DE102017210274A1

DE102017210274A1 - Mikroskopiesystem und Mikroskopieverfahren zur Aufnahme von Fluoreszenzlichtbildern und Weißlichtbildern

Info

Publication number: DE102017210274A1
Application number: DE102017210274.8A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hauger; Marco Wilzbach
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US20180364470A1; US10795143B2

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Mikroskopiesystem und ein Mikroskopieverfahren zur Aufnahme eines Fluoreszenzlichtbildes und eines Weißlichtbildes. Ein beispielhaftes Mikroskopiesystem umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung eines Objektbereichs und zur Anregung wenigstens eines Fluoreszenzfarbstoffs, eine Optik zur Abbildung des Objektbereichs auf wenigstens einen Fluoreszenzlichtbilddetektor und wenigstens einen Weißlichtbilddetektor. In dem von der Optik bereitgestellten Strahlengang sind Strahlteiler und Filter so angeordnet und dazu konfiguriert, dass auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor im Wesentlichen nur von den Fluoreszenzfarbstoffen emittiertes Fluoreszenzlicht trifft und dass mit dem Weißlichtbilddetektor ein möglichst farbneutrales Bild aufgenommen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Mikroskopiesysteme und Mikroskopieverfahren zur Aufnahme von Fluoreszenzlichtbildern und Weißlichtbildern. Zur Anwendung in der Chirurgie werden häufig Mikroskope, insbesondere Operationsmikroskope eingesetzt, welche dazu konfiguriert sind, von Fluoreszenzfarbstoffen emittiertes Fluoreszenzlicht zu detektierten. Fluoreszenzfarbstoffe werden dabei beispielsweise dazu verwendet, bestimmtes Gewebe, beispielsweise Krebszellen, oder Flüssigkeiten, beispielsweise spezielle Bestandteile von Blut, gegenüber deren Umgebung hervorzuheben.
Die Fluoreszenzfarbstoffe müssen in ihrem Anregungswellenlängenbereich angeregt werden, damit die Fluoreszenzfarbstoffe Fluoreszenzlicht emittieren. D. h., Fluoreszenzfarbstoffe müssen mit Licht beleuchtet werden, dessen Wellenlänge im Anregungswellenbereich des Fluoreszenzfarbstoffs liegt, damit der Fluoreszenzfarbstoff Fluoreszenzlicht emittiert.
Die Intensität von Fluoreszenzlicht ist üblicherweise etwa 100-mal bis 1000-mal geringer als die Intensität von an einer Oberfläche des mit dem Fluoreszenzfarbstoff versehenen Objekts reflektiertem Beleuchtungslicht. Daher ist es erforderlich, das im Verhältnis zum reflektierten Beleuchtungslicht schwache Fluoreszenzlicht so zu verarbeiten, dass es effizient detektiert werden kann.
Dies wird herkömmlicherweise dadurch erreicht, dass für einen bestimmten Fluoreszenzfarbstoff spezielle Beleuchtungs- und Detektionsfilter bereitgestellt werden. Die speziell abgestimmten Detektionsfilter haben häufig die Eigenschaft, dass sie ausschließlich Licht im Emissionswellenlängenbereich des bestimmten Fluoreszenzfarbstoffs transmittieren und umliegende Wellenlängenbereiche unterdrücken. Die mit solchen Detektionsfiltern erhaltenen Bilder weisen daher häufig nur eine Farbe auf, was es dem Nutzer erschwert, den in dem Bild enthaltenen Inhalt zu erkennen und in Bezug zu dessen Umgebung zu setzen.
Es sind Mikroskopiesysteme bekannt, welche dieses Problem dadurch lösen, dass abwechselnd Fluoreszenzlichtbilder und Weißlichtbilder aufgenommen werden, indem die Filter nacheinander in den und außerhalb der entsprechenden Strahlengänge des Mikroskopiesystems angeordnet sind. Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Nutzer die Korrelation zwischen den bereitgestellten Bildinformationen selbst vornehmen muss. Das heißt beispielsweise, dass der Operateur den im Fluoreszenzlichtbild als Tumor identifizierbaren Bereich in dem Weißlichtbild durch Vergleich der beiden Bilder wiederfinden muss, um zu erkennen, wo sich der Tumor im Verhältnis zu seiner Umgebung befindet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mikroskopiesysteme und Mikroskopieverfahren bereitzustellen, welche die vorangehend genannten Nachteile überwinden.
Das Problem wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Die Gegenstände der abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Mikroskopiesystem zur Aufnahme eines Weißlichtbildes und eines Fluoreszenzlichtbildes bereitgestellt, wobei das Mikroskopiesystem umfasst: eine Beleuchtungsvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, Beleuchtungslicht in einem Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX zu erzeugen und das Beleuchtungslicht auf einen Objektbereich zu richten; wenigstens eine Bilddetektionseinheit, welche einen Fluoreszenzlichtbilddetektor, einen Weißlichtbilddetektor und einen Strahlteiler umfasst; eine Optik, welche dazu konfiguriert ist, einen Beobachtungsstrahlengang zu erzeugen, welcher den Objektbereich auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor und auf den Weißlichtbilddetektor der wenigstens einen Bilddetektionseinheit abbildet.
Die Beleuchtungsvorrichtung kann Beleuchtungslicht erzeugen, welches wenigstens im Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX eine signifikante Intensität aufweist, welche ausreichend ist, um in dem Objektbereich angeordnete Fluoreszenzfarbstoffe anzuregen. Der spektrale Anteil des Beleuchtungslichts, welcher keinen Fluoreszenzfarbstoff anregt, d. h. derjenige spektrale Anteil des Beleuchtungslichts, welcher außerhalb der Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe liegt, wird an einem im Objektbereich angeordneten Objekt, welches zudem die Fluoreszenzfarbstoffe enthält, reflektiert und kann zur Aufnahme des Weißlichtbildes verwendet werden. Diejenigen spektralen Anteile des Beleuchtungslichts, welche im Anregungswellenlängenbereich der Fluoreszenzfarbstoffe liegen, regen die Fluoreszenzfarbstoffe an. Diese angeregten Fluoreszenzfarbstoffe emittieren Fluoreszenzlicht, welches zur Aufnahme des Fluoreszenzlichtbildes verwendet werden kann.
Zur Aufnahme des Weißlichtbildes und des Fluoreszenzlichtbildes wird wenigstens eine Bilddetektionseinheit bereitgestellt. Jede der wenigstens einen Bilddetektionseinheit umfasst einen oder mehrere Fluoreszenzlichtbilddetektoren, einen oder mehrere Weißlichtbilddetektoren und einen oder mehrere Strahlteiler.
Der Fluoreszenzlichtbilddetektor ist dazu konfiguriert, Licht im Emissionswellenlängenbereich wenigstens eines Fluoreszenzfarbstoffs ortsaufgelöst zu detektierten. Der wenigstens eine Fluoreszenzlichtbilddetektor kann ein Signal ausgeben, welches eine Intensitätsverteilung von auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor treffenden Lichts repräsentiert, d. h. ein Fluoreszenzlichtbild.
Der wenigstens eine Weißlichtbilddetektor ist dazu konfiguriert, Licht im Wellenlängenbereich weißen Lichts, beispielsweise im Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts, zu detektierten. Der wenigstens eine Weißlichtbilddetektor kann ein Signal ausgeben, welches eine Intensitätsverteilung von auf den Weißlichtbilddetektor treffenden Lichts repräsentiert, d. h. ein Weißlichtbild.
