeren Zeitraum zentriert zu beobachten, wird vorgeschlagen, dass man zuerst eine manuelle Auswahl eines mikroskopisch kleinen, beweglichen Objektes (1) vornimmt und ausgehend von einer Ausgangsbildmitte Objektmerkmale des Objektes (1) markiert, daraus die Werte der zu beobachtenden Objektmerkmale des Objektes (1) durch einen Algorithmus ermittelt und das Objekt (1) klassifiziert, dass anschließend eine Bildaufnahme des klassifizierten Objektes (1) durchgeführt wird, deren Bilddaten für weitere Bildverarbeitungen genutzt werden oder das weiterführend eine Bestimmung der Ausgangsgrößen des Objektes (1) erfolgt, und dass abschließend die erhaltenen Ausgangsgrößen zur Steuerung einer in einem Mikroskop angeordneten Einrichtung genutzt werden, bestehend aus einer ersten Videokamera (8), die ein Übersichtsbild des beweglichen Objektes (1) erstellt, wobei der mittels des Verfahrens ermittelte Algorithmus zur morphologischen Erkennung des Objektes (1) dazu dient, einen stark vergrößerten Abbildungsstrahlengang auf eine zweite Videokamera (13) zu lenken, mittels der das bewegliche Objekt (1) vergrößert beobachtet und in der Mitte eines Bildfeldes des Mikroskops scharf abbildbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum optischen Tracking von mikroskopisch kleinen, beweglichen Objekten, insbesondere lebende Einzeller, Lebendzellen oder dergleichen und eine Einrichtung, um die beweglichen Objekte mittels der durch das Verfahren erhaltenen Positionsinformationen über einen längeren Zeitraum in der Mitte eines Bildfeldes eines Mikroskops zur Beobachtung scharf abzubilden.
Um bei der Betrachtung von kleinen, beweglichen Objekten, beispielsweise lebende Einzeller, kleine durch Brownsche Molekularbewegung getriebene Objekte und dergleichen, diese mikroskopisch kleinen Objekte mit Standardmikroskopen über einen längeren Zeitraum in der Mitte des Bildfeldes eines Mikroskops scharf abzubilden, tritt das Problem auf, dass sie entweder nur bei relativ kleiner Vergrößerung betrachtet werden können, oder die Beobachtungsdauer dadurch eingeschränkt wird, dass das interessierende Objekt das beobachtete Feld verlässt, wie beispielsweise Lebendzellen, die sich bewegen und bei der Bewegung ständig ihre äußere Form verändern. Störend bei der Beobachtung und Verfolgung dieser mikroskopisch kleinen, beweglichen Objekte ist auch die Bewegung des Objektes selbst, die ein ruhiges Konzentrieren auf die interessanten Strukturen erschwert. Durch die Bewegung der Zelle kommt es zu morphologischen Änderungen des Objektes, da die lebenden Zellen, die sich bewegen, bei der Bewegung ständig ihre äußere Form ändern. Erschwerend kommt hinzu, dass gerade die Verfolgung kleiner Objekte auf der Grundlage visueller Ähnlichkeitskriterien sehr schwierig ist und dadurch die Objekte nicht einfach unterscheidbar sind. Weiterhin besteht ein Problem darin, dass die beweglichen Objekte unterschiedliche Größen haben und zu unterschiedlichen Zeiten untersucht werden. Es müssen daher für eine sichere Verfolgung eine oder mehrere Messgrößen definiert werden, die eine automatische Verfolgung der Zelle durch das Mikroskop ermöglichen. Wird eine solche morphologische Erkennung nicht als Algorithmus mit in das Trackingsystem des Mikroskops einbezogen, ist es sehr wahrscheinlich, dass ein einmal getracktes Objekt schnell wieder verloren geht. Aus der DE 199 30 598 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine zeitauflösende Bildanalyse und/oder Visualisierung dynamischer Prozesse in biologischen Systemen zur Erfassung eines Objektes, Verfolgen der Bahn des Objektes im Zeit-Raum, Visualisierung der verfolgten Bahn des Objektes und Rekonstruieren der dynamischen Struktur des Objektes im Zeit-Raum bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, durch das Positionsinformationen über die Bewegung und die Veränderung von zu beobachtenden Objekten erhalten wird, so dass mittels einer an einem Mikroskop vorgesehenen Einrichtung diese Positionsinformationen zum optischen Tracking und für Nachfokussierungen genutzt werden, um mikroskopisch kleine, bewegliche Objekte für eine Bildanalyse über einen längeren Zeitraum zentriert zu beobachten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum optischen Tracking von mikroskopisch kleinen, beweglichen Objekten, insbesondere lebende Einzeller, Lebendzellen oder dergleichen, gemäß Anspruch 1, um ausgewählte mikroskopisch kleine, bewegliche Objekte, bei denen morphologische Änderungen durch die Bewegung der Zellen entstehen, zu klassifizieren und zu markieren, so dass durch eine anschließend durchgeführte Bildaufnahme die erhaltenen Bilddaten entweder für weitere Bildverarbeitungen genutzt werden oder das weiterführend eine Berechnung der Ausgangsgrößen des beweglichen Objektes erfolgt, und dass abschließend aus den ermittelten Ausgangsgrößen für das zu beobachtende, bewegliche Objekt eine Steuerung einer an einem Mikroskop vorgesehenen Einrichtung zum optischen Tracking und zur optischen Nachführung des Mikroskops erhalten wird. Zur Klassifizierung von Objektmerkmalen, ausgehend von der Ausgangsbildmitte eines kleinen, beweglichen Objektes, dienen Stützstellen des beweglichen Objektes, insbesondere die Umrandung und/oder andere festgelegte Objektmerkmale sowie ein errechneter Schwerpunkt des beweglichen Objektes in der x/y-Ebene zur Festlegung des Objektes in der Mitte des Bildfeldes eines Mikroskops. Durch einen ermittelten Hardwarefokus wird dann das bewegliche Objekt mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung an einem Mikroskop so fokussiert, dass das bewegliche Objekt auch in z-Richtung im Bereich der Schärfentiefe der Mikroskopoptik bleibt.
Die mittels des Verfahrens erhaltenen Bilddaten, aus den ein Bildverarbeitungsalgorithmus softwaremäßig die aktuelle Position des zu beobachtenden beweglichen Objektes bestimmt, dienen dann im weiteren dem Mikroskop mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 7 zur Steuerung und zur optischen Nachführung des Mikroskops zum optischen Tracking eines kleinen, beweglichen Objektes. Das bewegliche Objekt wird dazu mit einer ersten Videokamera beobachtet und ein Übersichtsbild des beweglichen Objektes erstellt, wobei die mittels des Verfahrens erhaltenen Positionsinformationen über das bewegliche Objekt dazu genutzt werden, um einen stark vergrößerten Abbildungsstrahlengang auf eine zweite Videokamera zu lenken, mittels der das sich bewegende Objekt vergrößert in der Mitte eines Bildfeldes des Mikroskops scharf abgebildet wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung, bei der das Objekt mit einem Objektiv ins Unendliche abgebildet wird, besteht aus der ersten Videokamera, mit der das zu trackende Objekt beobachtet wird, und aus einem dem Objektiv nachgeordneten Strahlenteiler, der die durch den Strahlenteiler transmittierten Strahlbüschel von einer dem Strahlteiler im Strahlengang nachgeordneten ersten Tubuslinse auf den Chip einer ersten Videokamera abbildet, aus einem Kippspiegel, auf den die vom Strahlteiler abgelenkten Strahlbüschel fallen, um nach Reflexion an diesem von einer zweiten Tubuslinse auf eine zweite Videokamera abgebildet zu werden. Die Brennweite der zweiten Tubuslinse wird dazu insbesondere größer gewählt als die Brennweite der ersten Tubuslinse und der Kippspiegel ist so ausgebildet, dass er eine Verkippung der spiegelnden Fläche um zwei unabhängige Achsen erlaubt, so dass die laterale Position der reflektierten Strahlbüschel in zwei Dimensionen frei veränderbar ist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Abbildungskette um die erste Tubuslinse eine Übersichtsbild des zu beobachtenden Objektes erzeugt und die Abbildungskette um die zweite Tubuslinse ein vergrößertes Bild eines Details des zu beobachtenden Objektes erzeugt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass die zweite Videokamera und die zweite Tubuslinse ortsfest vorgesehen sind, wobei die Ruhestellung des Kippspiegels die Achse des Abbildungssystems, die mit der Achse der zweiten Tubuslinse zusammenfällt, festlegt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass durch die Wahl geeigneter Kippwinkel der beiden Achsen des Kippspiegels ein beliebiger Bildausschnitt wählbar ist, wobei die Ruhestellung des Kippspiegels so festgelegt ist, dass das gleiche Objektmerkmal sowohl in der Mitte des Bildes der ersten Videokamera als auch in der Mitte des Bildes der zweiten Videokamera erscheint.
