DE102007061215B4

DE102007061215B4 - Verfahren zur automatischen Anpassung einer Mikroskopbeleuchtung an Filter

Info

Publication number: DE102007061215B4
Application number: DE102007061215.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Steinborn
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: DE102007061215A1

Abstract

Verfahren zur automatischen Anpassung einer Mikroskopbeleuchtung an Filter oder Filtersätze bei Fluoreszenzuntersuchungen mit monochromatischem Licht, bei dem das von einer Probe reflektierte und/oder emittierte Licht einer Mikroskopbeleuchtung zur Bilderkennung und -auswertung einem Filter oder Filtersätzen so zugeordnet wird, dass bei Änderung der Beleuchtungswellenlänge eine Änderung des Filters oder der Filtersätze und bei Änderung des Filters oder der Filtersätze eine Anpassung der Beleuchtungswellenlänge erfolgt,dadurch gekennzeichnet,dass in einem Mikroskop vorgegebene gespeicherte Informationen über Beleuchtungswellenlängen, über vorhandene Filter oder Filtersätze, Informationen welche Filter oder Filtersätze an welcher Stelle in einem Filterwechsler angeordnet sind, einschließlich der Beleuchtungswellenlängen, die diese Filter auf der Anregungs- und Emissionsseite verarbeiten können, verknüpft so abrufbar sind,dass bei Probenuntersuchungen bei einer Änderung der Beleuchtungswellenlänge am Mikroskop automatisch das zu dieser Beleuchtungswellenlänge passende Filter oder der Filtersatz aktiviert oder angezeigt wird oder bei Änderung des Filters oder des Filtersatzes automatisch die Beleuchtungswellenlänge angepasst wird,dass bei Auswahl mehrerer passender Filter oderFiltersätze ein Auswahlmodus abgefragt wird, indem entweder der erste passende Filter oder Filtersatz aktiviert wird, oder eine vorher ausgewählte Zuordnung zwischen Beleuchtungswellenlänge und Filter oder Filtersatz benutzt wird,dass bei Änderung der Zuordnung der Filter oder Filtersätze zu den Beleuchtungswellenlängen durch einen Mikroskopbenutzer diese Zuordnung automatisch gespeichert wird unddass bei Nichtvorhandensein eines passenden Filters oder Filtersatzes ein Mikroskopbenutzer darauf hingewiesen wird, dass mit der ausgewählten Beleuchtungswellenlänge kein Bild erkennbar ist oder dass er einen neuen Filtersatz konfigurieren muss.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Anpassung einer Mikroskopbeleuchtung, vorzugsweise einer LED-Beleuchtung, an Filter oder Filtersätze für Fluoreszenzuntersuchungen mit monochromatischem Licht, bei dem das von einer Probe reflektierte und/oder emittierte Licht zur Bilderkennung und -auswertung einem Filter oder Filtersätzen so zugeordnet wird, dass bei Änderung der Beleuchtungswellenlänge eine Änderung des Filters oder der Filtersätze oder bei Änderung des Filters oder der Filtersätze eine Anpassung der Beleuchtungswellenlänge erfolgt.