Der wenigstens eine Weißlichtbilddetektor kann beispielsweise als RGB-Kamera oder als Kamera mit Bayer-Pattern ausgebildet sein. Der Fluoreszenzlichtbilddetektor kann beispielsweise eine (RGB+IR)-Kamera oder ein monochromatischer Bilddetektor sein, d. h. ein Bilddetektor, welcher dazu konfiguriert ist, Licht eines schmalen Wellenlängenbereichs zu detektierten. Der monochromatische Bilddetektor kann beispielsweise eine Bandbreite von 5 nm, 10 nm, 50 nm oder 100 nm aufweisen.
Zur Abbildung des Objektbereichs auf den wenigstens einen Fluoreszenzlichtbilddetektor und auf den wenigstens einen Weißlichtbilddetektor ist eine Optik bereitgestellt. Die Optik kann beispielsweise eine Objektivlinse, ein Zoom-System und weitere optische Elemente umfassen. Die Optik ist dazu konfiguriert, einen Beobachtungsstrahlengang bereitzustellen, welcher den Objektbereich auf die Detektoren abbildet, so dass auf diesen ein optisches Bild des Objektbereichs erzeugt wird.
Die Optik kann dazu konfiguriert sein, ausschließlich Fluoreszenzlicht auf den wenigstens einen Fluoreszenzlichtbilddetektor zu richten und Licht, das kein Fluoreszenzlicht ist, auf den wenigstens einen Weißlichtbilddetektor zu richten.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtquelle, welche dazu konfiguriert ist, das Beleuchtungslicht in dem Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX zu erzeugen. Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtquelle und wenigstens ein zur Erzeugung des Beleuchtungslichts verwendetes Beleuchtungsfilter umfassen, wobei das wenigstens eine Beleuchtungsfilter in einem Beleuchtungslichtstrahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Objektbereich anordenbar ist und dazu konfiguriert ist, Licht des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX zu transmittieren und Licht außerhalb des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX zu unterdrücken.
In dieser Ausführungsform kann die Lichtquelle Licht im Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX erzeugen, welches auf den Objektbereich gerichtet werden kann. Die Lichtquelle kann beispielsweise eine Breitbandlichtquelle sein, welche Licht im Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts und gegebenenfalls im Infrarotbereich erzeugt. Als Breitbandlichtquelle kann beispielsweise eine Xenon-Lichtquelle verwendet werden. Wenn eine solche Breitbandlichtquelle verwendet wird, wird das Beleuchtungslicht mithilfe des wenigstens einen Beleuchtungsfilters erzeugt, indem das von der Lichtquelle erzeugte Licht durch das wenigstens eine Beleuchtungsfilter gefiltert wird.
Ein Wellenlängenbereich eines Filters wird als transmittierend aufgefasst, wenn der mittlere Transmissionsgrad in diesem Wellenlängenbereich wenigstens 0,1, insbesondere wenigstens 0,5, weiter insbesondere wenigstens 0,9 oder 0,99 beträgt. Ein Wellenlängenbereich eines Filters kann als unterdrückt angesehen werden, wenn der mittlere Transmissionsgrad in diesem Wellenlängenbereich höchstens 0,1, insbesondere 0,01 oder weiter insbesondere 0,001 beträgt. Der Transmissionsgrad kann, wie auf dem Gebiet der Technik üblich, als Quotient aus der Intensität des den Filter durchlaufenden Lichts zu der Intensität des auf den Filter treffenden Lichts derselben Wellenlänge definiert werden.
Bevorzugt ist das Beleuchtungsfilters dazu konfiguriert, Licht des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX zu transmittieren und Licht eines zu dem Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs zu unterdrücken.
Ein zu einem ersten Wellenlängenbereich komplementärer Wellenlängenbereich ist ein Wellenlängenbereich, der aus dem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1000 nm besteht, wobei der erste Wellenlängenbereich aus diesem ausgenommen ist.
Die Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise mehrere Beleuchtungsfilter umfassen, welche wahlweise einzeln oder in Kombination zur Erzeugung des Beleuchtungslichts in dem Beleuchtungslichtstrahlengang angeordnet werden können. Der zur Erzeugung des Beleuchtungslichts bestimmte Beleuchtungsfilter kann beispielsweise durch einen Aktor in den Beleuchtungslichtstrahlengang eingeführt und aus diesem herausgenommen werden, wobei der Aktor von einer Steuerung gesteuert wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Mikroskopiesystem zwei Bilddetektionseinheiten, wobei die Optik dazu konfiguriert ist, den zwei Bilddetektionseinheiten aus unterschiedlichen Richtungen von dem Objektbereich ausgehende Strahlenbündel zuzuführen; und wobei die zwei Bilddetektionseinheiten jeweils einen Fluoreszenzlichtbilddetektor, einen Weißlichtbilddetektor und einen Strahlteiler umfassen.
In dieser Ausführungsform ist das Mikroskopiesystem als Stereomikroskopiesystem ausgebildet. Der Beobachtungsstrahlengang umfasst dabei in unterschiedliche Richtungen von dem Objektbereich ausgehende Strahlenbündel, die jeweils einer der zwei Bilddetektionseinheiten zugeführt werden, so dass in der einen Bilddetektionseinheit Bilder des Objektbereichs aus einer ersten Richtung und in der anderen Bilddetektionseinheit Bilder des Objektbereichs aus einer zweiten Richtung aufgenommen werden können. In dieser Ausführungsform können daher gleichzeitig insgesamt zwei Fluoreszenzlichtbilder und zwei Weißlichtbilder aufgenommen werden, wobei jede der zwei Bilddetektionseinheiten je ein Weißlichtbild und ein Fluoreszenzlichtbild aufnimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Fluoreszenzlichtbilddetektor, der Weißlichtbilddetektor und der Strahlteiler einer der Bilddetektionseinheiten gemeinsam in einem Gehäuse enthalten. D.h. für jede der Bilddetektionseinheiten wird ein Gehäuse bereitgestellt, welches den Fluoreszenzlichtbilddetektor, den Weißlichtbilddetektor und den Strahlteiler dieser Bilddetektionseinheit enthält.
Ferner ist die Optik in einem Optikgehäuse enthalten. Das Optikgehäuse und das/die Gehäuse, die die Detektoren und die Strahlteiler enthalten, können miteinander verbunden werden, insbesondere so, dass die Optik den Objektbereich auf die Detektoren abbildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Optik in einem Optikgehäuse, welches zudem die Strahlteiler der Bilddetektionseinheiten enthält. Der Fluoreszenzlichtbilddetektor und der Weißlichtbilddetektor einer jeden der Bilddetektionseinheiten ist jeweils in eigenen Gehäusen enthalten. Das Optikgehäuse und das/die Gehäuse, die die Detektoren und die Strahlteiler enthalten, können miteinander verbunden werden, insbesondere so, dass die Optik den Objektbereich auf die Detektoren abbildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Strahlteiler der jeweiligen Bilddetektionseinheit ein dichroitischer Strahlteiler, welcher dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs PM an den Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit auszugeben und Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs an den Weißlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit auszugeben.
