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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von Objekten mit einem Fluoreszenzmikroskop und einer Beleuchtungseinrichtung mit einem Beleuchtungsstrahlengang und mit mehreren Leuchtdioden zur Beleuchtung eines Objekts gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die Fluoreszenzmikroskopie spielt in vielen naturwissenschaftlichen Disziplinen als diagnostisches Werkzeug eine große Rolle. Grundprinzip der Fluoreszenzmikroskopie ist die Bestrahlung einer Probe mit kurzwelliger Erregerstrahlung, wobei die Probe selbst oder ein fluoreszierender Farbstoff, mit dem die Probe angefärbt ist, bei Anregung mit der kurzwelligen Erregerstrahlung längerwelliges Fluoreszenzlicht emittiert (Primär- bzw. Sekundär-Fluoreszenz). Für die Fluoreszenzmikroskopie wird in der Regel die Sekundär-Fluoreszenz ausgenutzt, um bestimmte Objektstrukturen von angefärbten Präparaten sichtbar zu machen. Mittels der Fluoreszenzmikroskopie lassen sich beispielsweise Krankheitserreger bestimmen, Gene lokalisieren oder genetische Veränderungen einer zu untersuchenden DNA bestimmen oder auch Proteinbildungen in Zellen visualisieren.
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Je nach Anwendung steht eine bestimmte Untersuchungsmethode mit spezifischen fluoreszierenden Farbstoffen, den sogenannten Fluorochromen zur Verfügung. Typisch sind beispielsweise Anregungen mit UV-Licht für den Farbstoff ”DAPI”, mit blauem Licht für den Farbstoff ”FITC” oder mit grünem Licht für die Farbstoffe ”Texas Red” oder ”Rhodamin”. Typische Anregungsfrequenzen liegen im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich.
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Als Lichtquellen der Beleuchtungssysteme für Fluoreszenzmikroskope werden üblicherweise Kurzbogenlampen mit Hg- oder Xe-Füllung oder Halogenlampen eingesetzt. Die Lichtquellen befinden sich meist in einem separaten Lampenhaus, das an das Mikroskop adaptiert wird. Die erwähnten Lichtquellen besitzen ein im wesentlichen kontinuierliches Spektrum (UV bis IR), das von charakteristischen Linien hoher Intensität durchsetzt ist. Mittels verschiedener (wechselbarer) dielektrischer Filter, den sogenannten Anregungsfiltern, kann aus dem Spektralbereich der Lichtquelle der für die Anregung eines Fluorochroms passende Spektralbereich ausgewählt werden. Die Bandbreite der Anregungsfilter beträgt typischerweise etwa 10 bis 30 nm.
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Typischerweise wird mit verschiedenen Fluoreszenzfilter-Systemen, sogenannten Filterblocks oder -würfel, gearbeitet, um verschiedene Einfärbungen eines Präparates sichtbar machen zu können. Diese Fluoreszenzfilter-Systeme bestehen aus einer aufeinander abgestimmten Kombination eines Anregungsfilters, eines dichromatischen Teilers und eines Sperrfilters. Der dichromatische Teiler reflektiert die Anregungsstrahlung zum Präparat hin, ist jedoch transparent für das vom Präparat emittierte Fluoreszenzlicht. Das Sperrfilter hält vom Präparat gestreutes und in das Objektiv eingetretenes Anregungslicht zurück. Für die spezifische Fluoreszenzstrahlung besitzt es jedoch höchste Durchlässigkeit. Die verschiedenen Fluoreszenzfilter-Systeme befinden sich üblicherweise auf einer Wechseleinrichtung, die z. B. als Schieber oder Karussell ausgeführt ist. Die Bedienung erfolgt hierbei manuell und/oder motorisch.
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Nachteilig bei den genannten Lampen bisher üblicher Fluoreszenzbeleuchtungssysteme sind der geringe Wirkungsgrad, da von den etwa 100 W elektrischer Leistung nur wenige Milliwatt die Probe im ausgewählten Spektralbereich erreichen, und die hieraus resultierende störende Wärmeentwicklung. Schließlich ist die Lebensdauer der Lampen auf wenige hundert Stunden begrenzt.
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In jüngster Zeit werden Leuchtdioden oder LEDs (”Light Emitting Diode”) als Lichtquellen für Fluoreszenzmikroskope vorgeschlagen und auf dem Markt angeboten.
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Aus der
DE 20 2004 010 121 U1 ist beispielsweise eine Lichtquelle für ein Auflichtfluoreszenzmikroskop bekannt, die eine Hochleistungs-LED aufweist, die blaues Licht (460 bis 480 nm) aussendet. Eine Anordnung mit einer einzigen LED wird jedoch den üblichen Anforderungen eines Routine- oder Forschungslabors nicht gerecht.
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Eine Anordnung zur Fluoreszenzbeleuchtung ist aus der japanischen Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
JP 2005-321 453 A bekannt, wobei hier das Licht einer Leuchtdiode über eine Kollektorlinse in ein Fluoreszenzfilter-System und von dort auf ein Objekt geleitet wird. Das vom Objekt emittierte Fluoreszenzlicht wird über einen Sperrfilter auf einen CCD-Detektor und/oder ein Okular gelenkt. Auch diese Anordnung mit einer einzigen LED wird den hier gestellten Anforderungen nicht gerecht. In der korrespondierenden
EP 1 593 996 A2 ist eine Erweiterung dieses Systems auf zwei Leuchtdioden offenbart, deren Lichtflüsse über einen dichromatischen Teiler zusammengeführt und auf ein Fluoreszenzfilter-System geleitet werden.
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Ein Fluoreszenzmikroskop, bei dem Laser als Lichtquellen eingesetzt werden, ist aus der japanischen Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
JP H07-333 516 A bekannt. Hier wird das Licht zweier Laser über dichromatische Teiler auf einen gemeinsamen Beleuchtungsstrahlengang gelenkt. Das vom Objekt emittierte Fluoreszenzlicht wird ebenfalls über dieselben dichromatischen Teiler zu entsprechenden Fotodetektoren geleitet. Mit dieser Einrichtung kann das Objekt gleichzeitig mit zwei Anregungswellenlängen beleuchtet und die resultierenden beiden Fluoreszenzwellenlängen können getrennt detektiert werden. Eine sequentielle Anregung mit verschiedenen Wellenlängen ist bei Dauerbetrieb der Laser nicht möglich.