Es ist bekannt, Leuchtdioden (LED) für die Beleuchtung in der Fluoreszenzmikroskopie einzusetzen. Sie besitzen gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsmitteln, beispielsweise Bogenlampen, eine wesentlich höhere Lebensdauer, eine geringere Wärmeentwicklung, eine höhere optische Effizienz, und eine hohe Schaltgeschwindigkeit bei einem engeren Emissionsspektrum. Bei Fluoreszenzuntersuchungen werden neben Filtersätzen mit nur einem Wellenband zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffes auch Multibandpassfiltersätze, Doppel-, Tripel- oder Quadbandpassfilter zur mehrfarbigen Betrachtung einer Fluoreszenzprobe oder bei einem schnellen sequentiellen Wechsel der Spektralbereiche eingesetzt. So ist aus der DE 10 2006 015 272 A1 ein Spektralfiltersatz für LED-basierte Mikroskopbeleuchtungen für Fluoreszenzuntersuchungen bekannt, wobei durch Anpassung an die LED-basierte Mikroskopbeleuchtung Anregungsfilter mit einer höheren Transmission und einer steileren Flanke im Durchlassbereich sowie geringeren Anforderungen an die optische Dichte im Sperrbereich und Emissionsfilter mit einer hohen optischen Dichte im Bereich der Beleuchtungsstrahlung verwendet werden. Aus der DE 10 2005 054 184 A1 ist weiterhin eine multispektrale Beleuchtungsvorrichtung bekannt, bei der wenigstens vier Halbleiterstrahlungsquellen in Kombination mit wenigstens drei entsprechenden Farbteilern vorgesehen sind, um wahlweise einen optischen Beleuchtungsstrahlengang mit einem vorgegebenen Spektrum zu erzeugen. In der DE 198 29 944 C2 wird ein Verfahren und eine Anordnung zur Gerätekonfiguration eines Fluoreszenz-Laserscanmikroskops beschrieben, bei denen die Anregungs- und Emissionswellenlängen verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe in getrennten Datensätzen erfasst und in einem Datenspeicher abgelegt werden. Aus einer rechnerischen Verknüpfung dieser Datensätze werden dann Vorgaben für die Konfiguration des Mikroskops und Einstellkonfigurationen für das Spektrum der Laserstrahlung ermittelt und durch die Verknüpfung der Daten für die Emissionswellenlänge eines Fluoreszenzfarbstoffes mit den Daten der möglichen Filterkombinationen das Transmissionsspektrum ermittelt, welches der Emissionswellenlänge des vorgegebenen Fluoreszenzfarbstoffes entspricht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für Fluoreszenzuntersuchungen mit monochromatischem Licht ein Verfahren zur automatischen Anpassung der Beleuchtungswellenlänge einer Mikroskopbeleuchtung an zu benutzende Filter oder Filtersätze oder der Filter oder Filtersätze an Beleuchtungswellenlängen bereitzustellen, durch das ein Mikroskopbenutzer bei geringem Zeitaufwand einfach und schnell ein Bild der zu untersuchenden Probe erhält.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Es werden die in einem Mikroskop vorgegebenen gespeicherten Informationen über die Beleuchtungswellenlängen, über die vorhandenen Filter oder Filtersätze sowie die gespeicherten Informationen, welche Filter oder Filtersätze an welcher Stelle in einem Filterwechsler angeordnet sind, einschließlich der Beleuchtungswellenlängen, die diese Filter auf der Anregungs- und Emissionsseite verarbeiten können, dazu verwendet, dass automatisch die passende Beleuchtungswellenlänge an ein ausgewähltes Filter oder einen Filtersatz angepasst oder automatisch ein passendes Filter oder ein Filtersatz zu einer ausgewählten Beleuchtungswellenlänge aktiviert wird. Durch diese automatische Anpassung der Beleuchtungswellenlängen einer Mikroskopbeleuchtung an Filter oder Filtersätze wird das bekannte subjektive Auswählen der Beleuchtungswellenlängen und der Filter durch Verfahrensschritte ersetzt. Es sind mehrere Einstellkonfigurationen durchführbar, so dass bei Auswahl mehrerer passender Filter oder Filtersätze ein Auswahlmodus abfragbar ist, indem entweder der erste passende Filter oder Filtersatz angefahren oder eine vorher ausgewählte Zuordnung von Beleuchtungswellenlänge und Filter oder Filtersatz benutzt wird oder eine interaktive Abfrage gestartet wird, so dass bei Änderung der Zuordnung von Beleuchtungswellenlänge und Filter oder Filtersatz durch einen Mikroskopbenutzer diese Zuordnung automatisch gespeichert wird und beim nächsten Wechsel der Beleuchtungswellenlänge automatisch wieder benutzbar ist, und dass bei Nichtvorhandensein eines passenden Filters oder Filtersatzes ein Mikroskopbenutzer darauf hingewiesen wird, dass er mit der ausgewählten Wellenlänge kein Bild sieht und dass er einen neuen Filtersatz konfigurieren muss. Dadurch kann ein Mikroskopbenutzer bei Fluoreszenzuntersuchungen einfach und schnell aufgabenbezogene Einstellungen vornehmen.
