DE102017109455A1

DE102017109455A1 - Mikroskopsystem und Verfahren zur Zeitsteuerung von Abläufen in einem Mikroskopsystem

Info

Publication number: DE102017109455A1
Application number: DE102017109455.5A
Authority: DE
Inventors: Mirko Liedtke; Andreas Kühm
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-11-08
Also published as: US11314070B2; CN110603472A; WO2018202613A1; US20200073102A1; CN110603472B

Abstract

Bei einem Verfahren zur Zeitsteuerung von Abläufen in einem Mikroskopsystem, welches mehrere Mikroskopmodule umfasst, die zum Ausführen verschiedener Prozesse eingerichtet sind, ist vorgesehen, dass von einem zentralen Taktgeber ein Taktsignal an alle Mikroskopmodule gegeben wird und dass das Taktsignal mit einer Taktmodulationsschaltung moduliert wird zum Erzeugen einer definierten Taktzahl. Die Mikroskopmodule definieren einen Startzeitpunkt zum Ausführen eines Prozesses durch die Taktzahl führen den Prozess aus, sobald die Taktzahl erreicht ist. Zudem wird ein entsprechendes Mikroskopsystem beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich in einem ersten Aspekt auf ein Verfahren zur Zeitsteuerung von Abläufen in einem Mikroskopsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einem zweiten Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Mikroskopsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Zeitsteuerung von Abläufen in einem Mikroskopsystem umfasst dieses mehrere Mikroskopmodule, welche zum Ausführen verschiedener Prozesse eingerichtet sind.
In entsprechender Weise umfasst ein gattungsgemäßes Mikroskopsystem mehrere Mikroskopmodule, welche zum Ausführen verschiedener Prozesse eingerichtet sind.
Mikroskopsysteme, beispielsweise Laser-Scanning-Mikroskope, sind verteilte Systeme, die mehrere Module (nachstehend Mikroskopmodule) umfassen. Es werden hohe Anforderungen an die Datenübertragung zwischen den Modulen gestellt. Insbesondere soll eine Bandbreite der Übertragung möglichst hoch sein, die Übertragungsqualität soll möglichst gut sein und eine Latenz der Übertragung soll möglichst gering sein.
Bekannte Mikroskopsysteme können die immer weiter steigenden Anforderungen an die Übertragungsrate und die zeitliche Genauigkeit nicht zufriedenstellend erfüllen, insbesondere wenn die verwendbaren Pixeltakte besonders kurz sind.
Üblicherweise haben die einzelnen Module einen eigenen Taktgeber. Dieser arbeitet unabhängig von den Taktgebern anderer Module. Für eine Kommunikation zwischen den Modulen wird in der Regel ein Synchronisationssignal genutzt. Empfangen die Module das Synchronisationssignal, so ist dieser Zeitpunkt ausgezeichnet und kann für einen synchronen Ablauf genutzt werden: Beispielsweise kann ein Modul Daten senden, sobald es ein Synchronisationssignal empfängt. Wann ein Synchronisationssignal eintrifft, kann von einem Modul jedoch nicht vernünftig vorhergesagt werden. Deshalb muss das Modul zu sendende Daten vorbereiten und sodann abwarten, bis ein Synchronisationssignal empfangen wird. Hierdurch entstehen längere ungenutzte Zeiträume.
Diese Probleme des Stands der Technik werden mit Bezug auf 1 näher erläutert. 1 zeigt entlang der horizontalen Zeitachse t die Dauer 1, welche eine Pixeldauer 1 (englisch: pixel length) kennzeichnet. Die Pixeldauer 1 kann eine Dauer darstellen, innerhalb der das Mikroskopsystem einen Probenpunkt (einen Pixel) aufnehmen soll. Bei einem Scanmikroskop müssen hierfür die Scanspiegel auf den Probenpunkt eingestellt werden. Dazu müssen innerhalb der Pixeldauer die Ansteuerungssignale an den Scanspiegel übertragen werden. Der Startzeitpunkt 0, ab welchem die Pixeldauer beginnt, kann durch ein Synchronisationssignal vorgegeben werden. Ab diesem Zeitpunkt sollten idealerweise die entsprechenden Mikroskopmodule die Ansteuerungssignale für die Scanspiegel erzeugen und an diese weiterleiten. Hierbei entstehen aber Übertragungsverzögerungen und Rechendauern, welche eine Verzögerung 2 bewirken. Nur der nach der Verzögerung 2 verbleibende Teil der Pixeldauer 1 kann für die Signale 3 genutzt werden. Um möglichst schnelle Bildaufnahmen zu erzeugen, sollte die Pixeldauer 1 möglichst kurz sein. Sehr kurze Pixeldauern 1 sind jedoch bisher durch die Verzögerung 2 nicht möglich.
Ein herkömmliches Mikroskopsystem wird beispielsweise in DE 10 2011 055 639 B4 beschrieben. Hier wird ein Synchronisator genutzt, der die Daten der verschiedenen Module synchronisiert, wie insbesondere in Absatz [0087] dieser Schrift dargelegt.
Als eine Aufgabe der Erfindung kann angesehen werden, ein Mikroskopsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Mikroskopsystems anzugeben, welche auszuführende Prozesse von Mikroskopmodulen des Mikroskopsystems besonders effizient koordinieren und eine effiziente Kommunikation zwischen den Mikroskopmodulen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Mikroskopsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Mikroskopsystems und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden außerdem in der folgenden Beschreibung erläutert.
Bei dem oben genannten Verfahren wird von einem zentralen Taktgeber ein Taktsignal an alle Mikroskopmodule gegeben. Bevor das Taktsignal an die Mikroskopmodule gesendet wird, wird es mit einer Taktmodulationsschaltung moduliert zum Erzeugen einer definierten Taktzahl. Das heißt, das Taktsignal hat eine Grundfrequenz, welche einen Takt konstanter Frequenz angibt, und zusätzlich ist eine Taktzahlinformation einmoduliert. Durch diese Taktzahlinformation sind nacheinander gesendete Takte / Taktschläge unterscheidbar. Somit können die Mikroskopmodule nicht nur den Zeitpunkt eines Taktschlags feststellen; vielmehr wissen die Mikroskopmodule auch, um welchen Taktschlag es sich dabei handelt. Die Mikroskopmodule definieren nun einen Startzeitpunkt zum Ausführen eines Prozesses durch die Taktzahl und führen den Prozess aus, sobald die Taktzahl erreicht ist.