Eine vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass bei der Beobachtung der sich langsam bewegenden Objekte mittels der ersten Videokamera ein Übersichtsbild zur Positionsauswertung erstellt wird, und wobei nach Rückkopplung auf den Kippspiegel das vergrößerte Bild des interessierenden Objektmerkmals zentriert mittels der zweiten Videokamera beobachtet wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass für eine driftfreie Beobachtung des vergrößerten Bildes mit der zweiten Videokamera eine periodische Wiederholung des Vorgangs vorgesehen ist.
Eine bevorzugte Variante wird darin gesehen, dass für die zweite Tubuslinse ein pankratisches Linsensystem mit variierbarer Brennweite vorgesehen ist, wobei die Vergrößerung des Objektes stufenlos wählbar ist.
Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, dass für die morphologischen Änderungen der zu trackenden mikroskopisch kleinen, beweglichen Objekte durch einen Algorithmus definierte Messgrößen festgelegt werden, die eine automatische Verfolgung der Objekte durch ein Mikroskop mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglichen, indem die Messdaten zum optischen Tracking und zum Nachfokussieren genutzt werden, um mikroskopisch kleine, bewegliche Objekte für eine Bildanalyse über einen längeren Zeitraum zentriert zu beobachten, indem die laterale Bewegung/Veränderung der Objekte in der x/y-Ebene durch das Nachführsystem mittels der Einrichtung an einem Mikroskop ausgeglichen wird und eine Nachfokussierung des Mikroskops in z-Richtung mittels eines Software-/Hardwareautofokus durchgeführt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit optischer Nachführung eines bewegten Objektes;
2 ein Flussdiagramm zur Steuerung der erfindungsgemäßen Einrichtung;
3 ein Beispiel für ein Livebild eines Objektes mit Stützstellen;
4 zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommene Bilder des Objektes.
Um ein mikroskopisch kleines, bewegliches Objekt über einen längeren Zeitraum hinweg in der Mitte des Bildfeldes eines Mikroskops scharf abzubilden, bedarf es mehrerer Regelmechanismen. Es müssen folgende Möglichkeiten der Bewegung/Veränderung eines Objektes 1, insbesondere bei Lebendzellen, kompensiert werden, indem zum einen die laterale Bewegung in x/y-Ebene durch ein spiegelbasiertes Nachführsystem kompensiert wird, zum anderen muss ein Bildverarbeitungsalgorithmus für die morphologische Erkennung und Veränderung des Objektes 1 vorhanden sein. Außerdem muss die Bewegung des Objektes 1 in z-Richtung durch Nachfokussieren mittels eines Software-/Hardwareautofokus mit kompensiert werden. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Objekt-Tracking und zur optischen Nachführung von mikroskopisch kleinen, beweglichen Objekten 1. Ein zu beobachtendes mikroskopisch kleines, bewegliches Objekt 1 wird mit einem Objektiv 2 ins Unendliche abgebildet. Dabei wird ein von einem Objektmerkmal in der vorderen Fokusebene des Objektivs 2 und mit dem lateralen Abstand x von der optischen Achse des Objektivs 2 emittiertes Strahlbüschel 3 vom Objektiv 2 zu einem parallelen Strahlbüschel 4 umgewandelt. Dem Objektiv 2 ist dazu ein Strahlteiler 5 nachgeschaltet. Die durch den Strahlteiler 5 transmittierten Stahlbüschel 6 werden von einer im Strahlengang dem Strahlenteiler 5 nachgeordneten Tubuslinse 7 auf einen Videokamerachip 8 abgebildet. Die vom Strahlteiler 5 abgelenkten Strahlbüschel 9 fallen auf einen weiteren, im Strahlengang vor einer zweiten Tubuslinse 12 angeordneten Kippspiegel 10, wobei die vom Kippspiegel 10 reflektierten Strahlenbüschel 11 von der Tubuslinse 12 auf einen zweiten Videokamerachip 13 abgebildet werden. Die Brennweite f₂ der Tubuslinse 12 wird insbesondere größer gewählt als die Brennweite f₁ der Tubuslinse 7. Der zweite Kippspiegel 10 erlaubt insbesondere eine Verkippung der spiegelnden Fläche um zwei unabhängige Achsen, so dass die laterale Position der reflektierten Strahlbüschel 11 in zwei Dimensionen frei veränderbar ist.