Erfindungsgemäß kann alternativ zur automatischen Selektion eines Filters oder Filtersatzes zu einer Beleuchtungswellenlänge oder einer Beleuchtungswellenlänge zu einem Filter oder Filtersatz dieser Anpassungsmodus auch auf einem Bildschirm am Mikroskop dargestellt werden, indem auf einem Bildschirm verschiedene Schaltflächen dargestellt werden. Jede Schaltfläche ist dabei genau mit einer Kombination Beleuchtungswellenlänge-Filter oder Filtersatz verbunden und entsprechend beschriftet. Bei Betätigung der Schaltfläche werden dann die hinterlegte Beleuchtungswellenlänge und der Filter oder Filtersatz eingestellt. Die Zuordnung der Kombination Beleuchtungswellenlänge-Filter oder Filtersatz erfolgt dann automatisch oder durch einen entsprechenden vorher festgelegten Dialog.
Eine vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass das Verfahren zur automatischen Anpassung einer Mikroskopbeleuchtung an Filter auch zusammen mit einer Kontrasteinstellung erfolgt, indem die Schaltflächen für die Einstellung des Kontrastes (Fluoreszenz) gleichzeitig noch Informationen über die zu benutzende Beleuchtungswellenlängen enthalten, so dass bei Betätigung der Schaltfläche auch die hinterlegte Beleuchtungswellenlänge eingestellt wird.
Damit wird für Fluoreszenzuntersuchungen mit monochromatischem Licht ein Verfahren zur automatischen Anpassung der Beleuchtungswellenlängen einer Mikroskopbeleuchtung an Filter oder Filtersätze bereitgestellt, das einem Mikroskopbenutzer ermöglicht, einfach und schnell unter Verwendung schon im Mikroskop gespeicherter oder neu hinzugefügter Informationen über Beleuchtungswellenlängen, über vorhandene Filter oder Filtersätze, über die Anordnung der Filter oder Filtersätze in einem Filterwechsler, einschließlich der Beleuchtungswellenlängen, die diese Filter oder Filtersätze auf der Anregungs- und Emissionsseite verarbeiten können, automatisch die passende Beleuchtungswellenlänge an ein ausgewähltes Filter oder einen Filtersatz anzupassen oder automatisch ein passendes Filter oder einen Filtersatz zu einer ausgewählten Beleuchtungswellenlänge zu aktivieren. Das bedeutet für einen Mikroskopbenutzer eine weitere Arbeitserleichterung bei Durchführung mehrerer Einstellkonfigurationen in kürzester Zeit.
Die Erfindung wird nachfolgend von in Blockschaltbildern dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung eines Filters oder Filtersatzes an eine ausgewählte Beleuchtungswellenlänge;
2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung einer Beleuchtungswellenlänge an einen ausgewählten Filter oder Filtersatz.

1 zeigt in einem Blockschaltbild den Verfahrensablauf der Anpassung eines Filters oder eines Filtersatzes zu einer ausgewählten Beleuchtungswellenlänge. Für Fluoreszenzuntersuchungen mit monochromatischem Licht, insbesondere mit einer LED-Beleuchtung, wird mit diesem Verfahren ausgehend von den Vorgaben der in einem Mikroskop gespeicherten Informationen über die möglichen Beleuchtungswellenlängen einer Mikroskopbeleuchtung, im Zusammenhang mit den gespeicherten Informationen über vorhandene Filter oder Filtersätze, sowie den gespeicherten Informationen, welche Filter oder Filtersätze an welcher Stelle in einem Filterwechsler angeordnet sind, einschließlich der Beleuchtungswellenlänge, die diese Filter auf der Anregungs- oder Emissionsseite verarbeiten können, ermöglicht, bei Probenuntersuchungen bei einer Änderung der Beleuchtungswellenlänge automatisch das zu dieser Beleuchtungswellenlänge passende Filter oder den passenden Filtersatz zu aktivieren. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrensablaufs für Fluoreszenzuntersuchungen wird bei Änderung der Beleuchtungswellenlänge (Farbe) Bx entweder ein Filter Fx zugeordnet oder ein Filter für die ausgewählten Beleuchtungswellenlänge Fo..Fn gesucht. Die Beleuchtungseinrichtung des Mikroskops wird so eingestellt, dass das Mikroskop automatisch den zu dieser Beleuchtungswellenlänge passenden Filter Fo findet und die Zuordnung der Beleuchtungswellenlänge Bx zum Filter Fo speichert oder den Filter Fo auswählt. Stehen mehrere passende Filter oder Filtersätze zur Auswahl, wird eine interaktive Abfrage durch ein Eingabemedium am Mikroskop gestartet, mit der Abfrage nach der Zuordnung der Beleuchtungswellenlänge Bx zum Filter Fx, indem entweder der erste passende Filter Fx angefahren wird oder eine vorher gespeicherte Zuordnung Beleuchtungswellenlänge Bx zum Filter Fx benutzt wird. Die interaktive Abfrage kann aber auch einem Mikroskopbenutzer den Hinweis anzeigen, dass keine Zuordnung getroffen und damit kein Bild erhalten werden kann und eine neue Filterkombination konfiguriert werden soll.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verfahrens für Fluoreszenzuntersuchungen wird in einem Blockschaltbild der Verfahrensablauf der Zuordnung einer Beleuchtungswellenlänge Bx zu einem gewählten Filter Fx dargestellt. Es wird entweder eine Zuordnung eines Filter Fx zu einer Beleuchtungswellenlänge Bx gefunden oder eine Beleuchtungswellenlänge Bo..Bn für ein auszuwählendes Filter gesucht. Die Beleuchtungseinrichtung des Mikroskops wird so eingestellt, dass das Mikroskop automatisch genau eine Beleuchtungswellenlänge Bx oder Bo findet und die Zuordnung der Beleuchtungswellenlänge Bo zum Filter Fx speichert. Stehen mehrere passende Beleuchtungswellenlängen zur Auswahl, wird eine interaktive Abfrage durch ein Eingabemedium am Mikroskop gestartet, mit der Abfrage nach der Nutzung der Beleuchtungswellenlänge Bo, oder der Mikroskopbenutzer wird nach der Zuordnung des Filters Fx zur Beleuchtungswellenlänge Bx abgefragt und bei der Benutzung der Beleuchtungswellenlänge Bx erfolgt eine Speicherung der Zuordnung des Filters Fx zur Beleuchtungswellenlänge Bx. Die interaktive Abfrage kann aber auch einem Mikroskopbenutzer den Hinweis anzeigen, dass keine Zuordnung getroffen und damit kein Bild erhalten werden kann und eine neue Filterkombination konfiguriert werden muss.
Nicht näher dargestellte Ausführungsbeispiele des Verfahrens bestehen darin, dass die Anzeige des automatisch zu einer Beleuchtungswellenlänge passenden Filters oder der auswählten Beleuchtungswellenlänge zu einem Filter oder Filtersatz auf Schaltflächen auf einem Bildschirm am Mikroskop erscheint, indem jede Schaltfläche genau mit einer Kombination einer Beleuchtungswellenlänge-Filter oder Filtersatz verknüpft ist und bei Betätigung einer Schaltfläche die hinterlegte Beleuchtungswellenlänge oder der Filter oder Filtersatz eingestellt wird, die Kombination Beleuchtungswellenlänge-Filter oder Filtersatz wird automatisch durch einen entsprechenden Dialog vorher festgelegt.
Es kann auch die Anzeige des automatisch zu einer Beleuchtungswellenlänge passenden Filters oder des ausgewählten Filtersatzes auf Schaltflächen auf einem Bildschirm am Mikroskop zusammen mit einer Kontrasteinstellung erscheinen, indem abhängig von einer durch den Mikroskopbenutzer getroffenen Auswahl einer Schaltfläche und der eingestellten Komponenten des Mikroskops die zu untersuchende Fluoreszenzprobe im gewünschten Kontrast dargestellt wird, und gleichzeitig kann damit diese Schaltfläche für den Kontrast für die Fluoreszenzprobe auch Informationen über die zu benutzende Beleuchtungswellenlänge vorgeben, indem bei Betätigung dieser Schaltfläche auch die hinterlegte Beleuchtungswellenlänge (Farbe) eingestellt wird.