In entsprechender Weise umfasst das Mikroskopsystem der oben genannten Art zusätzlich einen zentralen Taktgeber, welcher dazu eingerichtet ist, ein Taktsignal an die Mikroskopmodule auszugeben. Das Mikroskopsystem umfasst auch eine Taktmodulationsschaltung, welche dazu eingerichtet ist, das Taktsignal zum Erzeugen einer definierten Taktzahl zu modulieren. Die Mikroskopmodule sind dazu eingerichtet, einen Startzeitpunkt zum Ausführen eines Prozesses durch die Taktzahl zu definieren und den Prozess auszuführen, sobald die Taktzahl erreicht ist.
Ein zukünftiger Endzeitpunkt für einen solchen Prozess kann definiert werden, wenn die voraussichtliche Dauer der Ausführung des Prozesses durch das Modul und eine zugehörige Leitungsverzögerung zu oder von dem Modul bekannt sind. Die Kenntnis des zukünftigen Endzeitpunkts kann sodann verwendet werden, um abhängig davon andere Prozesse zu planen oder auszuführen.
Vorteilhafterweise können die Mikroskopmodule einen Startzeitpunkt für zukünftige Prozesse festlegen, wobei das Zeitverhältnis zwischen Prozessen verschiedener Mikroskopmodule bekannt ist. Ein zentraler Taktgeber ist hierfür erforderlich, weil ansonsten jedes Modul einen eigenen lokalen Takt hätte, deren Verhältnisse zueinander unbekannt wären. In diesem Fall des Stands der Technik würden die verschiedenen Module nicht synchron laufen und nur zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Synchronisationssignal von den Modulen empfangen wird, würden kurzzeitig die verschiedenen lokalen Takte aufeinander abgestimmt. Hingegen laufen bei der Erfindung durch den zentralen Taktgeber die verschiedenen Module stets synchron in einem bekannten Verhältnis zueinander. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin wichtig, dass die Module verschiedene Taktschläge des Taktsignals unterscheiden können. Es müssen nicht sämtliche Taktschläge voneinander unterscheidbar sein, vielmehr reicht es, wenn nach einer bestimmten Anzahl an Taktschlägen ein ausgezeichneter Taktschlag erfolgt, wobei die ausgezeichneten Taktschläge sich voneinander unterscheiden.
Beispielsweise kann das Taktsignal ein digitales Signal mit abwechselnd einem hohen Signalpegel und einem niedrigen Signalpegel sein. Die Grundfrequenz des Taktsignals kann durch den Zeitabstand zwischen steigenden Flanken (also dem Übergang vom niedrigen zum hohen Signalpegel) bestimmt sein. Eine Taktzahlinformation kann nun in das Taktsignal moduliert werden, indem die Zeitpunkte der fallenden Flanken variiert werden. So können die Zeitpunkte ab einer steigenden Flanke bis zu einer fallenden Flanke einen variablen Prozentwert der Gesamtdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden steigenden Flanken betragen, beispielsweise 10%, 20%, 30% usw. Solche variablen Zeitpunkte können stets nach einer bestimmten Anzahl an Taktschlägen mit fester Dauer zwischen steigender und fallender Flanke genutzt werden, beispielsweise für jede fünfte fallende Flanke. Selbstverständlich ist es auch möglich, für die Grundfrequenz des Taktsignals die fallenden Flanken zu nutzen und die Zeitpunkte für die steigenden Flanken zu variieren.
Alternativ kann die Modulation des Taktsignals auch durch eine Amplitudenmodulation erfolgen. Während dies leicht umsetzbar ist, kann dies unter Umständen aber die Qualität beeinflussen. Bevorzugt ist daher, wie oben beschrieben, die Taktmodulationsschaltung dazu eingerichtet, ein Taktsignal zu modulieren, indem ein Abstand zwischen steigenden Taktflanken variiert wird, während sie einen Abstand zwischen fallenden Taktflanken konstant lässt. Alternativ moduliert die Taktmodulationsschaltung einen Abstand zwischen fallenden Taktflanken, während sie einen Abstand zwischen steigenden Taktflanken konstant lässt. Aus den Flanken mit konstantem Abstand kann sodann die Taktfrequenz / Grundfrequenz extrahiert werden, während der variable Flankenabstand eine Information kodiert. Diese Informationsübertragung beeinflusst nicht die Qualität des Takts. Insbesondere kommt es nicht oder kaum zu einem Jitter (einem Frequenzzittern) und ein Rauschen des Taktsignals bleibt unbeeinflusst.
Die Taktzahlinformation kann beispielsweise einen 1. Takt kennzeichnen. Die Module zählen alle hierauf folgenden Takte. Dadurch ist es möglich, dass ein Modul einen für die Zukunft geplanten Vorgang rechtzeitig starten kann. Soll beispielsweise ein Modul einen Steuerbefehl zum 20. Takt absenden und benötigt das Modul für die Berechnung des Steuerbefehls 12 Takte, so beginnt das Modul mit dem Rechenvorgang beim 8. Takt. Dadurch werden wichtige Zeitvorteile erreicht. Hierin liegt ein wesentlicher Unterschied zu einem Synchronisieren gemäß dem Stand der Technik: Dort kann ein Modul nicht vorhersagen, wann es ein Synchronisationssignal empfangen wird und kann daher nicht vorab ermitteln, wann es mit dem Rechenvorgang beginnen soll. Ab einem Synchronisationssignal arbeiten beim Stand der Technik die Module unabhängig weiter, das heißt asynchron; dadurch bietet ein Synchronisationssignal nicht sinnvoll die Möglichkeit, nach beispielsweise 8 Takten einen Rechenvorgang zu starten und dann einen Steuerbefehl auszusenden, den ein anderes Modul zu einem definierten Taktzeitpunkt empfangen würde.
Herkömmliche Systeme mit gemeinsamem Takt verwenden dieses Signal nur zum Synchronisieren ihrer Prozesse. Zum Arbeiten, Berechnen oder Takten ihrer Prozesse verwenden sie jeweils einen eigenen, schnelleren Takt. Diese beiden Taktdomänen, das heißt der schnellere Takt und der gemeinsame Takt, sind die meiste Zeit asynchron zueinander und werden nur gelegentlich abgeglichen, wobei ein nachteiliger Jitter auftritt.