Das vom Objektiv 2 von einem Objektmerkmal emittierte Strahlbüschel weist gegenüber der optischen Achse einen Winkel α auf. Dabei gilt x = f_o tan α, wobei f_o die Objektivbrennweite ist. Die zwei Koordinaten einer Position eines jeden Objektmerkmals werden somit in zwei Winkelinformationen der entstehenden Strahlbüschel 3, 4, 6, 9, 11 überführt. Die Tubuslinsen 7 und 12 überführen wiederum die Winkelinformationen der Strahlbüschel 6 und 11 in die Position der jeweiligen Bildpunkte y1 und y2. Dabei gilt, dass y1 = f₁ tan α und y2 = f₂ tan α. Es ergibt sich also, dass das von der Tubuslinse 12 erzeugt Bild um einen Faktor f₂/f₁ gegenüber dem von der Tubuslinse 7 erzeugten Bild vergrößert erscheint. Die Abbildungskette um die Tubuslinse 7 ist somit in der Lage, ein Übersichtsbild des beobachteten Objektes zu erzeugen, während die Abbildungskette um die Tubuslinse 12 ein Detail vergrößert abbildet.
Die Ruhestellung des Kippspiegels 10 wird so gewählt, dass in der Mitte des Bildes auf dem Videokamerachip 13 gerade das Objektmerkmal zu liegen kommt, welches auch in der Mitte des Bildes auf dem Videokamerachip 8 zu sehen ist. Die Ruhestellung definiert somit die Hauptachse des optischen Systems, die mit der optischen Achse der Tubuslinse 12 zusammenfällt. Wird nun der Kippspiegel 10 gegenüber dieser Ruhestellung etwas um eine oder auch zwei Achsen lateral zur Hauptachse verkippt, so weist das reflektierte Strahlbüschel 11 gegenüber der Hauptachse einen neuen Winkel α' = α + Δα auf. Die Winkeländerung um Δα gilt dabei für alle parallelen Strahlbüschel gleichermaßen.
Da die Tubuslinse 12 und der Videokamerachip 13 ortsfest bleiben, ergibt sich bei der Abbildung, dass ein entsprechend anderer Anteil des Objektes 1 auf den Videokamerachip 13 abgebildet wird. Durch die Wahl geeigneter Kippwinkel der beiden Achsen des Kippspiegels 10 lässt sich also ein beliebiger Bildausschnitt wählen. Die Position eines neuen Bildpunktes ist y' = f₂ tan(α + Δα). Sie skaliert also nicht streng linear mit der Änderung des Winkels. Dies lässt sich anschaulich dadurch begründen, dass durch die Verkippung des Kippspiegels 10 mit Δα # 0 die optischen Achsen des Objektivs 2 und der Tubuslinse 12 nicht mehr zusammenfallen. Jedoch sind in üblichen Mikroskopen nur kleine Winkel der parallelen Strahlbüschel von α < 0,1 rad anzutreffen. Δα liegt ebenfalls in dieser Größenordnung und für kleine Winkel gilt tan α = α und die auftretende Verzerrung des Bildes ist vernachlässigbar klein.