Claims

Verfahren zur automatischen Anpassung einer Mikroskopbeleuchtung an Filter oder Filtersätze bei Fluoreszenzuntersuchungen mit monochromatischem Licht, bei dem das von einer Probe reflektierte und/oder emittierte Licht einer Mikroskopbeleuchtung zur Bilderkennung und -auswertung einem Filter oder Filtersätzen so zugeordnet wird, dass bei Änderung der Beleuchtungswellenlänge eine Änderung des Filters oder der Filtersätze und bei Änderung des Filters oder der Filtersätze eine Anpassung der Beleuchtungswellenlänge erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Mikroskop vorgegebene gespeicherte Informationen über Beleuchtungswellenlängen, über vorhandene Filter oder Filtersätze, Informationen welche Filter oder Filtersätze an welcher Stelle in einem Filterwechsler angeordnet sind, einschließlich der Beleuchtungswellenlängen, die diese Filter auf der Anregungs- und Emissionsseite verarbeiten können, verknüpft so abrufbar sind, dass bei Probenuntersuchungen bei einer Änderung der Beleuchtungswellenlänge am Mikroskop automatisch das zu dieser Beleuchtungswellenlänge passende Filter oder der Filtersatz aktiviert oder angezeigt wird oder bei Änderung des Filters oder des Filtersatzes automatisch die Beleuchtungswellenlänge angepasst wird, dass bei Auswahl mehrerer passender Filter oder Filtersätze ein Auswahlmodus abgefragt wird, indem entweder der erste passende Filter oder Filtersatz aktiviert wird, oder eine vorher ausgewählte Zuordnung zwischen Beleuchtungswellenlänge und Filter oder Filtersatz benutzt wird, dass bei Änderung der Zuordnung der Filter oder Filtersätze zu den Beleuchtungswellenlängen durch einen Mikroskopbenutzer diese Zuordnung automatisch gespeichert wird und dass bei Nichtvorhandensein eines passenden Filters oder Filtersatzes ein Mikroskopbenutzer darauf hingewiesen wird, dass mit der ausgewählten Beleuchtungswellenlänge kein Bild erkennbar ist oder dass er einen neuen Filtersatz konfigurieren muss.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschwenken eines Filters oder Filtersatzes in den Beleuchtungsstrahlengang des Mikroskops durch einen Mikroskopbenutzer sich an der Beleuchtungseinrichtung automatisch die passende Beleuchtungswellenlänge einstellt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Auswahl mehrerer möglicher Beleuchtungswellenlängen eine interaktive Anfrage insbesondere bei Mikroskopen mit einer Benutzerschnittstelle gestartet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Änderung der Zuordnung der Beleuchtungswellenlänge zu Filtern oder Filtersätzen durch einen Mikroskopbenutzer diese Zuordnung automatisch gespeichert und bei dem nächsten Messvorgang automatisch wieder genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige des zu einer Beleuchtungswellenlänge passenden Filters oder Filtersatzes auf Schaltflächen auf einem Bildschirm am Mikroskop erscheint, indem jede Schaltfläche genau mit einer Zuordnung zwischen Beleuchtungswellenlänge und Filter oder Filtersatz so verknüpft wird, dass bei Betätigung einer Schaltfläche die hinterlegte Beleuchtungswellenlänge und der Filter oder Filtersatz angezeigt wird und dass die Zuordnung der Beleuchtungswellenlänge zu einem Filter oder Filtersatz automatisch angezeigt wird oder nach einem vorher festgelegten Abfragedialog.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige des zu einer Beleuchtungswellenlänge passenden Filters oder Filtersatzes auf Schaltflächen auf einem Bildschirm am Mikroskop zusammen mit einer Kontrasteinstellung der zu untersuchende Fluoreszenzprobe so erfolgt, dass in Abhängigkeit von einer durch den Mikroskopbenutzer getroffenen Auswahl einer Schaltfläche für die Einstellung des Kontrastes diese Schaltfläche gleichzeitig Informationen über die zu benutzende Beleuchtungswelle vorgibt und dass bei Betätigung dieser Schaltfläche auch die hinterlegte Beleuchtungswellenlänge eingestellt wird.