In dieser Ausführungsform sind die beiden Strahlteiler der zwei Bilddetektionseinheiten als dichroitische Strahlteiler ausgebildet. Hierdurch wird das in dem Beobachtungsstrahlengang geführte Licht spektral getrennt in Licht des Wellenlängenbereichs PM, welches in einen Strahlengang hin zu dem Fluoreszenzlichtbilddetektor ausgegeben wird (Fluoreszenzlichtstrahlengang), und in Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs, welches in einen Strahlengang hin zu dem Weißlichtbilddetektor ausgegeben wird (Weißlichtstrahlengang).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hierin umfassen die Bilddetektionseinheiten jeweils ferner ein Bereinigungsfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Strahlteiler und dem Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht des Wellenlängenbereichs PM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM zu unterdrücken. Insbesondere kann das Bereinigungsfilter der jeweiligen Bilddetektionseinheit dazu konfiguriert sein, Licht eines zum Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs zu unterdrücken.
In dieser Ausführungsform umfasst jede der zwei Bilddetektionseinheiten ein Bereinigungsfilter, welches das vom dichroitischen Strahlteiler in den Fluoreszenzlichtstrahlengang ausgegebene Licht filtert. Hierdurch wird die durch den dichroitischen Strahlteiler vorgenommene spektrale Trennung durch eine weitere Filterung ergänzt, wodurch Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM besser unterdrückt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist, alternativ zu dem dichroitischen Strahlteiler, der Strahlteiler der jeweiligen Bilddetektionseinheit dazu konfiguriert, Licht eines im Wesentlichen selben Wellenlängenbereichs an den Fluoreszenzlichtbilddetektor und den Weißlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit auszugeben. Hierdurch fungiert der Strahlteiler als konventioneller Strahlteiler, der das auf den Strahlteiler gerichtete Licht nicht spektral trennt, sondern lediglich nach Amplituden bzw. Intensitäten trennt.
In dieser Ausführungsform umfasst jede der Bilddetektionseinheiten ferner ein Bereinigungsfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Strahlteiler der jeweiligen Bilddetektionseinheit und dem Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit, d.h. im Fluoreszenzlichtstrahlengang, angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs PM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM zu unterdrücken. Insbesondere kann das Bereinigungsfilter dazu konfiguriert sein, Licht in einem zum Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich zu unterdrücken.
In dieser Ausführungsform wird die Wirkung des dichroitischen Strahlteilers durch einen konventionellen Strahlteiler in Verbindung mit dem Bereinigungsfilter erzielt. Hierdurch wird Licht des Wellenlängenbereichs PM zwar nicht vollständig in den Fluoreszenzlichtstrahlengang übertragen, wodurch das im Wellenlängenbereich PM enthaltene Fluoreszenzlicht nur unvollständig auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor gerichtet wird. Jedoch ist diese Konfiguration der Bilddetektionseinheit gegenüber der Konfiguration mit dem dichroitischen Strahlteiler einfacher und daher kostengünstiger.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Mikroskopiesystem ferner wenigstens ein Beobachtungsfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Objektbereich und dem Strahlteiler der jeweiligen Bilddetektionseinheit anordenbar ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs EM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM zu unterdrücken. Insbesondere kann der wenigstens eine Beobachtungsfilter dazu konfiguriert sein, Licht eines zum Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs zu unterdrücken.
Das wenigstens eine Beobachtungsfilter ist im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Objektbereich und dem Strahlteiler der jeweiligen Bilddetektionseinheit anordenbar, d. h. der wenigstens eine Beobachtungsfilter kann in den Beobachtungsstrahlengang eingeführt und aus diesem herausgenommen werden. Das Mikroskopiesystem kann einen oder mehrere Beobachtungsfilter umfassen, welche wahlweise einzeln oder in Kombination im Beobachtungsstrahlengang angeordnet werden können. Beispielsweise kann ein Aktor vorgesehen sein, welcher den wenigstens einen Beobachtungsfilter im Beobachtungsstrahlengang anordnet und diesen aus dem Beobachtungsstrahlengang herausnimmt. Der Aktor kann beispielsweise von einer Steuerung gesteuert werden.
Licht, das den Fluoreszenzlichtbilddetektor erreicht, durchläuft in dieser Ausführungsform sowohl das wenigstens eine Beobachtungsfilter wie auch den dichroitischen Strahlteiler bzw. das Bereinigungsfilter. Den Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit erreicht daher nur solches Licht, dessen Wellenlänge in der Schnittmenge des Wellenlängenbereichs PM mit dem Wellenlängenbereich EM liegt. Durch diese beiden Freiheitsgrade wird ermöglicht, das Mikroskopiesystem auf einen bestimmten Fluoreszenzfarbstoff einzustellen, während die Anforderung an die einzelnen Filter bzw. den dichroitischen Strahlteiler hinsichtlich ihrer Übertragungseigenschaften verringert sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bilddetektionseinheit ferner wenigstens ein Beobachtungsfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Strahlteiler und dem Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit, d.h. im Fluoreszenzlichtstrahlengang, angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs EM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM zu unterdrücken. Insbesondere kann das wenigstens eine Beobachtungsfilter dazu konfiguriert sein, Licht in einem zum Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich zu unterdrücken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hierin umfasst jede der Bilddetektionseinheiten ferner ein Weißlichtfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Strahlteiler und dem Weißlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit angeordnet ist, d.h. im Weißlichtstrahlengang, und dazu konfiguriert ist, Licht des Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu unterdrücken. Insbesondere kann das wenigstens eine Weißlichtfilter dazu konfiguriert sein, Licht in einem zum Wellenlängenbereich weißen Lichts im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich zu unterdrücken.
Der Wellenlängenbereich weißen Lichts umfasst beispielsweise einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm, insbesondere einen Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm. Insbesondere kann der Wellenlängenbereich weißen Lichts, d. h. der Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts, auf diese Bereiche beschränkt sein, d. h. aus diesen bestehen.