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Aus der
DE 103 14 125 B4 ist eine LED-Lichtquellenanordnung zur Objektbeleuchtung für fluoreszenzmikroskopische Anwendungen bekannt, bei der mehrere Dioden auf einem Drehteller angeordnet sind, wobei durch Drehung des Drehtellers um eine Achse im Zentrum des Drehtellers eine bestimmte Diode ausgewählt und vor einer Lichtaustrittsöffnung positioniert werden kann. An der Lichtaustrittsöffnung befindet sich eine Kollimatoroptik, die das emittierte Licht der Diode in den Beleuchtungsstrahlengang des Fluoreszenzmikroskops einkoppelt. Jede Leuchtdiode ist über ein Peltier-Element zur Ableitung der Wärme und eine Halterung mit dem Drehteller verbunden.
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Nachteilig an dieser bekannten LED-Lichtquellenanordnung ist, dass der Wechsel zu einer anderen Wellenlänge mit einer mechanischen Bewegung des die Dioden tragenden Drehtellers verbunden ist. Ein Wechsel der Wellenlängen dauert daher verhältnismäßig lange und ist mit Erschütterungen und Geräuschen aufgrund der mechanischen Bewegung verbunden. Da die Dioden einer guten Kühlung bedürfen, sind Peltier-Elemente und/oder entsprechend große Massen der Aufnahmevorrichtung nötig. Weiterhin sind elektrische Zuleitungen zu den LEDs und den Peltier-Elementen auf dem Drehteller problematisch (Schleifkontakte oder eingeschränkter Drehbereich).
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Schließlich bietet die Firma COOLLED eine Lichtquelle an, bei der mehrere Dioden parallel in einen Flüssigkeitslichtleiter gekoppelt werden. Die drei Farben können unabhängig in ihrer Intensität eingestellt werden. Nachteile dieses Beleuchtungssystems sind in erster Linie dessen Größe und Gewicht. Der Flüssigkeitslichtleiter erzeugt zudem Lichtverluste und Lichtschwankungen und erfordert einen zusätzlichen Adapter, um eine Anschluss an übliche Lampenschnittstellen der Mikroskope zu ermöglichen.
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Aus der
DE 196 24 087 A1 ist ferner eine Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung von Licht mit hoher Strahlleistung und Bandbreite bekannt. Hierzu werden mehrere punktförmige Lichtquellen, wie Leuchtdioden, die jeweils Licht in einer bevorzugten Richtung abstrahlen, mittels einer Halteeinrichtung derart zueinander räumlich angeordnet, dass die punktförmigen Lichtquellen ihr Licht in mindestens zwei unterschiedliche Richtungen abstrahlen, wobei eine optische Einrichtung in Form eines Reflektors vorgesehen ist, welche die Charakteristik des von den punktförmigen Lichtquellen abgestrahlten Lichts derart verändert, dass sie das ausgestrahlte Licht in eine vorbestimmte Richtung richtet. Bei unterschiedlichen Wellenlängen der Lichtquellen kann durch entsprechende Ausgestaltung des Reflektors als Diffusor zusätzlich eine homogene Farbmischung des Lichts mit unterschiedlichen Wellenlängen erreicht werden. Die Gestalt der dort vorgeschlagenen Beleuchtungsvorrichtung kann der eines üblichen Halogenstrahlers ähneln. In einer Ausführungsform fällt das von mehreren Leuchtdioden emittierte Licht auf einen Reflektor, durch den es homogen auf die Austrittsöffnung des Reflektors gerichtet und zusätzlich farblich gemischt und gebündelt wird, so dass für den Betrachter nicht mehr erkennbar ist, dass das Licht ursprünglich von einzelnen Leuchtdioden herrührt. Auf die spezifischen Probleme und Anforderungen einer Beleuchtungseinrichtung für fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen wird in dieser Schrift nicht eingegangen.
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Die hohen Lebensdauern (von mehreren tausend Stunden) von LEDs, ihr schneller Betriebseinsatz ohne Notwendigkeit einer Aufwärmzeit und die stabile und für die Fluoreszenzanregung ausreichende Abstrahlleistung in einem bestimmten Wellenlängenbereich mit Halbwertsbreiten von etwa 20 bis 50 nm sind Vorteile, die LED-basierte Beleuchtungssysteme für Fluoreszenzmikroskope herkömmlichen Systemen überlegen machen.
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Die vorliegende Erfindung ist anhand von Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquellen erläutert. Selbstverständlich lassen sich jedoch auch andere funktionsgleiche im wesentlichen punktförmige Lichtquellen für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung verwenden, insbesondere andere punktförmige Halbleiterlichtquellen, wie z. B. Halbleiterlaser oder weitere Halbleiteranordnungen, die Lumineszenzeffekte aufweisen, wie beispielsweise amorphes Silizium. Der Begriff ”Leuchtdiode” ist daher als Synonym für diese Art von Lichtquellen zu betrachten.
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Aus der
US 2005/0224692 A1 ist eine Anordnung, zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von Objekten mit einem Fluoreszenzmikroskop und einer Beleuchtungseinrichtung, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.
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Die
DE 10 2004 051 548 A1 offenbart ein Mikroskop und eine Beleuchtungseinrichtung, die über eine mechanische und eine elektrische Schnittstelle miteinander verbunden sind. Während bisher die Helligkeitsregelung der Beleuchtungseinrichtung an einem Bedienelement eines Ansteuergerätes für diese Beleuchtungseinrichtung erfolgt, kann gemäß dieser Schrift das für die Regelung der bisherigen Halogenleuchte am Mikroskop vorgesehene Bedienelement nunmehr zur Helligkeitsregelung der LED-Beleuchtung verwendet werden. Die Helligkeitssteuerung erflogt somit über entsprechende Schnittstellen durch ein bereits für diesen Zweck vorhandenes Bedienelement am Mikroskop.
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Die
DE 698 22 807 T2 behandelt ein UV-Mikroskop, bei dem eine Probe mit UV-Licht durchstrahlt, ein Teil des Lichtes von der Probe absorbiert und nach Farbumwandlung die Absorption durch die Probe als Bild dargestellt wird. Das Mikroskop wird über einen zentralen Computer angesteuert.