Vorzugsweise wird das Taktsignal des zentralen Taktgebers außer zur Übermittlung eines einheitlichen Takts und einer Taktzahlinformation auch zur Übermittlung weiterer Informationen genutzt. So ist vorzugsweise die Taktmodulationsschaltung dazu eingerichtet, ein Taktsignal vom Taktgeber zu modulieren, um eine zusätzliche Information einzucodieren. Der Taktgeber und die Taktmodulationsschaltung können auch durch eine gemeinsame elektronische Schaltung gebildet sein. Eine Takteingangsschaltung von jedem Mikroskopmodul kann dazu eingerichtet sein, eine im Taktsignal eincodierte Information zu lesen. Bei dieser Information kann es sich um einen beliebigen Datenstrom handeln, z.B. um eine Steuerinformationen für die Mikroskopmodule, etwa einen Reset-Befehl oder einen globalen asynchronen Reset-Befehl, ein Handshake-Signal, einen Alarm oder Start- und Endpunkte eines Modulbetriebs handeln. Vorteilhafterweise können hiermit Daten im Taktsignal übertragen werden, ohne dass die Datenleitungen dazu benutzt werden müssten. Auch Informationen für ein Aufsynchronisieren können im Taktsignal kodiert und übertragen werden.
Während der zentrale Takt zur Kommunikation zwischen den Mikroskopmodulen einheitlich ist, kann innerhalb eines Mikroskopmoduls eine andere Taktfrequenz genutzt werden. Insbesondere kann die interne Taktfrequenz eines Mikroskopmoduls anders sein als die interne Taktfrequenz eines anderen Mikroskopmoduls. Hierzu kann zumindest eines der Mikroskopmodule dazu eingerichtet sein, aus dem empfangenen Taktsignal einen Takt mit anderer Frequenz zu bilden und diesen Takt als lokalen Modultakt, das heißt als interne Taktfrequenz, zu verwenden. So kann das empfangene Taktsignal auf eine niedrigere Frequenz geteilt werden, welche dann als lokaler Modultakt verwendet wird. Dies ist beispielsweise häufig sinnvoll, um preiswerte Komponenten, z.B. FPGA, mit niedrigerer Frequenz zu betreiben. Je nach Art der verwendeten FPGA können die Module mit verschieden stark erniedrigten Taktfrequenzen arbeiten. Für Mikroskopmodule mit Hochleistungskomponenten kann hingegen ein höherer lokaler Modultakt erzeugt werden, welcher auch höher sein kann als der zentrale Takt. In anderen Worten können verschiedene Mikroskopmodule dazu eingerichtet sein, aus dem jeweils empfangenen Taktsignal unterschiedliche Takte zu bilden und als jeweiligen lokalen Modultakt zu verwenden. Diese unterschiedlichen Takte sind in ihrer Phase gleich, auch wenn sie sich in der Frequenz unterscheiden. Hierin liegt ein entscheidender Unterschied gegenüber herkömmlichen Mikroskopsystemen. Indem Mikroskopmodule dazu eingerichtet sind, das Taktsignal des zentralen Taktgebers oder einen hieraus abgeleiteten Takt als internen Takt zu verwenden, können vorteilhafterweise alle Mikroskopmodule bis auf eine einzelne Schwingungsperiode synchron sein. Hohe Datenübertragungen bei guter Signalqualität werden somit möglich.
Ein Mikroskopmodul muss für seine Prozesse nicht eine einzige, einheitliche Taktfrequenz benutzten. Vielmehr ist es möglich, dass zumindest eines der Mikroskopmodule aus dem lokalen Modultakt verschiedene Taktregime ableitet, welche sich in ihrer Taktfrequenz unterscheiden. Das entsprechende Mikroskopmodul führt nun verschiedene Prozesse mit den verschiedenen Taktregimen aus. Das heißt ein erster Prozess wird mit einem ersten Taktregime und ein zweiter Prozess mit einem zweiten Taktregime ausgeführt. Unter einem Taktregime soll ein bestimmter Takt verstanden werden. Die Taktregime unterscheiden sich durch ihre Grundfrequenz. Je nach elektronischer Schaltung kann somit das Modul ein geeignetes Taktregime vorgeben.
Die verschiedenen Mikroskopmodule können mit unterschiedlichen lokalen Modultakten arbeiten, aber aus den unterschiedlichen lokalen Modultakten ein gleiches Taktregime ableiten, mit welchem sie jeweils einen oder mehrere Prozesse ausführen. Hierdurch können Prozesse verschiedener Module einfach miteinander wechselwirken, ohne dass die Module im Übrigen denselben lokalen Modultakt benötigen.
Prinzipiell können sämtliche Taktregime direkt aus dem lokalen Modultakt abgeleitet sein. Alternativ kann aber auch zumindest eines der Mikroskopmodule aus seinem lokalen Modultakt zumindest ein Taktregime ableiten, mit dem es einen Prozess ausführt, und aus dem Taktregime ein Takt-Unterregime ableiten, mit dem es einen weiteren Prozess ausführt. Das Takt-Unterregime wird somit aus einem Taktregime gebildet und steht darüber aber auch in präzisem Verhältnis zum lokalen Modultakt und zum Taktsignal des zentralen Taktgebers.
Zumindest eines der Mikroskopmodule kann dazu eingerichtet sein, eines seiner Takt-Unterregime nach einer bestimmten Laufzeit zu einem seiner Taktregime zu synchronisieren. Die Synchronisation erfolgt also direkt zu einem Taktregime und nicht zum lokalen Modultakt oder dem Taktsignal des zentralen Taktgebers. Die Komplexität zum Ausführen eines Prozesses kann dadurch vorteilhaft reduziert werden. Ebenso kann vorteilhafterweise ein Taktregime zum lokalen Modultakt synchronisiert werden, ohne dass dabei von diesem Taktregime abhängige Unterregime verändert werden müssten.