Durch das wenigstens eine Weißlichtfilter kann weiteres Umgebungslicht unterdrückt werden, welches beispielsweise von der Beleuchtung des Raumes, in welchem das Mikroskopiesystem eingesetzt wird, in umliegenden Wellenlängenbereichen erzeugt wird.
In dieser Ausführungsform erreicht die Weißlichtbilddetektoren ausschließlich solches Licht, dessen Wellenlänge in der Schnittmenge des Wellenlängenbereichs weißen Lichts und des zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich enthalten ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind, alternativ zu der oben beschriebenen Konfiguration der Strahlteiler als dichroitische Strahlteiler, die Strahlteiler als Amplitudenstrahlteiler ausgebildet, d.h. dazu konfiguriert, Licht eines im Wesentlichen selben Wellenlängenbereichs an die Fluoreszenzlichtbilddetektoren und die Weißlichtbilddetektoren auszugeben.
In dieser Ausführungsform umfasst jede der Bilddetektionseinheiten ferner ein Bereinigungsfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Strahlteiler und dem Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit, d.h. im Fluoreszenzlichtstrahlengang, angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs PM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM zu unterdrücken. Insbesondere kann das wenigstens eine Bereinigungsfilter dazu konfiguriert sein, Licht in einem zum Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich zu unterdrücken.
In dieser Ausführungsform wird die Wirkung des dichroitischen Strahlteilers durch einen konventionellen Strahlteiler in Verbindung mit dem Bereinigungsfilter erzielt. Hierdurch wird Licht des Wellenlängenbereichs PM zwar nicht vollständig in den Fluoreszenzlichtstrahlengang übertragen, wodurch das im Wellenlängenbereich PM enthaltene Fluoreszenzlicht nur unvollständig auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor gerichtet wird. Jedoch ist diese Konfiguration der Bilddetektionseinheit gegenüber der Konfiguration mit dem dichroitischen Strahlteiler einfacher und daher kostengünstiger.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hierin umfasst jede der Bilddetektionseinheiten ferner ein Beobachtungsfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Objektbereich und dem Strahlteiler der jeweiligen Bilddetektionseinheit angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs EM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM zu unterdrücken. Insbesondere kann das Beobachtungsfilter dazu konfiguriert sein, Licht in einem zum Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich zu unterdrücken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hierin umfasst jede der Bilddetektionseinheiten ferner wenigstens ein Weißlichtfilter, welches im Beobachtungsstrahlengang zwischen dem Strahlteiler und dem Weißlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit, d.h. im Weißlichtstrahlengang, angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu unterdrücken. Insbesondere kann das Weißlichtfilter dazu konfiguriert sein, Licht in einem zum Wellenlängenbereich weißen Lichts im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich zu unterdrücken. Wie vorangehend beschrieben, kann hierdurch der Einfluss von Umgebungslicht reduziert werden.
Nachfolgend werden Ausführungsformen beschrieben, welche auf die Fluoreszenzfarbstoffe Protoporphyrin IX (PPIX) und Indocyaningrün (ICG) abgestimmt sind.
Der Fluoreszenzfarbstoff Protoporphyrin IX ist im Wesentlichen im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 460 nm anregbar und emittiert Fluoreszenzlicht im Wesentlichen im Wellenlängenbereich von 600 nm bis 740 nm.
Der Fluoreszenzfarbstoffe Indocyaningrün ist im Wesentlichen im Wellenlängenbereich von 790 nm bis 810 nm anregbar und emittiert Fluoreszenzlicht im Wesentlichen im Wellenlängenbereich von 800 nm bis 1000 nm.
Gemäß einer Ausführungsform zur Aufnahme eines Weißlichtbildes und eines Fluoreszenzlichtbildes unter Verwendung des Fluoreszenzfarbstoffs PPIX sind der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX und der Wellenlängenbereich PM wie folgt definiert: Der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX umfasst den Wellenlängenbereich von 400 nm bis zu einer ersten Wellenlänge und der Wellenlängenbereich PM umfasst den Wellenlängenbereich von der ersten Wellenlänge bis 900 nm, wobei die erste Wellenlänge im Bereich von 630 nm bis 700 nm liegt. Statt die entsprechenden Wellenlängenbereiche zu umfassen, können der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX und der Wellenlängenbereich PM auf die entsprechenden Wellenlängenbereiche beschränkt sein, d. h. aus diesen bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform zur Aufnahme eines Weißlichtbildes und eines Fluoreszenzlichtbildes unter Verwendung des Fluoreszenzfarbstoffs ICG sind der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX, der Wellenlängenbereich PM und der Wellenlängenbereich EM wie folgt definiert: Der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX umfasst den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm; der Wellenlängenbereich PM umfasst den Wellenlängenbereich von einer ersten Wellenlänge bis 900 nm; und der Wellenlängenbereich EM umfasst den Wellenlängenbereich von 400 nm bis zur ersten Wellenlänge und von 800 nm bis 900 nm, wobei die erste Wellenlänge im Bereich von 630 nm bis 700 nm liegt. Statt die entsprechenden Wellenlängenbereiche zu umfassen, können der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX, der Wellenlängenbereich PM und der Wellenlängenbereich EM auf die entsprechenden Wellenlängenbereiche beschränkt sein, d. h. aus diesen bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform zur Aufnahme eines Weißlichtbildes und eines Fluoreszenzlichtbildes unter Verwendung des Fluoreszenzfarbstoffs ICG sind der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX, der Wellenlängenbereich PM und der Wellenlängenbereich EM wie folgt definiert: Der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX umfasst den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm; der Wellenlängenbereich PM umfasst den Wellenlängenbereich von einer ersten Wellenlänge bis 900 nm; und der Wellenlängenbereich EM umfasst den Wellenlängenbereich von 800 nm bis 900 nm. Statt die entsprechenden Wellenlängenbereiche zu umfassen, können der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX, der Wellenlängenbereich PM und der Wellenlängenbereich EM auf die entsprechenden Wellenlängenbereiche beschränkt sein, d. h. aus diesen bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform sind zur Detektion mehrerer verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe, welche in dem Objektbereich anordenbar sind, der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX, der Wellenlängenbereich PM und der Wellenlängenbereich EM festgelegt als $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
$EM = WL \cup DM,$
$PM = DM,$