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Die
DE 103 05 117 A1 betrifft eine Einrichtung zum Steuern von Mikroskopfunktionen über eine interaktive Menüführung.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine kompaktbauende und für den Anwender in einfacher Weise bedienbare Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von Objekten mit einem Fluoreszenzmikroskop und einer Beleuchtungseinrichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Die erfindungsgemäße Anordnung weist ein Fluoreszenzmikroskop und eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Gehäuse mit einer Schnittstelle zur optischen Ankopplung des Gehäuses an das Mikroskop, mit mehreren im Gehäuse angeordneten Leuchtdioden, wobei jeder Leuchtdiode jeweils ein Kollektor zur Erzeugung eines gerichteten Lichtflusses nachgeordnet ist, und mit zumindest einem im Gehäuse angeordneten dichromatischen Teiler auf, wobei der oder die Teiler und die Leuchtdioden räumlich zueinander derart angeordnet sind, dass die Lichtflüsse der Leuchtdioden über den oder die Teiler zu einem gemeinsamen Beleuchtungsstrahlengang zusammenführbar sind, der seinerseits auf die Schnittstelle im Gehäuse gerichtet ist. Hierbei verfügen das Fluoreszenzmikroskop und die Beleuchtungseinrichtung über eine gemeinsame logische Steuereinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass Funktionen der Beleuchtungseinrichtung auf Bedienelemente einer Bedieneinheit am Fluoreszenzmikroskop abgebildet werden, wobei die gemeinsame logische Steuereinrichtung hierzu Mikroskopfunktionen logisch umsetzt in entsprechende Funktionen der Beleuchtungseinrichtung.
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Die vorgeschlagene Beleuchtungseinrichtung kann sich auf die genannten Komponenten, nämlich Leuchtdioden, Kollektoren und dichromatische Teiler, beschränken. Daher ist eine äußerst kompakte Bauweise möglich. Das Gehäuse kann wie ein Lampenhaus für eine Kurzbogenlampe gestaltet sein, das eine direkte optische Ankopplung an das Mikroskop ermöglicht. Die Lichtströme (Lichtflüsse) der Dioden werden über dichromatische Teile zusammengeführt, wobei jede Diode einen eigenen Kollektor hat, so dass der Lichtfluss an die Gegebenheiten der jeweiligen Diode angepasst werden kann.
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Vorteil vorliegender Erfindung ist die Bereitstellung einer separaten, kompaktbauenden Beleuchtungseinrichtung, die in einfacher Weise an ein Fluoreszenzmikroskop adaptierbar ist. Beide Einheiten, Fluoreszenzmikroskop und Beleuchtungseinrichtung, werden in aufeinander abgestimmte Weise gemeinsam von einer logischen Steuereinrichtung angesteuert. Beispielsweise wird bei einer Wechseleinrichtung mit verschiedenen Fluoreszenzfilter-Systemen je nach eingeschwenktem Filterblock nur die zugeordnete Leuchtdiode eingeschaltet. Es können aber auch Funktionen des Mikroskops, für die früher eine eigenständige Hardware (Optik) erforderlich war, durch eine logische Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung komplett übernommen werden. Beispiele hierfür sind Verschluss (Shutter) oder eine Abschwächeoptik, die bisher im Fluoreszenzmikroskop vorhanden waren, um einen Lichtfluss zu unterbrechen bzw. den Lichtfluss in seiner Intensität zu reduzieren. Gemäß Erfindung können nunmehr die Leuchtdioden von der gemeinsamen Steuereinrichtung ausgeschaltet werden, wodurch ein Shutter ersetzt werden kann, bzw. eine Strom-Reduzierung vorgenommen werden kann, wodurch auf eine Abschwächeoptik verzichtet werden kann. Aufgrund der gemeinsamen logischen Steuereinrichtung kann auch auf ein etwaiges Filterrad verzichtet werden. Durch Verwendung eines solchen Filterrades können beispielsweise in Verbindung mit einem Multiband-Fluoreszenzfilter durch Variation der Stellung des Filterrades Fluorochrome sequentiell angeregt werden. Die Ansteuerung einzelner Leuchtdioden über die gemeinsame Steuereinrichtung ermöglicht gemäß Erfindung die sequentielle Anregung der Fluorochrome, ohne dass ein internes Filterrad notwendig wäre. Als weiteres Beispiel kann die Anpassung von Anregungsintensitäten in Verbindung mit einem Multiband-Fluoreszenzfilter-System angeführt werden. Hierzu gibt es eine Hardwarelösung, die in der
DE 198 58 206 C2 offenbart ist. Diesen (manuellen oder motorischen) sogenannten ”Excitation Manager” kann die Erfindung durch Einstellen der Lichtflüsse der Leuchtdioden über die gemeinsame logische Steuereinrichtung in einfacher Weise ersetzen.
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Erfindungsgemäß sind Funktionen der Beleuchtungseinrichtung auf Bedienelemente am Fluoreszenzmikroskop abgebildet. Auf diese Weise können Funktionen des Fluoreszenzmikroskops, wie Verschluss, Abschwächer, Filterrad, Excitation Manager, in gewohnter Weise am Stativ des Mikroskops bedient werden, wobei die gemeinsame logische Steuereinrichtung die Mikroskopfunktionen logisch umsetzt in entsprechende Funktionen der Beleuchtungseinrichtung, wie Ein/Ausschalten der Leuchtdioden, Reduzierung der Lichtflüsse der Leuchtdioden durch Stromreduzierung, sequentielle Ansteuerung von Leuchtdioden oder Einstellen der Leuchtdioden-Lichtströme zur Anpassung von Anregungsintensitäten.
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Im Folgenden sollen einige vorteilhafte Ausgestaltungen der Beleuchtungseinrichtung innerhalb der erfindungsgemäßen Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung erläutert werden.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Hauptachsen der gerichteten Lichtflüsse der Leuchtdioden in einer gemeinsamen Ebene liegen. Bei Verwendung von zwei Leuchtdioden sind diese Hauptachsen zweckmäßigerweise senkrecht zueinander, wobei im Schnittpunkt ein dichromatischer Teiler (insbesondere im Winkel von 45° zu den jeweiligen Hauptachsen) angeordnet ist. Bei Verwendung von drei Leuchtdioden sind zweckmäßigerweise zwei Hauptachsen parallel zueinander und jeweils senkrecht auf die dritte Hauptachse gerichtet. Entlang der dritten Hauptachse sind dann zweckmäßigerweise zwei dichromatische Teiler jeweils in den Schnittpunkten der ersten und dritten bzw. der zweiten und dritten Hauptachse (wiederum zweckmäßigerweise unter 45°) angeordnet. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass der Begriff ”dichromatischer Teiler” auch polychromatische oder Multiband-Strahlenteiler umfassen soll.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Kollektoren als Kollimatorlinsen ausgebildet sind, so dass der Lichtfluss einer jeden Leuchtdiode nicht nur gesammelt, sondern auch parallel gerichtet wird. Aufgrund der großen Winkelabhängigkeit der dichromatischen Schichten auf den Teilern ist der Einfall paralleler Lichtbündel vorteilhaft. Es ist in diesem Zusammenhang weiterhin von Vorteil, wenn die Kollektorlinsen fokussierbar angeordnet sind, d. h. entlang der Hauptabstrahlachse einer Leuchtdiode verschiebbar. Hierdurch lässt sich die Fokussierung genauer justieren.