Zumindest ein Mikroskopmodul kann auch dazu eingerichtet sein, mit Hilfe der im Taktsignal enthaltenen Taktzahl Zeitpunkte festzulegen, zu welchen verschiedene Taktregime eingeschaltet und ausgeschaltet werden. Die Taktregime können sich dabei zeitlich überlappen und können voneinander verschiedene Start-Zeitpunkte und Stopp-Zeitpunkte haben. Jedes Taktregime kann einen Identifier, das heißt eine Identifizierung, erhalten, welche nach Abarbeitung dieses Taktregimes (also bei Erreichen des Stopp-Zeitpunkts oder, wenn kein Stopp-Zeitpunkt vorab festgelegt ist, bei Beendigung der zum Taktregime gehörenden Prozesse) wieder freigegeben wird und für ein neues Taktregime verwendet werden kann.
Insbesondere für eine einfache Verkabelung können mehrere Mikroskopmodule in Reihe geschaltet sein. Zum einfacheren Verständnis wird nachstehend ein Beispiel beschrieben, bei dem zumindest ein erstes und ein zweites Mikroskopmodul der mehreren Mikroskopmodule in Reihe verbunden sind. Der zentrale Taktgeber sendet das Taktsignal an das erste Mikroskopmodul. Dieses reicht das Taktsignal an das zweite Mikroskopmodul durch. Dadurch empfangen das erste und das zweite Mikroskopmodul das Taktsignal nicht gleichzeitig, sondern nacheinander mit einem Zeitversatz. Ein solcher Zeitversatz ist für die oben beschriebene Ausführung problematisch, bei der eine Taktzahlinformation übertragen wird, durch welche alle Module einen bestimmten Zeitpunkt (das heißt dieselbe Taktzahl) erkennen können sollen. Beispielsweise kann ein Zeitversatz zwischen dem ersten und zweiten Modul etwa drei Takte betragen. Wenn das zweite Modul nun die Taktzahlinformation, die den 1. Takt angibt, empfängt, hat das erste Modul bereits drei Takte weiter gezählt. Um einen solchen Zeitversatz zu berücksichtigen, können das erste und/oder zweite Mikroskopmodul (einen Datenspeicher umfassen, in dem ein vorbestimmter Zeitversatzwert gespeichert ist, welcher als Maß für den Zeitversatz dient. Der Zeitversatzwert kann vorab berechnet oder gemessen worden sein und ist fest in einem der Module gespeichert. Zur Berücksichtigung des Zeitversatzes können nun das erste und/oder zweite Mikroskopmodul dazu eingerichtet sein, eine der Taktzahlinformation entsprechende Taktzahl um den Zeitversatzwert (oder eine hieraus abgeleitete Größe) zu ändern. In dem oben genannten Beispiel mit einem Zeitversatzwert, der drei Takten entspricht, würde das erste Modul die der Taktzahlinformation entsprechende Taktzahl um drei verringern. Konkret würde sie also beim Empfang der Taktzahlinformation, welche den 1. Takt angibt, hieraus ableiten, dass der -2. Takt vorliegt. Drei Taktschläge später beträgt die Taktzahl bei beiden Modulen eins. Das erste und zweite Modul zählen somit zu jedem Zeitpunkt dieselbe Taktzahl. Wenn ein Modul einen bestimmten Prozess zu einer bestimmten Taktzahl ausführen soll, stimmt vorteilhafterweise die Taktzahl bei allen betroffenen Modulen überein. Soll beispielweise ein Modul einen Steuerbefehl bei der 50. Taktzahl an ein anderes Modul senden, so entspricht die 50. Taktzahl bei beiden Modulen demselben Zeitpunkt.
Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Vergleich zu 1 beschrieben. Bei der herkömmlichen Übertragung gemäß 1 muss auf ein Synchronisationssignal gewartet werden, welches zu einem für ein Mikroskopmodul unbekannten Zeitpunkt eintrifft. Erst ab diesem Zeitpunkt können Übertragungen und eventuell Berechnungen vorgenommen werden, wodurch eine Verzögerung entsteht, die nicht für die eigentliche Datenübertragung genutzt werden kann, wie im Beispiel von 1 die Daten zur Scanspiegelansteuerung, die innerhalb der Pixeldauer 1 eintreffen müssen. Ungenutzte Verzögerungen können bei der Erfindung durch den gemeinsamen Takt für alle Mikroskopmodule vermieden werden: Hierdurch können in der Zukunft liegende Zeitpunkte vorhergesagt werden und Abläufe dazu passend durchgeführt werden. So können Berechnungsdauern und Übertragungsverzögerungen berücksichtigt werden, so dass ein Mikroskopmodul beispielsweise die Ansteuerungsdaten für die Scanspiegel hinreichend früh absendet, so dass diese zu Beginn der Pixeldauer 1, und nicht erst nach der Verzögerung 2, am Modul der Scanspiegel eintreffen. Somit erlaubt der zentrale Taktgeber der Erfindung eine schnellere und effizientere Kommunikation zwischen den Mikroskopmodulen.
Mehrere Mikroskopmodule können hintereinander an einem Bus angeordnet sein. Insbesondere dann wird nicht vom zentralen Taktgeber jedes Mikroskopmodul direkt mit dem Taktsignal versorgt. Vielmehr wird das Taktsignal von einem Mikroskopmodul zum nächsten weitergegeben. Zum Weitergeben des Taktsignals können zumindest einige der Mikroskopmodule eine Takteingangsschaltung und eine Taktausgangsschaltung aufweisen. Über die Takteingangsschaltung ist das Taktsignal empfangbar und über die Taktausgangsschaltung ist das Taktsignal, insbesondere in aufbereiteter Form, an ein anderes der Mikroskopmodule ausgebbar. Hierzu kann die Takteingangsschaltung dazu eingerichtet sein, das empfangene Taktsignal aufzubereiten und erst dann über die Taktausgangsschaltung auszugeben. Zur Aufbereitung können beispielsweise Verstärker und/oder Filter eingesetzt werden.
Die Takteingangsschaltung oder eine auf diese folgende Schaltung kann zweckmäßigerweise dazu eingerichtet sein, eine Trägerfrequenz des Taktsignals zu extrahieren, insbesondere durch eine Phasenregelschleife (englisch: phase-locked loop, PLL). Beispielsweise kann die Trägerfrequenz über allein die steigenden Flanken oder allein die fallenden Flanken des Taktsignals ermittelt werden.