worin

WL: einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert,
DM: Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und
DX: Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.

Die Wellenlängenbereiche EX, PM und EM sind hierin in einer Formulierung für Mengenalgebra definiert, wobei „∪“ die Vereinigung von Wellenlängenbereichen repräsentiert, und „\“ das Komplement von Wellenlängenbereichen repräsentiert.
„DM“ repräsentiert die Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe, d. h. einen Wellenlängenbereich, der sich durch Vereinigung der Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe ergibt. „EX“ repräsentiert Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe, d. h. einen Wellenlängenbereich, der sich durch Vereinigung der Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe ergibt.
Demgemäß ergibt sich der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX aus dem Wellenlängenbereich weißen Lichts, aus welchem die Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe ausgenommen sind, vereinigt mit den Anregungswellenlängenbereichen der Fluoreszenzfarbstoffe. Der Wellenlängenbereich EM ergibt sich aus der Vereinigung des Wellenlängenbereichs weißen Lichts und der Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe. Der Wellenlängenbereich PM entspricht den Emissionswellenlängenbereichen der Fluoreszenzfarbstoffe.
Auf diese Weise wird der Objektbereich im Wesentlichen mit sichtbarem Licht und mit Licht beleuchtet, welches die Fluoreszenzfarbstoffe anregen kann. Der Objektbereich wird dabei nicht mit Licht der Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe belichtet, so dass das Beleuchtungslicht das von den Fluoreszenzfarbstoffen erzeugte Fluoreszenzlicht nicht überstrahlt. Die Filterung mit dem Beobachtungsfilter, welches Licht im Wellenlängenbereich EM transmittiert und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM unterdrückt, bewirkt eine Unterdrückung von Umgebungslicht. Dadurch, dass der Wellenlängenbereich PM den Emissionswellenlängenbereichen der Fluoreszenzfarbstoffe entspricht, wird ausschließlich Fluoreszenzlicht auf den Fluoreszenzlichtdetektor gerichtet. Auf diese Weise kann ein Fluoreszenzlichtbild aufgenommen werden, welches die Intensitätsverteilung von auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor treffendem Fluoreszenzlicht repräsentiert, und es kann ein Weißlichtbild aufgenommen werden, welches Licht des verbleibenden nutzbaren sichtbaren Spektrums umfasst. Hierdurch weist das Weißlichtbild eine gute Farbneutralität auf.
Obwohl die Intensität des Fluoreszenzlichts deutlich geringer als die Intensität des auf den Weißlichtbilddetektor treffenden Lichts ist, können auf diese Weise ein separates Weißlichtbild und ein separates Fluoreszenzlichtbild aufgenommen werden. Diese können anschließend signaltechnisch weiterverarbeitet werden und in Überlagerung dargestellt werden, so dass die signifikant unterschiedliche Intensität durch Nachbearbeitung der Bilder ausgeglichen werden kann, wodurch ein überlagertes Bild erzeugt wird, in welchem in dem Fluoreszenzlichtbild enthaltene Inhalte gegenüber dessen Umgebung im Weißlichtbild gut abgegrenzt erkennbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Beleuchtungsvorrichtung dazu konfiguriert, Beleuchtungslicht verschiedener Beleuchtungslichtwellenlängenbereiche zu erzeugen und nacheinander auf den Objektbereich zu richten, wobei ein Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX_k ein k-ter Beleuchtungslichtwellenlängenbereich der verschiedenen Beleuchtungslichtwellenlängenbereiche ist.
Beispielsweise umfasst die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtquelle und mehrere Beleuchtungsfilter mit den n (n ist eine natürliche Zahl größer 1) verschiedenen Beleuchtungslichtwellenlängenbereichen EX_k , wobei k ein Index zur Unterscheidung der n Beleuchtungsfilter und der n Beleuchtungslichtwellenlängenbereiche ist. Die Beleuchtungsfilter können wahlweise im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Objektbereich angeordnet werden. Das k-te Beleuchtungsfilter ist dazu konfiguriert, Licht im Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX_k zu transmittieren und Licht eines Wellenlängenbereichs außerhalb des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX_k zu unterdrücken. Auf diese Weise kann für die mehreren in dem Objektbereich anordenbaren Fluoreszenzfarbstoffe ein (oder mehrere) Beleuchtungsfilter bzw. Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX_k vorgesehen sein, der auf den jeweiligen Fluoreszenzfarbstoff bzw. eine Gruppe von Fluoreszenzfarbstoffen abgestimmt ist.
In dieser Ausführungsform umfasst das Mikroskopiesystem ferner n Beobachtungsfilter und ist dazu konfiguriert, ein dem k-ten Beleuchtungslicht entsprechendes k-tes Beobachtungsfilter in dem Beobachtungsstrahlengang anzuordnen. Jedem der n Beleuchtungslichtwellenlängenbereiche EX_k , k=1,...,n ist ein Beobachtungsfilter zugeordnet, welcher im Beobachtungsstrahlengang angeordnet wird, wenn das k-te Beleuchtungslicht im Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX_k erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein zusammengehöriges Paar aus Beleuchtungslicht und Beobachtungsfilter zur Analyse eines Fluoreszenzfarbstoffs oder einer Gruppe von Fluoreszenzfarbstoffen verwendet.
Das k-te Beobachtungsfilter ist dazu konfiguriert, Licht eines Wellenlängenbereichs EM_k zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM_k zu unterdrücken. Insbesondere kann ein solcher Beobachtungsfilter dazu konfiguriert sein, Licht eines zu dem Wellenlängenbereich EM_k komplementären Wellenlängenbereichs zu unterdrücken.
Zur Detektion der mehreren verschiedenen in dem Objektbereich anordenbaren Fluoreszenzfarbstoffe sind die Wellenlängenbereiche EX_k , EM_k und PM festgelegt durch: ${EX}_{k} = (WL \ {DM}_{k}) \cup {DX}_{k},$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin

WL: einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert,
DM_k: einen Emissionswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert,
DX_k: einen Anregungswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und
DM: Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.

Durch die Erzeugung eines Beleuchtungslichts, das auf jeden der Fluoreszenzfarbstoffe individuell abgestimmt ist, ist es möglich, die Fluoreszenzfarbstoffe nacheinander einzeln anzuregen. Während der Anregung eines bestimmten Fluoreszenzfarbstoffs ist im Beobachtungsstrahlengang der hierzu entsprechende Beobachtungsfilter angeordnet, so dass lediglich Fluoreszenzlicht dieses Fluoreszenzfarbstoffs auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor geführt wird. Das auf den Weißlichtbilddetektor geführte Licht weist dabei den größtmöglichen nutzbaren sichtbaren Spektralbereich auf, wodurch ein guter Weißlichteindruck erzeugt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Mikroskopiesystem mehrere (n, n ist eine natürliche Zahl größer 1) Beobachtungsfilter und ist dazu konfiguriert, eines der Beobachtungsfilter in dem Beobachtungsstrahlengang anzuordnen, wobei jeweils einer der Beobachtungsfilter (35) dazu konfiguriert ist, Licht jeweils eines Wellenlängenbereichs EM_k zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM_k zu unterdrücken; und wobei, zur Detektion mehrerer verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe, welche in dem Objektbereich anordenbar ist, gilt: $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin

WL: einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert,
DM: Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert,
DX: Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und
DM_k: einen Emissionswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.