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Zur Ausbeute maximaler Lichtintensität ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Leuchtdioden justierbar angeordnet sind, damit alles Licht von der kleinen aktiven Chipfläche (Größenordnung 1 mm2) in den Kollektor/Kollimator fällt.
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Es ist sinnvoll, wenn die Leuchtdioden Lichtflüsse unterschiedlicher Emissionsspektren erzeugen, wobei die Emissionsspektren gute Übereinstimmung mit den Absorptionsspektren der jeweils verwendeten Fluorochrome aufweisen. Es kann jedoch auch sinnvoll sein, zumindest eine der Leuchtdioden durch eine Weißlichtquelle zu ersetzen oder eine Leuchtdiode mit möglichst weißem Emissionsspektrum zu verwenden, so dass mittels eines vorgesetzten Filters Wellenlängenbereiche, die von farbigen Dioden nicht direkt abgedeckt werden, bedient werden können. Prinzipiell können in gleicher Weise auch zusätzlich Halogen- oder Hg-Lichtquellen vorgesehen sein.
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Je nach gewünschten Anregungswellenlängen für die fluoreszenzmikroskopische Untersuchung kann es zweckmäßig sein, in den Beleuchtungsstrahlengang ein entsprechendes Multiband-Filter (Mehrfachbandpass) einzusetzen, um Restlicht außerhalb der definierten Anregungswellenlänge sicher zu vermeiden. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die räumlich im wesentlichen fest angeordneten Leuchtdioden über eine gemeinsame Grundplatte thermisch gekoppelt sind. Hierdurch lassen sich Temperaturschwankungen vergleichsmäßigen, so dass insbesondere bei einem alternativen Betrieb der Leuchtdioden die Temperatur relativ stabil bleibt. Hierdurch lassen sich temperaturbedingte Schwankungen der Lichtintensität vermeiden. Es kann überdies sinnvoll sein, eine Einrichtung zur Kühlung der Leuchtdioden vorzusehen. Diese Einrichtung kann bspw. ein Lüfter oder ein oder mehrere Peltier-Elemente umfassen.
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In diesem Zusammenhang sei nochmals angemerkt, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung sowohl einen Dauerbetrieb der Leuchtdioden als auch einen alternativen Betrieb der Leuchtdioden erlaubt.
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Es ist vorteilhaft, wenn die gemeinsame logische Steuereinrichtung zur Steuerung oder Regelung der einer Leuchtdiode zugeführten elektrischen Leistung ausgelegt ist. Mittels einer solchen Leistungssteuerung ist die Lichtleistung oder Lichtintensität einer Leuchtdiode steuerbar, so dass – wie bereits erwähnt – auf eigens im Strahlengang vorzusehende Abschwächer oder einen ”Excitation Manager” verzichtet werden kann.
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Durch Regelung der Lichtintensität einer Leuchtdiode lassen sich weiterhin Schwankungen der Lichtintensität, bspw. aufgrund von Temperaturschwankungen, sicher vermeiden. Hierzu steht die betreffende Leuchtdiode zweckmäßigerweise mit einem Detektor zur Regelung der Lichtintensität in Wirkverbindung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Detektor einen Sensor zur Aufnahme zumindest einen Teils des Lichtflusses einer Leuchtdiode und zur Erzeugung eines von der aufgenommenen Lichtintensität abhängigen Ausgangssignals und die besagte dem Sensor nachgeschaltete Steuereinrichtung zur Regelung der der Leuchtdiode zugeführten elektrischen Leistung in Abhängigkeit dieses Sensorausgangssignals umfasst. Derartige Regelungen sind an sich bekannt und sollen daher vorliegend nicht weiter vertieft werden. Als Teil des von der Leuchtdiode ausgehenden, dem Sensor zugeführten Lichtflusses kann gestreutes Licht, durch die Strahlteiler tretendes Restlicht, aber auch eigens mittels eines Strahlteilers ausgekoppeltes Licht verwendet werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von Objekten umfasst ein Fluoreszenzmikroskop und eine Beleuchtungseinrichtung, wie sie oben geschildert wurde. Fluoreszenzmikroskope sind an sich aus dem Stand der Technik bekann. Sie weisen ein Objektiv und eine Tubuslinse oder -optik zur Abbildung des Objekts auf. Das erzeugte Bild wird anschließend von einem Betrachter, einer CCD-Kamera und/oder einem anderen Detektor betrachtet bzw. empfangen. Häufig handelt es sich um Auflicht-Fluoreszenzmikroskope, bei denen der Beleuchtungsstrahlengang über das Objektiv des Mikroskops geführt sein kann. Üblicherweise befindet sich im Beleuchtungs- sowie im Abbildungsstrahlengang ein bereits in der Beschreibungseinleitung beschriebenes Fluoreszenzfilter-System (Filterblock).
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Es sei darauf hingewiesen, dass aufgrund der Verwendung von Leuchtdioden das geschilderte klassische Fluoreszenzfilter-System modifiziert werden kann: Insbesondere bei Verwendung schmalbandiger Leuchtdioden kann unter Umständen die Notwendigkeit eines Anregungsfilters entfallen. In einem solchen Fall würde der Filterblock nur noch aus einem (dichromatischen) Teiler und einem Sperrfilter bestehen. Weiterhin wäre es auch vorstellbar, auf einen Sperrfilter verzichten zu können, insbesondere dann, wenn die Anregungswellenlänge (oder das Anregungsspektrum) weit genug von der Fluoreszenzwellenlänge (oder dem Fluoreszenzspektrum) entfernt liegt. Bei ausreichend hohem Kontrast kann dann auf das Sperrfilter verzichtet werden.