Das Merkmal, dass ein Mikroskopmodul das Taktsignal als internen Takt verwendet, kann dahin gehend verstanden werden, dass der interne Takt in seiner Frequenz und Phasenlage so angepasst wird, dass er mit der Trägerfrequenz des Taktsignals übereinstimmt. Das Merkmal, dass das Mikroskopmodul einen aus dem Taktsignal abgeleiteten Takt als internen Takt verwendet, kann so verstanden werden, dass der interne Takt auf ein bestimmtes Frequenzverhältnis und insbesondere eine bestimmte Phasenlage relativ zum internen Takt angepasst wird, beispielsweise auf ein Viertel dieser Frequenz.
Bei den Mikroskopmodulen kann es sich prinzipiell um beliebige Komponenten eines Mikroskops mit elektronischen Bauteilen oder um beliebige elektronische Komponenten, die mit einem Mikroskop zusammenwirken, handeln. Zumindest einige der Mikroskopmodule können beispielhaft aus folgender Gruppe an Mikroskopmodulen gewählt sein: ein Laser-Scanning-Modul, ein Spektrometer-Modul, ein Mehrphotonen-Untersuchungsmodul, ein Filtersteuer-Modul, welches zum Beispiel Lichtfilter in einen Strahlengang bringt oder aus diesem entfernt, ein Bildaufnahme-Modul, welches zum Beispiel eine oder mehrere Kameras oder Lichtdetektoren umfassen kann, ein Lichtquellen-Modul zum Aussenden von Licht oder ein Visualisierungsmodul, welches einen Bildschirm umfassen kann.
Die als zusätzliche Vorrichtungsmerkmale beschriebenen Eigenschaften der Erfindung sind auch als Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens aufzufassen, und umgekehrt. Insbesondere ergeben sich Verfahrensvarianten durch den bestimmungsgemäßen Gebrauch der beschriebenen Eigenschaften des Mikroskopsystems.
Als Taktgeber kann eine prinzipiell beliebige elektronische Schaltung angesehen werden, welche eine Schwingung mit bestimmter, in der Regel konstanter, Frequenz erzeugt. Die Modulationsschaltung und der Taktgeber können durch eine gemeinsame elektronische Schaltung oder auch räumlich voneinander getrennt gebildet sein.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben. Hierin zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer verzögerungsbehafteten Datenübertragung zwischen Modulen eines Mikroskops des Stands der Technik;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mikroskopsystems;
3 eine schematische Darstellung von Taktsignalen zwischen und innerhalb der Mikroskopmodule des Mikroskopsystems aus 2;
4 eine schematische Darstellung, in welcher Weise Mikroskopmodule aus dem Taktsignal unterschiedliche lokale Modultakte und Taktregime ableiten;
5 eine schematische Darstellung, in welcher Weise Taktregime und Takt-Unterregime von einem Mikroskopmodul ein- und ausgeschaltet werden;
6 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Mikroskopsystems.

Gleiche und gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren in der Regel mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikroskopsystems 100. Dieses umfasst als wesentliche Komponenten mehrere Mikroskopmodule 20, 30 sowie einen zentralen Taktgeber 10.
Die Mikroskopmodule 20, 30 können prinzipiell beliebige Bestandteile eines Lichtmikroskops sein, welche elektronische Bauteile umfassen. Beispielsweise kann das Modul 20 eine Laser-Scanning-Einheit sein und das Modul 30 kann eine Lichtquellen-Einheit sein, welche zum Beispiel mehrere Laser und deren Ansteuerung umfasst.
Die Module 20, 30 kommunizieren untereinander und/oder mit einer zentralen Recheneinheit (nicht dargestellt). Zeitpunkte der Datenkommunikation müssen aufeinander abgestimmt sein. Beispielsweise sollten Scanspiegel eines Moduls und eine Lichtquelle eines anderen Moduls zeitlich aufeinander abgestimmt angesteuert werden.
Beim Stand der Technik arbeiten diese Module mit voneinander unabhängigen, asynchronen, Taktfrequenzen. In der Zukunft liegende Prozesse können daher zeitlich schwer aufeinander abgestimmt werden. Häufig werden Synchronisationssignale genutzt, die an die Module gesendet werden. Ein Synchronisationssignal kann beispielsweise eine steigende Flanke in einem Signal sein. Empfangen die Module ein Synchronisationssignal, können sie den Zeitpunkt des Empfangs als einen gemeinsam bekannten Zeitpunkt identifizieren. Prozesse können nun gleichzeitig ausgeführt werden. Allerdings können in der Zukunft liegende Prozesse nicht präzise geplant werden, weil ab Empfang des Synchronisationssignals die verschiedenen Module wieder unabhängig voneinander, asynchron, weiterlaufen.
Dies wird bei den Modulen 20, 30 des erfindungsgemäßen Mikroskopsystems 100 vermieden. Dazu wird ein einheitlicher Takt genutzt, der vom zentralen Taktgeber 10 erzeugt wird. Dieser gibt ein Taktsignal 11 aus, welches an alle Mikroskopmodule 20, 30 geleitet wird.
Im dargestellten Beispiel sendet der Taktgeber 10 das Taktsignal 11 an das erste Modul 20, welches das Taktsignal an das zweite Modul 30 weitergibt.
Das Modul 20 umfasst eine Takteingangsschaltung 21, mit welcher ein eingehendes Taktsignal 11 empfangen wird. Über eine Verstärkerschaltung 22, welche auch als Teil der Takteingangsschaltung 21 angesehen werden kann, wird das Taktsignal 11 verstärkt und über eine Taktausgangsschaltung 23 auf eine Leitung 28 zum nächsten Modul 30 ausgegeben.
Von der Takteingangsschaltung 21 wird das Taktsignal 11 zudem an eine Frequenzermittlungsschaltung 24 gegeben, beispielsweise eine Phasenregelschleife 24, welche eine Trägerfrequenz des Taktsignals 11 bestimmt. Die Frequenzermittlungsschaltung 24 kann auch als Teil der Takteingangsschaltung 21 angesehen werden.