Will man mit dem Mikroskop sich langsam bewegende Objekte beobachten, so lässt sich dieses Prinzip der Ausschnittsauswahl nun nutzen, um ein stehendes Bild eines interessierenden Objektmerkmals zu bekommen. Dazu wird das Übersichtsbild des Videokamerachips 8 verwendet, um mittels einer softwaremäßigen Auswertung die Position des interessierenden Objektes 1 im Beobachtungsfeld zu bestimmen. Diese Positionsauswertung wird in geeigneter Weise auf die Kippwinkel des Kippspiegels 10 zurückgekoppelt, so dass das vergrößerte Bild des interessierenden Merkmals zentriert von dem Videokamerachip 13 beobachtet wird. Durch eine periodische Wiederholung dieses Vorgangs wird erreicht, dass das vergrößerte Bild driftfrei mit dem Videokamerachip 13 beobachtet werden kann.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops mit Objekt-Tracking und optischer Nachführung besteht darin, dass an Stelle der Tubuslinse 12 mit fester Brennweite ein pankratisches Linsensystem eingesetzt wird, dessen Brennweite in sinnvollen Grenzen variiert werden kann. Damit wird die Vergrößerung des vergrößert dargestellten Teils des Objektes 1 stufenlos wählbar.
2 zeigt in einem Flussdiagramm die einzelnen Verfahrensschritte beim Tracken von mikroskopischen kleinen, beweglichen Objekten. Zu Beginn wird das zu trackende Objekt 1 manuell am Mikroskop ausgewählt. Dies erfolgt entsprechend 3 an einem Bildschirm 14. An einem Livebild 15 des Objektes 1 werden die Umrandung und/oder einige andere Objektmerkmale durch Stützstellen 16 markiert, z.B. der Zellkern. Ein Algorithmus errechnet daraus die Werte der zu beobachtenden Stützstellen 16 und klassifiziert das Objekt 1. In einem festzulegenden Zeitabstand wird nun immer wieder entsprechend 4 ein Bild 17a, b, c, d aufgenommen und die zu beobachtenden Werte des Objekts 1 mit dem Algorithmus neu berechnet und mit den Werten des letzten Bildes 17d verglichen. Ist die Veränderung des Objekts 1 klein genug, das hängt von der Zeit zwischen zwei Objektbildern ab, kann das System das Objekt 1 identifizieren. Der errechnete Schwerpunkt des Objektes 1 in der x/y-Ebene wird dann zur Steuerung der Einrichtung gemäß 1 benutzt, zum Nachregeln, so dass das Objekt 1 immer in der Mitte des Bildfeldes des Mikroskops bleibt. Der Hardwareautofokus fokussiert das Objekt 1 außerdem bei jedem dieser Bilder 17a, b, c, d nach, so dass das Objekt 1 auch in z-Richtung im Bereich der Schärfentiefe der Mikroskopoptik bleibt.

1: Objekt
2: Objektiv
3: emittiertes Strahlbüschel
4: paralleles Strahlbüschel
5: Strahlteiler
6: transmittiertes Strahlbüschel
7: Tubuslinse
8: Videokamerachip
9: abgelenktes Strahlbüschel
10: Kippspiegel
11: reflektiertes Strahlbüschel
12: Tubuslinse
13: Videokamerachip
14: Bildschirm
15: Livebild des Objektes
16: Stützstellen
17: aufgenommenes Bild
x: lateraler Abstand
Y₁: Bildpunkt
y₂: Bildpunkt

Claims

Verfahren zum optischen Tracking mikroskopisch kleiner, beweglicher Objekte, insbesondere lebender Einzeller, Lebendzellen oder dergleichen, um für ausgewählte mikroskopisch kleine, bewegliche Objekte, über die durch die Bewegung der Zellen entstehenden morphologischen Änderungen Messgrößen für eine automatische Verfolgung dieser Objekte durch ein Mikroskop zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt eine manuelle Auswahl eines mikroskopisch kleinen, beweglichen Objektes (1) vorgenommen wird und ausgehend von einer Ausgangsbildmitte Objektmerkmale des Objektes (1) markiert und daraus die Werte der zu beobachtenden Objektmerkmale des Objektes (1) durch einen Algorithmus ermittelt und das zu beobachtende Objekt (1) klassifiziert wird, dass anschließend eine Bildaufnahme des klassifizierten Objektes (1) durchgeführt wird, deren Bilddaten entweder für weitere Bildverarbeitungen genutzt werden oder das weiterführend eine Bestimmung der Ausgangsgrößen des Objektes (1) erfolgt, und dass abschließend die erhaltenen Ausgangsgrößen zur Steuerung einer in einem Mikroskop angeordneten Einrichtung zur optischen Nachführung des Mikroskops dienen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgrößen für das Objekt (1) aus Wiederholungsmessungen zu festen definierten Zeitabständen der kleinsten Veränderungen des Objektes (1) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Objektmerkmale des Objektes (1) ausgehend von der Ausgangsbildmitte Stützstellen zur Klassifizierung des Objektes (1) dienen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützstellen des beweglichen Objektes (1) insbesondere die Umrandung und/oder andere Objektmerkmale markiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein ermittelter Schwerpunkt des Objektes (1) in der x/y-Ebene zur Steuerung der Einrichtung des Mikroskops zur Festlegung des Objektes (1) in der Mitte des Bildfeldes des Mikroskops dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Hardwarefokus das Mikroskop das Objekt (1) bei jedem der Bilder so nachfokussiert, dass das Objekt (1) auch in z-Richtung im Bereich der Schärfentiefe der Mikroskopoptik bleibt.