In dieser Ausführungsform werden die in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe gleichzeitig durch Beleuchtung mit dem Beleuchtungslicht im Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX angeregt, jedoch wird durch die mehreren Beobachtungsfilter, von denen jeweils einer im Beobachtungsstrahlengang angeordnet ist, nur das Fluoreszenzlicht eines der Fluoreszenzfarbstoffe auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor geführt. Auf diese Weise können selektiv Fluoreszenzlichtbilder unterschiedlicher Fluoreszenzfarbstoffe aufgenommen werden, während das Übersichtsbild den größtmöglichen nutzbaren sichtbaren Spektralbereich umfasst, wodurch ein guter Weißlichteindruck erzeugt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Mikroskopieverfahren zur Aufnahme von Fluoreszenzlichtbildern und Weißlichtbildern bereitgestellt, wobei das Mikroskopieverfahren umfasst: Anregen mehrerer in einem Objektbereich angeordneter Fluoreszenzfarbstoffe und Beleuchten des Objektbereichs durch Erzeugen und Richten von Beleuchtungslicht mit wenigstens einem Beleuchtungslichtspektrum EX auf den Objektbereich; Erzeugen eines Strahlengangs, welcher von den Fluoreszenzfarbstoffen erzeugtes Fluoreszenzlicht und von dem Objektbereich ausgehendes sichtbares Licht führt; räumliches Trennen des Strahlengangs in einen Fluoreszenzlichtstrahlengang und einen Weißlichtstrahlengang; Abbilden des Objektbereichs in eine Fluoreszenzlichtbildebene durch den Strahlengang und den Fluoreszenzlichtstrahlengang; und Aufnehmen eines Fluoreszenzlichtbildes von in dem Fluoreszenzlichtstrahlengang geführtem Licht in der Fluoreszenzlichtbildebene; Abbilden des Objektbereichs in eine Weißlichtbildebene durch den Strahlengang und den Weißlichtstrahlengang; und Aufnehmen eines Weißlichtbildes von in dem Weißlichtstrahlengang geführtem Licht in der Weißlichtbildebene; Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu einem Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementär ist; und wobei entweder das räumliche Trennen derart durchgeführt wird, dass in dem Strahlengang geführtes Licht eines Wellenlängenbereichs PM in den Fluoreszenzlichtstrahlengang überführt wird und dass in dem Strahlengang geführtes Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs in den Weißlichtstrahlengang überführt wird, oder wobei das räumliche Trennen derart durchgeführt wird, dass in dem Strahlengang geführtes Licht eines Wellenlängenbereichs in den Fluoreszenzlichtstrahlengang und in den Weißlichtstrahlengang überführt wird, und ferner Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu einem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementär ist.
Das Mikroskopieverfahren beschreibt im Wesentlichen die mit den vorangehend beschriebenen Mikroskopiesystemen durchführbaren Abläufe. Hinsichtlich einzelner Details wird daher auf die Beschreibung dieser Ausführungsformen Bezug zugenommen.
Gemäß diesem Mikroskopieverfahren sind mehrere verschiedene Fluoreszenzfarbstoffe, beispielsweise PPIX, ICG und Fluorescein, in einem Objektbereich angeordnet. Diese Fluoreszenzfarbstoffe werden angeregt und der Objektbereich wird beleuchtet, indem Beleuchtungslicht erzeugt und auf den Objektbereich gerichtet wird. Hierzu wird Beleuchtungslicht mit wenigstens einem Beleuchtungslichtspektrum EX erzeugt, d. h. zur Anregung und Beleuchtung kann Beleuchtungslicht mit einem bestimmten Beleuchtungslichtspektrum oder mit mehreren verschiedenen Beleuchtungslichtspektren verwendet werden.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Beleuchtungslichtspektrum EX so gewählt wird, dass alle in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe gleichzeitig angeregt werden. Alternativ kann Beleuchtungslicht mit mehreren Beleuchtungslichtspektren EX_k verwendet werden, wobei jedes der Beleuchtungslichtspektren EX_k einen oder eine Untermenge der in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe anregen kann. Auf diese Weise können die einzelnen Fluoreszenzfarbstoffe oder Gruppen von Fluoreszenzfarbstoffen nacheinander angeregt werden.
Die in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe emittieren Fluoreszenzlicht, wenn sie angeregt werden. Durch das Beleuchten des Objektbereichs wird Licht an dem Objektbereich reflektiert, welches mit dem Fluoreszenzlicht überlagert ist. Dabei ist die Intensität des reflektierten Lichts in der Regel ein Vielfaches höher als die Intensität des Fluoreszenzlichts. Das Fluoreszenzlicht, wie auch das reflektierte Licht, werden in dem Strahlengang geführt.
Der Strahlengang, welcher Fluoreszenzlicht und Weißlicht, d. h. von dem Fluoreszenzlicht verschiedenes, in dem Strahlengang geführtes Licht, führt, wird räumlich getrennt in einen Fluoreszenzlichtstrahlengang und einen Weißlichtstrahlengang. Der Fluoreszenzlichtstrahlengang führt einen Teil des im Strahlengang geführten Lichts beispielsweise einem Fluoreszenzlichtbilddetektor zu und der Weißlichtstrahlengang führt in dem Strahlengang geführtes Licht beispielsweise einem Weißlichtbilddetektor zu. Das räumliche Trennen des Strahlengangs kann beispielsweise von einem Strahlteiler durchgeführt werden.
Dementsprechend kann das räumliche Trennen derart durchgeführt werden, dass in dem Strahlengang geführtes Licht nicht nur räumlich sondern auch nach Wellenlängenbereichen, d.h. spektral getrennt wird. Dies kann beispielsweise mittels eines dichroitischen Strahlteilers durchgeführt werden.
Beispielsweise kann das räumliche Trennen derart durchgeführt werden, dass in dem Strahlengang geführtes Licht eines Wellenlängenbereichs PM in den Fluoreszenzlichtstrahlengang überführt wird, und dass in dem Strahlengang geführtes Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs in den Weißlichtstrahlengang überführt wird. Dies wird als dichroitisches Trennen bezeichnet.
Hierdurch wird das in dem Strahlengang geführte Licht spektral getrennt. Zueinander im Wesentlichen komplementäre Wellenlängenbereiche werden daher in den Fluoreszenzlichtstrahlengang und den Weißlichtstrahlengang überführt.
Alternativ kann das räumliche Trennen derart durchgeführt werden, dass in dem Strahlengang geführtes Licht eines Wellenlängenbereichs in den Fluoreszenzlichtstrahlengang und in den Weißlichtstrahlengang überführt wird. Dieses räumliche Trennen wird als Trennen nach Amplituden bezeichnet. Dies entspricht der konventionellen Teilung von Lichtstrahlen. Damit weist das in den Fluoreszenzlichtstrahlengang und den Weißlichtstrahlengang ausgegebene Licht denselben Wellenlängenbereich, jedoch möglicherweise unterschiedliche Amplituden bzw. Intensitäten auf. Ein solches räumliches Trennen kann beispielsweise mit einem 50/50-Teiler durchgeführt werden.
Wenn das räumliche Trennen gemäß dem Trennen nach Amplituden durchgeführt wird, umfasst das Mikroskopieverfahren ferner ein Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu einem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementär ist. In Kombination mit dem räumlichen Trennen nach Amplituden bewirkt dies, dass im Fluoreszenzlichtstrahlengang nach dem Unterdrücken geführtes Licht dieselben spektralen Eigenschaften aufweist, wie das mittels dem dichroitischen Trennen in den Fluoreszenzlichtstrahlengang ausgegebene Licht. Im Unterschied hierzu umfasst das in den Weißlichtstrahlengang ausgegebene Licht jedoch zusätzlich Fluoreszenzlicht. Dieses stört die Aufnahme des Weißlichtbildes jedoch nicht, da die Intensität des Fluoreszenzlichts deutlich geringer ist als die Intensität in den anderen Wellenlängenbereichen.
Das Mikroskopieverfahren umfasst ferner Abbilden des Objektbereichs in eine Fluoreszenzlichtbildebene durch den Strahlengang und den Fluoreszenzlichtstrahlengang; und Aufnehmen eines Fluoreszenzlichtbildes von in dem Fluoreszenzlichtstrahlengang geführtem Licht in der Fluoreszenzlichtbildebene. Ferner umfasst das Mikroskopieverfahren Abbilden des Objektbereichs in eine Weißlichtbildebene durch den Strahlengang und den Weißlichtstrahlengang; und Aufnehmen eines Weißlichtbildes von in dem Weißlichtstrahlengang geführtem Licht in der Weißlichtbildebene.
Durch das Abbilden des Objektbereichs in die Fluoreszenzlichtbildebene und die Weißlichtbildebene wird in diesen Ebenen ein optisches Bild des Objektbereichs erzeugt, welches aufgenommen wird. Das Abbilden kann beispielsweise mittels einer Optik vorgenommen werden, welche beispielsweise ein Objektiv, ein Zoom-System und weitere optische Elemente umfassen kann. Die auf diese Weise aufgenommenen Fluoreszenzlichtbilder und Weißlichtbilder können anschließend signaltechnisch verarbeitet werden. Beispielsweise können diese Bilder zur Darstellung optimiert und übereinandergelegt werden, so dass das Fluoreszenzlichtbild in gutem Kontrast und in guter Abgrenzung zu dem Weißlichtbild dargestellt wird.
Das Mikroskopieverfahren umfasst ferner ein Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu einem Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementär ist. Das Unterdrücken kann beispielsweise durch ein Filter realisiert werden, welches Licht im Wellenlängenbereich EM transmittiert und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM unterdrückt.
Durch das vorangehend beschriebene Mikroskopieverfahren wird in die Fluoreszenzlichtbildebene nur Licht abgebildet, dessen Wellenlänge in einer Schnittmenge der Wellenlängenbereiche EM und PM enthalten ist.
Wenn das räumliche Trennen durch das dichroitische Trennen durchgeführt wird, wird in die Weißlichtbildebene nur Licht abgebildet, dessen Wellenlänge in einem zum Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich liegt.
Das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts kann vor oder nach dem räumlichen Trennen durchgeführt werden. Wenn das räumliche Trennen gemäß dem Trennen nach Amplituden durchgeführt wird und das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts vor dem räumlichen Trennen, d. h. im Strahlengang, durchgeführt wird, wird in die Weißlichtbildebene nur Licht abgebildet, dessen Wellenlänge in der Schnittmenge des Wellenlängenbereichs EM und dem zum Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich liegt.
Wird das räumliche Trennen gemäß dem Trennen nach Amplituden durchgeführt und das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts nach dem räumlichen Trennen, d. h. im Fluoreszenzlichtstrahlengang, durchgeführt, wird zusätzlich Licht in die Weißlichtbildebene abgebildet, dessen Wellenlänge im Wellenlängenbereich PM liegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gilt: $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
$EM = WL \cup DM,$
$PM = DM,$
worin