Das Modul 20 umfasst weiterhin eine Taktteilungsschaltung 25, welche aus der Trägerfrequenz des Taktsignals 11 einen anderen Takt ableiten kann, beispielsweise einen Takt mit halber Frequenz der Trägerfrequenz des Taktsignals 11. Dieser abgeleitete Takt wird als interner Takt 26 oder Modultakt 26 für Komponenten 27 des Moduls 20 verwendet. Die Komponenten 27 können beispielsweise FPGA umfassen. Die Taktteilungsschaltung 25 ist so gestaltet, dass ihr ausgegebener Takt 26 für die FPGA dieses Moduls geeignet ist.
Das Modul 30 ist in gleicher Weise wie das Modul 20 gebildet und unterscheidet sich von diesem in der Gestaltung der Komponenten 27. Je nach Art der Komponenten 27 kann die Taktteilungsschaltung des Moduls 30 anders gebildet sein als die Taktteilungsschaltung des Moduls 20, so dass die Module 20, 30 verschiedene interne Takte ausgeben. Diese internen Takte stehen aber in einem bekannten Verhältnis zueinander, weil beide aus demselben Taktsignal 11 des zentralen Taktgebers 10 abgeleitet sind.
Das Taktsignal 11 wird auch zur Datenübertragung genutzt. Dazu ist in das Taktsignal 11 ein Datenstrom moduliert. Dies wird näher mit Bezug auf 3 beschrieben, welche in der obersten Reihe das Taktsignal 11 zeigt. Die zweite Reihe zeigt ein moduliertes Taktsignal 12. Hierbei sind die Zeitpunkte der fallenden Flanken des Taktsignals moduliert, um Informationen zu übertragen. Dargestellt ist ein Fall, in dem die fallende Flanke des ersten Taktschlags auf der linken Figurenseite auf 90% der Zeitdauer zwischen zwei steigenden Flanken verzögert wird. Den Zeitpunkt der fallenden Flanke interpretiert ein Modul 20, 30 als eine Information. Zumindest ist in solchen Informationen eine Taktzahlinformation enthalten, wodurch verschiedene Taktschläge voneinander unterscheidbar sind. Außerdem können durch die Zeitpunkte der fallenden Flanken zusätzliche Information übermittelt werden, etwa Steuerbefehle, beispielsweise als ein Reset-Befehl oder als ein Zurücksetzen des Taktzählerstands auf beispielsweise null.
Die steigenden Flanken haben hingegen im modulierten Taktsignal 12 einen konstanten Zeitabstand, so dass hieraus die Trägerfrequenz oder Grundfrequenz ermittelt werden kann.
Das Signal 13 der dritten Reihe aus 3 gibt einen aus dem Taktsignal 11 beziehungsweise 12 abgeleiteten Takt an, dessen Frequenz ¼ der Frequenz des Taktsignals 11 entspricht. Dies kann beispielsweise der Dauer für die Bildaufnahme eines Pixels entsprechen. Das Signal 14 der nächsten Reihe hat eine um den Faktor 128 kleinere Frequenz als das Taktsignal 11. Weil für das dargestellte Beispiel allein der Zeitpunkt einer steigenden Flanke ausgewertet wird (und somit die Dauer des hohen oder niedrigen Pegels nicht relevant ist), wird der hohe Pegel des Signals 14 nicht etwa um den Faktor 128 länger gehalten; allerdings folgt der nächste Zeitpunkt, zu dem zur Informationskodierung entweder eine steigende Flanke oder keine steigende Flanke vorliegt, erst nach 128 Taktschlägen (also nach 128 steigenden Flanken des Taktsignals 11). Das Signal 14 kann beispielsweise die Dauer der Bildaufnahme einer Linie entsprechen. Das Signal 15 der untersten Reihe aus 3 soll hingegen die Dauer der Bildaufnahme eines gesamten Bildes (englisch: frame) darstellen und kann beispielsweise 65536 Taktschläge betragen. Weil wiederum nur relevant ist, ob eine steigende Flanke vorliegt, und die Dauer eines hohen Pegels nicht relevant ist, wird im dargestellten Beispiel wiederum nur ein kurzer Puls verwendet.
Indem die Zeitdauer eines Prozesses in Takten gezählt werden kann (beispielsweise 65536 Taktschläge für eine Bildaufnahme), kann ein zukünftiger Prozess zeitlich präzise gesteuert werden. Beispielsweise können Änderungsbefehle für die Lichtquelle stets nach 65536 Taktschlägen an das Modul der Lichtquelle abgesandt werden.
Die Nutzung des Taktsignals 11 des zentralen Taktgebers durch die einzelnen Module wird nun näher mit Bezug auf 4 beschrieben. Das Taktsignal 11 von beispielsweise 480MHz wird an Mikroskopmodule 20, 30, 40 und 50 gegeben. Das Mikroskopmodul 20 bildet hieraus einen lokalen Modultakt 16. Der lokale Modultakt 16 kann eine andere Grundfrequenz aufweisen als das Taktsignal 11; im dargestellten Beispiel hat der lokale Modultakt 16 die gleiche Frequenz wie das Taktsignal 11. Das Mikroskopmodul 30 bildet hingegen aus dem Taktsignal 11 einen lokalen Modultakt 17, dessen Frequenz sich vom Taktsignal 11 unterscheidet und beispielsweise 240MHz betragen kann. In entsprechender Weise bilden die Mikroskopmodule 40 und 50 lokale Modultakte 18 und 19 mit verschiedenen Frequenzen, im dargestellten Beispiel betragen diese 120MHz und 60MHz. Solche unterschiedlichen lokalen Modultakte 16-19 sind sinnvoll, wenn beispielsweise qualitativ unterschiedliche Komponenten in den Modulen 16-19 verwendet werden, welche mit unterschiedlichen Frequenzen am besten arbeiten.