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Es sei jedoch angemerkt, dass Sperrfiltern auch eine Schutzfunktion zukommt, insbesondere bei Anregungsfrequenzen aus dem UV-Bereich.
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Üblicherweise wird je nach benötigter Anregungswellenlänge und verwendetem Fluorochrom das entsprechende geeignete Fluoreszenzfilter-System in den Beleuchtungs- und Abbildungsstrahlengang eingebracht. Hierfür sind in der Regel Wechseleinrichtungen vorhanden. Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit von dem in den Strahlengang eingeschwenkten Fluoreszenzfilterblock die zugehörige Leuchtdiode über die gemeinsame logische Steuereinrichtung angesteuert wird (gleiches gilt umgekehrt). Um jedoch eine mechanische Bewegung bei einer Umschaltung zwischen verschiedenen Fluoreszenzanregungen ganz zu vermeiden, ist es zweckmäßig, ein Multiband-Fluoreszenzfilter-System einzusetzen, das die Funktion mehrere einzelner Fluoreszenzfilter-Systeme übernimmt, und das ein Multiband-Anregungsfilter, ein Multiband-Teiler und ein Multiband-Sperrfilter aufweist. Wie bereits oben dargelegt, kann unter Umständen auf das Multiband-Sperrfilter und/oder das Multiband-Anregungsfilter verzichtet werden. Bei Verwendung dieser Multiband-Elemente kann eine Umschaltung zwischen verschiedenen Fluoreszenzanregungen rein elektrisch dadurch erfolgen, dass die Leuchtdioden alternierend betrieben werden. Hierdurch ist eine noch schnellere und erschütterungsfreie Umschaltung der Anregungswellenlänge möglich.
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Bei der genannten Anordnung ist es vorteilhaft, wenn das Fluoreszenzmikroskop und die Beleuchtungseinrichtung über eine gemeinsame Stromversorgung verfügen, wobei insbesondere das Beleuchtungssystem aus der Stromversorgung des Mikroskopstativs betrieben werden kann.
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Die bei einem Fluoreszenzmikroskop vorgesehenen optomechanischen Funktionen der Beleuchtungsachse, wie Verschluss, Abschwächer und Wellenlängenumschaltung (durch Filterrad), können bei der hier vorgeschlagenen Anordnung logisch in Funktionen der Leuchtdioden-Ansteuerung umgeleitet bzw. uminterpretiert werden. Der Verschluss etwa entspricht dem Ausschalten der Leuchtdioden, der Abschwächer einer Verminderung der zugeführten elektrischen Leistung und die Wellenlängenumschaltung dem altenierenden Betrieb der Leuchtdioden. Die bisher vorhandenen optomechanischen Funktionen lassen sich mit dem vorgeschlagenen System folglich rein elektrisch realisieren. Darin liegt ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von Objekten begründet. Hierzu ist die erfindungsgemäße Anordnung vorzugsweise derart eingerichtet, dass ein Betätigen eines Bedienelements am Fluoreszenzmikroskop ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung auslöst, die ihrerseits eine entsprechende Funktion der Beleuchtungseinrichtung veranlasst. Zu den Bedienelementen gehören: Verschluss, Abschwächer, Filterrad und/oder der bereits erwähnte Excitation Manager. Auf diese Weise können diese Mikroskopfunktionen wie gewohnt am Stativ bedient werden, wobei statt der bisher vorzusehenden Komponenten im Fluoreszenzmikroskop nunmehr lediglich die Beleuchtungseinrichtung entsprechend anzusteuern ist.
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Das Beleuchtungssystem kann aus einer Systemschnittstelle eines automatisierten Stativs (bspw. i2C, CAN-Bus) sowohl versorgt als auch logisch gesteuert werden. In diesem Fall ist die Beleuchtungseinrichtung in besonders einfacher Weise an das Fluoreszenzmikroskop adaptierbar.
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der beigefügten Zeichnung illustriert ist. Es versteht sich, dass die geschilderten und noch zu schildernden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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1 zeigt schematisch eine Beleuchtungseinrichtung in einer Seitenansicht und
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2 zeigt schematisch eine erste erfindungsgemäße Anordnung mit einem Fluoreszenzmikroskop und einer Beleuchtungseinrichtung in einer Seitenansicht und
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3 zeigt schematisch eine zweite erfindungsgemäße Anordnung mit einem Fluoreszenzmikroskop und einer Beleuchtungseinrichtung ebenfalls in einer Seitenansicht.
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Die Beleuchtungseinrichtung gemäß 1 beinhaltet drei Leuchtdioden, wie es in der Praxis häufig vorkommt. Es handelt sich bspw. um Leuchtdioden 4a, 4b, 4c mit Emissionsspektren im UV-Bereich sowie im blauen und grünen Spektralbereich. Die Art der eingesetzten Leuchtdiode und deren Emissionsspektrum hängt von der Anregungswellenlänge des verwendeten Fluorochroms bei nicht selbständig fluoreszierenden Objekten ab. Anstelle einer der dargestellten Leuchtdioden 4a, 4b, 4c kann, wie erwähnt, auch eine Weißlicht-LED oder andere Weißlichtquelle mit vorgeschaltetem Filter verwendet werden, insbesondere wenn die hierdurch erzeugte Wellenlänge nicht von einer Leuchtdiode bereitgestellt werden kann. Den Leuchtdioden 4a, 4b, 4c ist jeweils eine Kollimatorlinse 5a, 5b bzw. 5c vorgeschaltet, in deren Brennpunkten sich die jeweilige Leuchtdiode 4a, 4b bzw. 4c befindet, so dass ein gerichteter Lichtfluss aus parallelen Lichtstrahlen gebildet wird.
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Leuchtdioden 4a, 4b, 4c und Kollimatorlinsen 5a, 5b, 5c sind gemeinsam in einem Gehäuse 8, das ein übliches Lampenhaus darstellen kann, angeordnet. Das Gehäuse 8 weist eine sogenannte Wechslung oder Schnittstelle 2 zur Adaption der Beleuchtungseinrichtung an ein Fluoreszenzmikroskop auf. Durch diese Schnittstelle 2 verläuft die optische Achse 3 bzw. die gemeinsame Beleuchtungsachse von Beleuchtungseinrichtung und Fluoreszenzmikroskop.