Einrichtung zum optischen Tracking von mikroskopisch kleinen, beweglichen Objekten, insbesondere lebende Einzeller, Lebendzellen oder dergleichen, die in einem Mikroskop angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer ersten Videokamera (8) ein Übersichtsbild des mikroskopisch kleinen beweglichen Objektes (1) erstellt wird, wobei der mittels des Verfahrens ermittelte Algorithmus zur morphologischen Erkennung des Objektes (1) dazu dient, einen stark vergrößerten Abbildungsstrahlengang auf eine zweite Videokamera (13) zu lenken, mittels der das bewegliche Objekt (1) vergrößert beobachtet und in der Mitte eines Bildfeldes des Mikroskops scharf abbildbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (1) mit einem Objektiv (2) des Mikroskops ins Unendliche abgebildet wird, indem dem Objektiv (2) ein Strahlenteiler (5) nachgeordnet ist, wobei durch den Strahlenteiler (5) transmittierte Strahlenbüschel (6) von einer dem Strahlenteiler (5) im Strahlengang nachgeordneten Tubuslinse (7) auf die Videokamera (8) abgebildet werden, und wobei vom Strahlenteiler (5) abgelenkte Strahlenbüschel (9) nach Reflexion an einem Kippspiegel (10) von einer dem Kippspiegel (10) im Strahlengang nachgeordneten Tubuslinse (12) auf die Videokamera (13) abbildbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der Tubuslinse (12) insbesondere größer als die Brennweite der Tubuslinse (7) vorgesehen ist, wobei die Abbildungskette um die Tubuslinse (7) ein Übersichtsbild des zu beobachtenden Objekts (1) und die Abbildungskette um die Tubuslinse (12) ein vergrößertes Bilddetail des zu beobachtenden Objektes (1) erzeugt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem Objektmerkmal in der vorderen Fokusebene des Objektivs (2) und mit einem lateralen Abstand (x) von einer optischen Achse des Objektivs (2) emittiertes Strahlbüschel (3) von dem Objektiv (2) zu einem parallelen Strahlbüschel (4) mit einem Winkel α zu optischen Achse umgewandelt wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Koordinaten der Position eines jeden Objektmerkmals in zwei Winkelinformationen eines entstehenden Strahlbüschels überführt werden, wobei die Tubuslinsen (7) und (12) die Winkelinformationen eines jeden Strahlbüschels in Bildpunkte (y₁, y₂) überführen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippspiegel (10) so angeordnet ist, dass eine Verkippung der Flächen um zwei unabhängige Achsen vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswahl geeigneter Kippwinkel der beiden Achsen des Kippspiegels (10) ein beliebiger Bildausschnitt des Objektes (1) wählbar ist, wobei in einer Ruhestellung des Kippspiegels (10) ein Objektmerkmal des Objektes (1) sowohl in der Mitte des Bildes auf der Videokamera (13) als auch in der Mitte des Bildes auf der Videokamera (8) sichtbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für eine stufenlos wählbare Vergrößerung eines vergrößert dargestellten Details des Objektes (1) an Stelle der Tubuslinse (12) mit fester Brennweite ein pankratisches Linsensystem mit variabler Brennweite vorgesehen ist.