Aus dem lokalen Modultakt bilden die Module 20, 30, 40, 50 unterschiedliche Taktregime. Im dargestellten Beispiel bilden mehrere der Module 20, 30, 40, 50 jeweils ein Taktregime A und ein Taktregime C. Das Taktregime A hat eine bestimmte Grundfrequenz, im Beispiel 4MHz, und wird von den Modulen 20, 30, 40, 50 trotz ihrer unterschiedlichen lokalen Modultakte gebildet. Dazu entsprechen, wie in 4 angegeben, beim Modul 20 dem Taktregime A 120 Taktschläge des lokalen Modultakts 16. Hingegen entsprechen beim Modul 30 dem Taktregime A 60 Taktschläge des lokalen Modultakts 17. Das Taktregime C hat eine andere Taktfrequenz als das Taktregime A, im dargestellten Beispiel 100kHz. Wiederum angegeben sind in 4, wie viele Taktschläge des lokalen Modultakts 16-19 einem Taktschlag des Taktregimes C entsprechen. Vorzugsweise erfolgt die Teilung des Taktsignals 11 in die lokalen Modultakte 16-19 derart, dass das Taktsignal 11 jeweils ein ganzzahliges Vielfaches von jedem der lokalen Modultakte 16-19 ist. Gleichermaßen erfolgt die Teilung der lokalen Modultakte 16-19 in die Taktregime derart, dass der jeweilige lokale Modultakt 16-19 jeweils ein ganzzahliges Vielfaches von jedem der Taktregime ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass Taktschläge aller Taktregime stets mit einem Taktschlag des Taktsignals und des jeweiligen lokalen Modultakts übereinstimmen, womit eine Kommunikation und Synchronisationen leicht möglich sind.
Die beiden Taktregime A und C können jeweils aus dem jeweiligen lokalen Modultakt 16-19 abgeleitet sein. Alternativ kann aber auch nur das Taktregime A direkt aus dem jeweiligen lokalen Modultakt 16-19 abgeleitet sein, während das Taktregime C aus dem Taktregime A abgeleitet wird. Dies wird näher mit Bezug auf 5 beschrieben. Dort ist in horizontaler Richtung eine Zeitachse t aufgetragen, deren Einheit in Taktschlägen eines lokalen Modultakts angegeben ist. Zu einem bestimmten Zeitpunkt, im Beispiel Takt 0, werden die Taktregime A und C von einem Modul gestartet. Diese beiden Taktregime A und C unterscheiden sich in ihrer Taktfrequenz. In allen Taktregimen werden Prozesse ausgeführt, insbesondere Berechnungen, Datenverarbeitungen oder Kommunikationen, wie die Ausgabe von Steuerbefehlen. Nach einer bestimmten Anzahl an Taktschlägen, im Beispiel 22 Taktschlägen, wird ein Taktregime B gestartet. Dieses leitet sich aus einem Taktschlag des Taktregimes A ab und hat wiederum eine andere Taktfrequenz als die übrigen Taktregime. Nach einer bestimmten Anzahl an Takten, im Beispiel nach 123 Takten, wird das Taktregime C neu synchronisiert, wozu ein Taktschlag des Taktregimes B verwendet wird. Das Taktregime C wird nach einer gewissen Anzahl an Takten, im Beispiel beim 202. Takt, beendet. Dies kann der Fall sein, wenn ein Prozess abgearbeitet ist oder kann vorab mit dem Start des Taktregimes C festgelegt sein. Das Beenden des Taktregimes C startet gleichzeitig mit dessen letztem Taktschlag ein neues Taktregime D, welches wiederum eine andere Frequenz als die übrigen Taktregime haben kann. Dieses läuft im dargestellten Beispiel bis zum 321. Takt, während das Taktregime A weiter läuft bis zum 444. Taktschlag. Der Takt der unterschiedlichen Taktregime kann niedriger oder auch höher als der lokale Modultakt sein.
Eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskopsystems 100 ist in 6 gezeigt. Die Ausführung ähnelt dem in 2 dargestellten Mikroskopsystem 100, wobei Komponenten gleicher Funktion übereinstimmende Bezugszeichen haben und die Erläuterung, die bei 2 hierzu gegeben wurde, auch für das Ausführungsbeispiel von 6 gilt. Als wesentlicher Unterschied gegenüber 2 wird bei 6 ein Taktsignal 11 nicht durch ein Mikroskopmodul 20 hindurch geleitet, um an ein nächstes Mikroskopmodul 30 weitergegeben zu werden. Vielmehr ist eine Leitung für das Taktsignal 11 vorgesehen, von welcher jeweils eine Auskopplung zu den verschiedenen Mikroskopmodulen 20, 30 erfolgt. Die Auskopplung von der Leitung in ein Mikroskopmodul 20 kann durch einen Richtkoppler 21A des jeweiligen Mikroskopmoduls 20 erfolgen. Der Richtkoppler 21A leitet einen Signalanteil des Taktsignals 11 in das jeweilige Mikroskopmodul 20, während der nicht eingekoppelte restliche Signalanteil des Taktsignals 11 zum nächsten Mikroskopmodul 30 weiterläuft, ohne durch das Mikroskopmodul 20 zu verlaufen. Hierdurch sind Zeitverzögerungen durch die Leitung des Taktsignals 11 geringer. Eine Signalverstärkung des in das Modul 20 gekoppelten Anteils des Taktsignals erfolgt hier durch die Verstärkerschaltung 22 nur für das intern im Mikroskopmodul 20 verwendete Taktsignal und nicht für den zum nächsten Mikroskopmodul 30 geführten Anteil des Taktsignals 11. Das Modul 20 umfasst demnach keine Takteingangs- und Taktausgangsschaltung, kann jedoch ansonsten wie zu 2 beschrieben gestaltet sein, insbesondere kann es eine Frequenzermittlungsschaltung und die übrigen dort beschriebenen Komponenten umfassen.
Die Leitung für das Taktsignal 11 wird bei dieser Ausführung durch einen Leitungsabschluss 40 terminiert.
Anstelle eines Richtkopplers 21A kann auch ein Multidrop-Bus oder eine Multidrop-Topologie zum Leiten des Taktsignals 11 verwendet werden: Das Taktsignal 11 wird vom zentralen Taktgeber 10 ausgesendet und an mehrere / alle Mikroskopmodule 20, 30, 40, 50 gesendet. In das Taktsignal 11 ist eine Adressierung eincodiert, welche ein bestimmtes Mikroskopmodul 20 bezeichnet. Zudem sind mit der Adressierung verknüpfte Daten eincodiert. Die Mikroskopmodule 20, 30, 40, 50 empfangen das Taktsignal 11 und lesen die Adressierung, wobei nur das adressierte Mikroskopmodul 20 die eincodierten Daten verarbeitet. In dieser Weise kann über das Taktsignal 11 gezielt ein bestimmtes Mikroskopmodul 20, 30, 40, 50 angesteuert werden.