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In dem Gehäuse 8 der Beleuchtungseinrichtung 1 sind weiterhin zwei dichromatische Teiler 7a, 7b untergebracht. Die Leuchtdioden 4a, 4b, 4c mit ihren Kollimatorlinsen 5a, 5b, 5c sind räumlich zu den dichromatischen Teilern 7a, 7b derart angeordnet, dass die Lichtflüsse der Leuchtdioden über die Teiler 7a, 7b zu einem gemeinsamen Beleuchtungsstrahlengang 9 zusammengeführt werden können. Dieser Beleuchtungsstrahlengang 9 ist auf die Schnittstelle 2 der Beleuchtungseinrichtung 1 gerichtet. In der einfach realisierbaren und kompakten Anordnung gemäß 1 befinden sich außer den genannten Elementen keine weiteren optischen oder mechanischen Einrichtungen (Spiegel, Strahlteiler, Linsen oder ähnliches) in den einzelnen Strahlengängen. Dies trägt zum einfachen und kostengünstigen Aufbau bei.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die Hauptabstrahlachsen (Hauptrichtungen) der Lichtflüsse, die durch die einzelnen Leuchtdioden mit ihren Kollimatorlinsen erzeugt werden, und der gemeinsame Beleuchtungsstrahlengang in einer Ebene angeordnet. Die Hauptabstrahlachsen der Leuchtdioden 4a und 4b verlaufen zueinander parallel, die Hauptabstrahlachse der Leuchtdiode 4c verläuft senkrecht zu denen der beiden genannten Leuchtdioden 4a und 4b. An den jeweiligen Schnittpunkten dieser Hauptabstrahlachsen sind dichromatische Teiler 7a und 7b angeordnet. Während die Strahlengänge der Leuchtdioden 4a und 4b um 90° umgelenkt werden, wird der Strahlengang der Leuchtdiode 4c bei Durchtritt durch die dichromatischen Teiler 7a und 7b beibehalten. Der dichromatische Teiler 7b lenkt also den Lichtfluss der Leuchtdiode 4b um 90° um, während er maximale Durchlässigkeit für den Lichtfluss der Leuchtdiode 4c besitzt. Der dichromatische Teiler 7a lenkt den Lichtfluss der Leuchtdiode 4a um 90° um, während er maximale Durchlässigkeit für die resultierenden Lichtflüsse der Leuchtdioden 4b und 4c besitzt. Alle drei Lichtflüsse sind im gemeinsamen Beleuchtungsstrahlengang 9 zusammengeführt, der die Beleuchtungseinrichtung 1 über die Schnittstelle 2 verlässt.
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Auf die bereits oben diskutierten vorteilhaften Ausgestaltungen, wie fokussierbare Kollimatorlinsen, justierbare Leuchtdioden oder Anordnung der Leuchtdioden auf einer gemeinsamen, thermisch leitenden Grundplatte sei hier ausdrücklich nochmals verwiesen. Weiterhin sind in 1 Sensoren 6a, 6b, 6c dargestellt, die den einzelnen Leuchtdioden 4a, 4b bzw. 4c zugeordnet sind, und die dazu dienen, einen Teil des von einer Leuchtdiode emittierten Lichtes aufzufangen. Wie ebenfalls bereits erläutert, können die dargestellten Sensoren 6a, 6b, 6c auch an anderen zweckmäßigen Stellen angeordnet sein. So lässt sich etwa der Sensor 6a auch hinter dem Teiler 7a in der Verlängerung der Hauptabstrahlachse der Leuchtdiode 4a anbringen, wo er durch den Strahlteiler 7a tretendes Restlicht zur Detektion verwenden kann. Gleiches gilt für den Sensor 6b. Es ist sinnvoll, wenn der Detektor möglichst kein Licht, das zur Objektbeleuchtung verwendbar ist, absorbiert. Der Einsatz der Sensoren 6a bis 6c zur Steuerung und Regelung der Lichtintensität wird anhand von 2 besprochen werden.
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Wie bereits erwähnt, können die Leuchtdioden in der dargestellten Beleuchtungseinrichtung 1 im Dauerbetrieb oder alternierend eingesetzt werden. Dies richtet sich insbesondere danach, über welche Art von Fluoreszenzfilter-System das zu adaptierende Fluoreszenzmikroskop verfügt.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung eines Objekts 11 mit der in 1 dargestellten Beleuchtungseinrichtung 1 und einem Fluoreszenzmikroskop 21. Die optische Ankoppelung wird über die Schnittstelle (oder Wechslung) 2 der Beleuchtungseinrichtung 1 vorgenommen.
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Die wesentlichen Bestandteile des Fluoreszenzmikroskops 21 sind: Objektiv 12, Fluoreszenzfilter-System 16 und Tubuslinse bzw. Tubusoptik 13. Das Objektiv 12 und die Tubuslinse 13 dienen zur Abbildung des Objekts oder des untersuchten Objektbereichs, wobei mit 14 das Betrachtungsmedium (Detektor/CCD-Array/Auge und Okular) bezeichnet ist.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 2 wird keine Filter-Wechseleinrichtung mit mehreren Fluoreszenzfilter-Systemen eingesetzt, die je nach Anregungsfrequenz in den Beleuchtungsstrahlengang 9 eingebracht werden (vgl. 3), sondern ein einziges Multiband-Fluoreszenzfilter-System 16, das aus den drei auftreffenden Lichtflüssen der Leuchtdioden 4a, 4b und 4c schmalbandig Anregungsspektren auf den Multiband-Strahlteiler 17 weiterleitet, von wo aus der Beleuchtungsstrahlengang umgelenkt und durch das Objektiv 12 auf das Objekt 11 geleitet wird. Das Multiband-Anregungsfilter 18 und/oder das Multiband-Filter 10 sorgen hierbei für die ausreichende Schmalbandigkeit der Anregungswellenlänge.
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Je nach Anregungsspektrum sendet der beleuchtete Objektbereich bzw. das darauf befindliche Fluorochrom ein bestimmtes Fluoreszenzspektrum aus. Das Objektiv 12 erzeugt ein entsprechendes Zwischenbild, das von der Tubusoptik 13 auf das Betrachtungsmedium 14 abgebildet wird. Der Multiband-Strahlteiler 17 ist hierzu für alle drei Fluoreszenzspektren, die nach Anregung durch die drei unterschiedlichen Anregungsspektren erzeugt werden, durchlässig. Gleiches gilt für den Multiband-Sperrfilter 19, der seinerseits für die drei Anregungsspektren möglichst undurchlässig ist, um gestreutes Licht der Anregungsspektren zu filtern, damit dieses nicht auf das Betrachtungsmedium 14 fällt.