Vorteilhafterweise kann ein Modul in Form der Taktregime geeignete Taktfrequenzen für seine unterschiedlichen Komponenten festlegen. Durch die Referenzierung der Taktregime untereinander sind Synchronisationen in einfacher Weise möglich und es wird sichergestellt, dass ein vorab bekannter zeitlicher Bezug zwischen den Prozessen verschiedener Taktregime besteht.
Bezugszeichenliste

10: Taktgeber
11: Taktsignal
12: moduliertes Taktsignal
13: abgeleiteter Takt
14, 15: Signal
16 - 19: lokale Modultakte
20: Mikroskopmodul
21: Takteingangsschaltung
21A: Richtkoppler
22: Verstärkerschaltung
23: Taktausgangsschaltung
24: Frequenzermittlungsschaltung
25: Taktteilungsschaltung
26: lokaler Modultakt
27: Komponenten des Moduls
30, 40, 50: Mikroskopmodule
100: Mikroskopsystem
A, B, C, D: Taktregime

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011055639 B4 [0009]

Claims

Verfahren zur Zeitsteuerung von Abläufen in einem Mikroskopsystem, wobei das Mikroskopsystem mehrere Mikroskopmodule (20, 30) umfasst, welche zum Ausführen verschiedener Prozesse eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass von einem zentralen Taktgeber (10) ein Taktsignal (11) an alle Mikroskopmodule (20, 30) gegeben wird, dass das Taktsignal (11) mit einer Taktmodulationsschaltung moduliert wird zum Erzeugen einer definierten Taktzahl, dass die Mikroskopmodule (20, 30) einen Startzeitpunkt zum Ausführen eines Prozesses durch die Taktzahl definieren und den Prozess ausführen, sobald die Taktzahl erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Mikroskopmodule (20, 30) dazu eingerichtet ist, aus dem empfangenen Taktsignal (11) einen Takt mit anderer Frequenz zu bilden und diesen Takt als lokalen Modultakt (26) zu verwenden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Mikroskopmodule (20, 30, 40, 50) dazu eingerichtet sind, aus dem jeweils empfangenen Taktsignal unterschiedliche Takte zu bilden und als jeweiligen lokalen Modultakt (16, 17, 18, 19) zu verwenden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Mikroskopmodule (20, 30) aus dem lokalen Modultakt verschiedene Taktregime (A, C) ableitet, welche sich in ihrer Taktfrequenz unterscheiden, und dass das entsprechende Mikroskopmodul (20, 30) verschiedene Prozesse mit den verschiedenen Taktregimen (A, C) ausführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Mikroskopmodule (20, 30) mit unterschiedlichen lokalen Modultakten (16, 17) arbeiten, aber aus den unterschiedlichen lokalen Modultakten ein gleiches Taktregime (A) ableiten, mit welchem sie jeweils einen oder mehrere Prozesse ausführen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Mikroskopmodule (20, 30) aus seinem lokalen Modultakt (26) zumindest ein Taktregime (A) ableitet, mit dem es einen Prozess ausführt, und dass dieses Mikroskopmodul (20, 30) aus dem Taktregime (A) ein Takt-Unterregime (B) ableitet, mit dem es einen weiteren Prozess ausführt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Mikroskopmodule (20, 30) eines seiner Takt-Unterregime nach einer bestimmten Laufzeit synchronisiert zu einem seiner Taktregime.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Mikroskopmodul (20, 30) mit Hilfe der im Taktsignal (11) enthaltenen Taktzahl Zeitpunkte festlegt, zu welchen verschiedene Taktregime (A, B, C, D) eingeschaltet und ausgeschaltet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktmodulationsschaltung ein Taktsignal (11) moduliert, indem - die Taktmodulationsschaltung einen Abstand zwischen steigenden Taktflanken moduliert, während sie einen Abstand zwischen fallenden Taktflanken konstant lässt, oder - die Taktmodulationsschaltung einen Abstand zwischen fallenden Taktflanken moduliert, während sie einen Abstand zwischen steigenden Taktflanken konstant lässt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktmodulationsschaltung ein Taktsignal (11) moduliert, um eine zusätzliche Information einzucodieren, dass die Mikroskopmodule (20, 30), insbesondere eine Takteingangsschaltung (21) eines jeweiligen Mikroskopmoduls (20, 30), eine im Taktsignal eincodierte zusätzliche Information lesen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes und ein zweites Mikroskopmodul (20, 30) der mehreren Mikroskopmodule (20, 30) in Reihe verbunden sind, so dass der zentrale Taktgeber (10) das Taktsignal an das erste Mikroskopmodul (20) sendet und dieses das Taktsignal an das zweite Mikroskopmodul (30) durchreicht, wodurch das erste und zweite Mikroskopmodule (20, 30) das Taktsignal mit einem Zeitversatz empfangen, dass das erste und/oder zweite Mikroskopmodul (20, 30) einen Datenspeicher umfasst, in dem ein vorbestimmter Zeitversatzwert gespeichert ist, welcher als Maß für den Zeitversatz dient, dass zur Berücksichtigung des Zeitversatzes das erste und/oder zweite Mikroskopmodul (20, 30) die über das Taktsignal empfangene Taktzahl um den Zeitversatzwert zu ändern.
Mikroskopsystem mit mehreren Mikroskopmodulen (20, 30), welche zum Ausführen verschiedener Prozesse eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskopsystem einen zentralen Taktgeber (10) umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, ein Taktsignal (11) an die Mikroskopmodule (20, 30) auszugeben, dass das Mikroskopsystem eine Taktmodulationsschaltung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, das Taktsignal (11) zum Erzeugen einer definierten Taktzahl zu modulieren, dass die Mikroskopmodule (20, 30) dazu eingerichtet sind, einen Startzeitpunkt zum Ausführen eines Prozesses durch die Taktzahl zu definieren und den Prozess auszuführen, sobald die Taktzahl erreicht ist.
Mikroskopsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mikroskopmodule (20, 30) aus folgender Gruppe an Mikroskopmodulen gewählt sind: - ein Laser-Scanning-Modul, - ein Spektrometer-Modul, - ein Mehrphotonen-Untersuchungsmodul, - ein Filtersteuer-Modul, - ein Bildaufnahme-Modul, - ein Lichtquellen-Modul, - ein Visualisierungsmodul.