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Mit der in 2 dargestellten Anordnung kann bei Dauerbetrieb aller drei Leuchtdioden 4a, 4b und 4c eine simultane Anregung bei den drei verschiedenen Anregungsspektren oder Anregungswellenlängen vorgenommen werden. Insbesondere ist aber eine einfache sequentielle oder alternierende Anregung und somit ein schneller Wechsel der Anregungswellenlängen möglich. Hierzu werden die entsprechenden Leuchtdioden 4a, 4b und 4c sequentiell bzw. alternierend betrieben. Die Ansteuerung der Leuchtdioden 4a, 4b und 4c erfolgt hierbei über eine Steuereinrichtung 20. Wie in 2 dargestellt, ist die Steuereinrichtung 20 mit den Leuchtdioden 4a, 4b und 4c verbunden, um zum einen die einer jeden Leuchtdiode zugeführte elektrische Leistung zu steuern, wodurch die ausgestrahlte Lichtintensität erhöht oder erniedrigt werden kann oder die Leuchtdioden selektiv an- und abgeschaltet werden können. Dies ermöglicht die alternierende Anregung mit einer bestimmten Anregungswellenlänge bei einer vorgegebenen Lichtintensität.
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Bei einem alternierenden Betrieb der Leuchtdioden ergeben sich Temperaturschwankungen, die zu Schwankungen in der Lichtintensität führen können. Um dies zu vermeiden, ist es sinnvoll, die Leuchtdioden 4a bis 4c thermisch über eine gemeinsame Grundplatte zu koppeln und falls notwendig können aktive Kühlmechanismen (Lüfter, Peltier-Element) zusätzlich Anwendung finden. Außerdem (oder alternativ) können Schwankungen der Lichtintensität durch Regelung derselbigen beseitigt werden. Hierzu sind die bereits im Zusammenhang mit 1 besprochenen Sensoren 6a, 6b und 6c vorgesehen, die mit der Steuereinrichtung 20 in Wirkverbindung stehen. Die Sensoren 6a, 6b, 6c fangen einen definierten Teil des von den Leuchtdioden 4a, 4b, 4c ausgestrahlten Lichtes auf und erzeugen ein von der aufgefangenen Lichtintensität abhängiges Ausgangssignal, das der Steuereinrichtung 20 zugeführt wird. Bei bekanntem Zusammenhang von für den Beleuchtungsstrahlengang 9 erwünschter Lichtintensität und dem vom jeweiligen Sensor erzeugten Ausgangssignal kann folglich die Steuereinrichtung 20 die Lichtintensität auf einen gewünschten Sollwert regeln, indem sie die jeweilige Leuchtdiode ansteuert und die der Leuchtdiode zugeführte elektrische Leistung regelt.
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Die in 2 dargestellte Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von Objekten 11 erlaubt somit eine sehr schnelle alternierende oder sequentielle Untersuchung mit verschiedenen Anregungswellenlängen, ohne dass optomechanische Bauteile wie ein Filterrad bewegt werden müssten. Der Wechsel der Anregungswellenlängen geschieht rein elektronisch. Auf bisher in solchen Systemen vorzusehende Verschlüsse, Abschwächer und Filterwechseleinrichtungen kann verzichtet werden, da die entsprechenden Funktionen (An-/Ausschaltung, Erniedrigung der Lichtintensität, Umschaltung der Anregungswellenlängen) auf rein elektronischem Wege über die Steuereinrichtung 20 realisiert werden können.
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Wie bereits erwähnt, kann auch die Anpassung von Anregungsintensitäten durch Einstellen der Lichtflüsse der Leuchtdioden 4a, 4b, 4c über die gemeinsame logische Steuereinrichtung 20 in elektronischer Weise erfolgen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der in 2 dargestellten Anordnung weist das Fluoreszenzmikroskop 21 eine Bedieneinheit 22 auf, die mit der gemeinsamen logischen Steuereinrichtung 20 verbunden ist. Diese Bedieneinheit 22 kann, soweit notwendig, auch mit dem Fluoreszenzmikroskop 21 verbunden sein (angedeutet durch die gestrichelte Linie zum Objektiv 12), um Hardwaresteuerungen am Mikroskop selbst vorzunehmen (etwa Objektivwechsel). An der Bedieneinheit 22 können Funktionen des Fluoreszenzmikroskops 21, wie Verschluss, Abschwächer, Filterrad oder Excitation Manager, in gewohnter Weise bedient werden, wobei die gemeinsame logische Steuereinrichtung 20 diese Mikroskopfunktionen logisch in entsprechende Funktionen der Beleuchtungseinrichtung 1 umsetzt, ohne dass die entsprechenden Komponenten im Fluoreszenzmikroskop vorhanden wären. Bei Wahl des Verschlusses an der Bedieneinheit 22 würden etwa die Leuchtdioden 4a, 4b, 4c mittels Ansteuerung durch die Steuereinrichtung 20 ausgeschaltet werden. Bezüglich weiterer Funktionen des Fluoreszenzmikroskops sei auf das bereits Ausgeführte verwiesen. Auf diese Weise können verschiedene Mikroskopfunktionen sehr schnell ohne mechanische Bewegung von entsprechenden Mikroskopkomponenten realisiert werden.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur fluoreszenzmikroskopischen Untersuchung von Objekten. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 2 wird hier eine Filter-Wechseleinrichtung 31 eingesetzt, die je nach gewünschter Anregungsfrequenz in den Beleuchtungsstrahlengang 9 eingebracht wird. In diesem Fall ist es möglich, dass alle drei Leuchtdioden 4a, 4b und 4c im Dauerbetrieb betrieben werden, wobei die gewünschte Anregungsfrequenz durch Einbringen des entsprechenden Fluoreszenzfilter-Systems in den Beleuchtungsstrahlengang 9 ausgewählt wird, oder dass die Leuchtdioden 4a, 4b und 4c alternierend betrieben werden, um die gewünschte Anregungsfrequenz zu erzeugen, die anschließend über das entsprechende Fluoreszenzfilter-System auf das Objekt 11 geleitet wird. Letztere Betriebsweise ist energiesparender, kann allerdings den Nachteil von Temperaturschwankungen mit sich bringen, die wiederum breitbandigere Emissionspektren der Leuchtdioden 4a, 4b und 4c verursachen können. Wie in 2 kann auch hier ein Multiband-Filter 10 in der Beleuchtungseinrichtung 1 vorgesehen sein, um für ausreichende Schmalbandigkeit der Anregungsfrequenzen zu sorgen.
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Im Zusammenhang mit 3 gelten – mit Ausnahme der Fluoreszenfilter-Systeme sämtliche Aussagen, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß 2 getroffen wurden. Um Wiederholungen zu vermeiden, seien lediglich die unterschiedlichen Aspekte zur Ausführungsform gemäß 2 im folgenden hervorgehoben.
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Entlang des Beleuchtungsstrahlengangs 9 ist zunächst eine Linse 36 gefolgt von einer Aperturblende 38, eine weitere Linse 35, gefolgt von einer Leuchtfeldblende 37 und schließlich eine weitere Linse 34 angeordnet. Anstelle der dargestellten Linsen kann es sich selbstverständlich auch um Linsensysteme oder allgemein Optiken handeln. Bei richtig eingestellter Leuchtfeldblende 37 wird der gerade untersuchte Objektausschnitt ausgeleuchtet und somit das Präparat vor übermässiger Lichteinstrahlung geschützt und konstrastmindernde Streustrahlung herabgesetzt.
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Das Fluoreszenzmikroskop 21 enthält weiterhin eine Fluoreszenzfilter-Wechseleinrichtung 31, die durch einen Motor 32 betrieben wird. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Wechseleinrichtung 31 um ein Karussell, prinzipiell wäre auch ein Schieber möglich. Auf dem Karussell der Wechseleinrichtung 31 befinden sich mehrere Fluoreszenzfilter-Systeme, von denen hier zwei dargestellt sind, nämlich das Fluoreszenzfilter-System 23 und das Fluoreszenzfilter-System 27. In der Regel sind ebenso viele Fluoreszenzfilter-Systeme wie Leuchtdioden vorhanden, wenn letztere eine bestimmte Emissionswellenlänge besitzen. Im Falle von Weißlicht-Dioden können pro Diode mehrere Fluoreszenzfilter-Systeme vorgesehen sein, die die entsprechenden Anregungswellenlängen aus dem weißen Emissionsspektrum ausfiltern. Die Fluoreszenzfilter-Systeme 23, 27 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut und beinhalten jeweils einen Anregungsfilter 24, 28, einen dichromatischen Teiler 25, 29 und ein Sperrfilter 26, 30.
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In der Darstellung gemäß 3 ist das Fluoreszenzfilter-System 27 in den Beleuchtungsstrahlengang 9 eingeschwenkt. Das Anregungsfilter 28 filtert somit die entsprechende Anregungswellenlänge aus dem auftreffenden Beleuchtungsstrahlengang 9 aus, wobei anschließend über den dichromatischen Teiler 29 eine Umlenkung in Richtung Objekt 11 vorgenommen wird. Der dichromatische Teiler 29 ist für das vom Objekt 11 kommende Fluoreszenzspektrum oder die zu detektierende Fluoreszenzwellenlänge durchlässig, so dass dieses Licht auf das Sperrfilter 30 treffen kann. Auch das Sperrfilter 30 ist für die zu detektierende Fluoreszenzwellenlänge durchlässig, filtert aber gestreutes Restlicht der Anregungsfrequenz zuverlässig aus. Die übrigen Details der Funktionsweise des Fluoreszenzmikroskops 21 sind aus den obigen Ausführungen, insbesondere im Zusammenhang mit 2 bekannt.
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Bezüglich der Funktionsweise und den möglichen Ausgestaltungen der Beleuchtungseinrichtung 1 gemäß 3 sei ebenfalls auf die obigen Ausführungen, insbesondere im Zusammenhang mit 2 verwiesen.
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Fluoreszenzmikroskop 21 und Beleuchtungseinrichtung 1 werden in aufeinander abgestimmter Weise gemeinsam von der logischen Steuereinrichtung 20 angesteuert. Je nach eingeschwenktem Fluoreszenzfilter-System 23, 27 kann auf diese Weise nur die zugeordnete Leuchtdiode 4a, 4b oder 4c eingeschaltet werden. Hierzu erhält die Steuereinrichtung 20 ein entsprechendes Signal vom Motor 32, dessen Position Rückschluss auf das eingeschränkte Fluoreszenzfilter-System zulässt. Entsprechend wird die zugehörige Leuchtdiode von der Steuereinrichtung 20 eingeschaltet und die entsprechende Intensität der Beleuchtung eingestellt. Wiederum kann die bereits ausgeführte Regelung der Lichtintensität erfolgen. Die anderen beiden Leuchtdioden werden vorzugsweise ausgeschaltet.
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Wiederum kann die Bedieneinheit 22 (vergl. 2) des Fluoreszenzmikroskops 21 (in 3 nicht dargestellt) mit der Steuereinrichtung 20 verbunden sein, um bestimmte Mikroskopfunktionen in bereits geschilderter Weise auf Funktionen der Beleuchtungseinrichtung 1 abzubilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungseinrichtung
- 2
- Schnittstelle, Wechslung
- 3
- optische Achse
- 4a, b, c
- Leuchtdioden
- 5a, b, c
- Kollektorlinsen
- 6a, b, c
- Sensoren
- 7a, b
- dichromatische Teiler
- 8
- Gehäuse
- 9
- Beleuchtungsstrahlengang
- 10
- Multiband-Filter
- 11
- Objekt
- 12
- Objektiv
- 13
- Tubusoptik
- 14
- Betrachtungsmedium
- 15
- Abbildungsstrahlengang
- 16
- Multiband-Fluoreszenzfilter-System
- 17
- Multiband-Strahlenteiler
- 18
- Multiband-Anregungsfilter
- 19
- Multiband-Sperrfilter
- 20
- Steuereinrichtung
- 21
- Fluoreszenzmikroskop
- 22
- Bedieneinheit
- 23
- Fluoreszenzfilter-System
- 24
- Anregungsfilter
- 25
- dichromatischer Teiler
- 26
- Sperrfilter
- 27
- Fluoreszenzfilter-System
- 28
- Anregungsfilter
- 29
- dichromatischer Teiler
- 30
- Sperrfilter
- 31
- Wechseleinrichtung
- 32
- Motor
- 34
- Linse
- 35
- Linse
- 36
- Linse
- 37
- Leuchtfeldblende
- 38
- Aperturblende