In dieser Ausführungsform werden alle in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe gleichzeitig angeregt. Das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Fluoreszenzlicht wird in die Fluoreszenzlichtbildebene abgebildet. Licht des zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs, d. h. Licht, welches kein Fluoreszenzlicht ist, wird nicht in die Fluoreszenzlichtbildebene abgebildet. Auf diese Weise wird ein Fluoreszenzlichtbild erzeugt, welches ausschließlich Fluoreszenzlicht repräsentiert. Zudem weist das Weißlichtbild einen guten Weißlichteindruck auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Anregen der mehreren in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe und das Beleuchten des Objektbereichs: Nacheinander vorgenommenes Richten von Beleuchtungslicht verschiedener Beleuchtungslichtspektren auf den Objektbereich, wobei ein Beleuchtungslichtspektrum EX_k ein k-tes Beleuchtungslichtspektrum der verschiedenen Beleuchtungslichtspektren ist; und wobei das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts umfasst: Nacheinander vorgenommenes Unterdrücken des zu der Fluoreszenzbildlichtebene geführten Lichts in verschiedenen Wellenlängenbereichen, wobei während des Richtens des Beleuchtungslichts mit dem Beleuchtungslichtspektrum EX_k auf den Objektbereich das zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführte Licht in einem Wellenlängenbereich unterdrückt wird, welche zu einem Wellenlängenbereich EM_k der verschiedenen Wellenlängenbereiche im Wesentlichen komplementär ist. Hierbei gilt: ${EX}_{k} = (WL \ {DM}_{k}) \cup {DX}_{k},$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin

In dieser Ausführungsform wird der Objektbereich mit Beleuchtungslicht mehrerer verschiedener Beleuchtungslichtspektren beleuchtet. Wenn n verschiedene Fluoreszenzfarbstoffe in dem Objektbereich angeordnet sind, können beispielsweise n Beleuchtungslichtspektren EX_k , k = 1,..., n zur Beleuchtung und Anregung verwendet werden. Der Objektbereich wird dabei nacheinander mit einem der n verschiedenen Beleuchtungslichtspektren EX_k belichtet, so dass gemäß der Konfiguration des Beleuchtungslichtspektrums EX_k einer oder eine Untermenge der n Fluoreszenzfarbstoffe angeregt werden können.
Zu den verschiedenen Beleuchtungslichtspektren sind entsprechende Wellenlängenbereiche vorgesehen, in denen das zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführte Licht gefiltert wird. Beispielsweise können n Wellenlängenbereiche festgelegt werden, wobei der Wellenlängenbereich EM_k den k-ten Wellenlängenbereich dieser verschiedenen Wellenlängenbereiche bezeichnet und zusammen mit dem Licht des Beleuchtungslichtspektrums EX_k verwendet werden kann. Diese Konfiguration kann beispielsweise durch in dem Beobachtungsstrahlengang und dem Strahlengang-/Fluoreszenzlichtstrahlengang angeordneten Filterrädern und entsprechenden Filtern realisiert werden.
Der Index k bezeichnet beispielsweise eine Untermenge der n verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffe, also beispielsweise einen oder mehrere, aber nicht alle der verschiedenen in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe.
Durch die Konfiguration des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX_k gemäß dieser Ausführungsform wird der Objektbereich im Wesentlichen mit sichtbarem Licht und Licht im Anregungswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs beleuchtet, wobei lediglich der Emissionsbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs ausgespart ist. Durch die Konfiguration des Wellenlängenbereichs EM_k und des Wellenlängenbereichs PM wird zu der Fluoreszenzlichtbildebene nur solches Licht übertragen, dessen Wellenlänge im Emissionswellenlängenbereich DM_k des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs liegt, d. h. nur das Fluoreszenzlicht des angeregten/der angeregten Fluoreszenzfarbstoffe. Der Weißlichtbildebene wird im Wesentlichen sichtbares Licht außerhalb der Emissionswellenlängenbereiche der angeregten Fluoreszenzfarbstoffe zugeführt, so dass das Weißlichtbild einen guten Weißlichteindruck aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts:
Nacheinander vorgenommenes Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in verschiedenen Wellenlängenbereichen, wobei das zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführte Licht in einem Wellenlängenbereich unterdrückt wird, welcher zu einem Wellenlängenbereich EM_k im Wesentlichen komplementär ist, wobei gilt: $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin

In dieser Ausführungsform werden die in dem Objektbereich angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe gleichzeitig mit Licht des Beleuchtungslichtspektrums EX angeregt. Zudem wird der Objektbereich mit sichtbarem Licht beleuchtet. Lediglich die Emissionswellenlängenbereiche DM der Fluoreszenzfarbstoffe werden ausgespart. Das zur Aufnahme des Fluoreszenzlichtbildes zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführte Licht wird nacheinander in verschiedenen Wellenlängenbereichen gefiltert. Hierzu wird nacheinander Licht in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen unterdrückt. Licht des Wellenlängenbereichs EM_k wird in die Fluoreszenzlichtbildebene transmittiert, während Licht im zum Wellenlängenbereich EM_k komplementären Wellenlängenbereich unterdrückt wird.
Durch die Konfiguration der Wellenlängenbereiche EM_k und des Wellenlängenbereichs PM wird zu der Fluoreszenzlichtbildebene lediglich solches Licht übertragen, dessen Wellenlänge im Emissionswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs liegt. Auf diese Weise können daher selektiv Fluoreszenzlichtbilder für die unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffe bzw. Gruppen davon aufgenommen werden.
Wie im Zusammenhang mit anderen Ausführungsform beschrieben, kann das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts im Strahlengang, d. h. vor dem räumlichen Trennen, oder im Fluoreszenzlichtstrahlengang, d. h. nach dem räumlichen Trennen, vorgenommen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Mikroskopieverfahren ferner Unterdrücken von in dem Weißlichtstrahlengang geführtem Licht in einem Wellenlängenbereich außerhalb eines Wellenlängenbereichs weißen Lichts. Hierdurch wird beispielsweise Umgebungslicht aus dem zur Weißlichtbildebene geführtem Licht gefiltert, wodurch das auf diese Weise aufgenommene Weißlichtbild verbessert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das in dem Fluoreszenzlichtstrahlengang geführte Licht in einem Wellenlängenbereich unterdrückt, welcher zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementär ist. Hierdurch wird das auf diese Weise aufgenommene Fluoreszenzlichtbild verbessert.
Figurenliste

1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Mikroskopiesystems;
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Mikroskopiesystems;
3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Mikroskopiesystems;
4 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Mikroskopiesystems.

Nachfolgend werden mit Bezug zu den Figuren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In unterschiedlichen Ausführungsformen mit gleichem Bezugszeichen bezeichnete Elemente sind identisch und es wird auf die entsprechende Beschreibung in den anderen Ausführungsformen verwiesen.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Mikroskopiesystems 1 zur Aufnahme eines Weißlichtbildes und eines Fluoreszenzlichtbildes. Das Mikroskopiesystem 1 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 3 und zwei gleichartig konfigurierte Bilddetektionseinheiten 5A und 5B. Jede der Bilddetektionseinheiten 5A, 5B umfasst einen Fluoreszenzlichtbilddetektor 13A, 13B, einen Weißlichtbilddetektor 15A, 15B und einen Strahlteiler 21A, 21B. Das Mikroskopiesystem 1 umfasst ferner eine Optik 9, welche einen Beobachtungsstrahlengang 10 bereitstellt und dazu konfiguriert ist, einen Objektbereich 11 auf den in der Bilddetektionseinheit 5A bzw. 5B enthaltenen Fluoreszenzlichtbilddetektor 13A bzw. 13B abzubilden. Ferner ist die Optik dazu konfiguriert, den Objektbereich 11 auf den in der Bilddetektionseinheit 5A bzw. 5B enthaltenen Weißlichtbilddetektor 15A bzw. 15B abzubilden. In dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst die Optik 9 ein Objektiv 17 und Linsen 19A und 19B.
Die Optik 9 ist in einem Optikgehäuse 20 enthalten, welches durch ein gestricheltes Rechteck dargestellt ist. Das Optikgehäuse 20 weist Öffnungen oder Durchlassbereiche auf, damit Licht in die Optik eintreten und austreten kann.
Der Fluoreszenzlichtbilddetektor 13A, der Weißlichtbilddetektor 15A und der Strahlteiler 21A, die die erste Bilddetektionseinheit 5A bilden, sind gemeinsam in einem ersten Gehäuse 22A enthalten. Das erste Gehäuse 22A ist durch ein gestricheltes Rechteck dargestellt. Auf gleiche Weise sind der Fluoreszenzlichtbilddetektor 13B, der Weißlichtbilddetektor 15B und der Strahlteiler 21B, die die zweite Bilddetektionseinheit 5B bilden, gemeinsam in einem zweiten Gehäuse 22B enthalten. Das erste Gehäuse 22A und das zweite Gehäuse 22B weisen Öffnungen oder Durchlassbereiche auf, damit Licht aus der Optik in die Bilddetektionseinheiten eintreten kann.
Das erste Gehäuse 22A und das zweite Gehäuse 22B können mit dem Optikgehäuse 20 so verbunden werden, dass die Optik 9 den Objektbereich 11 auf die Detektoren 13A, 15A und 13B, 15B abbildet.
Mit dieser Konfiguration können Bilddetektionseinheiten einfach und schnell ausgetauscht werden, ohne dass eine komplizierte und zeitaufwendige Justierung erforderlich wird. Zudem können Bilddetektionseinheiten für bestimmte Anwendungen optimiert sein.
Die Beleuchtungsvorrichtung 3 umfasst eine Lichtquelle 23 und ein Beleuchtungsfilter 25, welches in einem Beleuchtungslichtstrahlengang 27 zwischen der Lichtquelle 23 und dem Objektbereich 11 anordenbar ist. Das Beleuchtungsfilter 25 kann, wie durch den Pfeil 29 symbolisiert, in den Beleuchtungslichtstrahlengang 27 eingeführt und aus diesem herausgeführt werden. Hierzu kann das Mikroskopiesystem 1 einen Aktor umfassen, welcher beispielsweise von einer Steuerung gesteuert wird.
Das Beleuchtungslichtfilter 25 ist dazu konfiguriert, Licht eines Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX zu transmittieren und Licht außerhalb des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX zu unterdrücken.
Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung 3 mehrere Beleuchtungsfilter 25 umfassen, welche einzeln oder in Kombination in dem Beleuchtungslichtstrahlengang 27 anordenbar sind. Der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich, der durch einen k-ten dieser mehreren Beleuchtungsfilter transmittiert wird, wird mit EX_k bezeichnet, wobei k ein fortlaufender Index zur Unterscheidung der mehren Beleuchtungsfilter 25 ist.
Alternativ zu der eben beschriebenen Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 3 kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Konfiguration aufweisen, mit welcher die Beleuchtungsvorrichtung 3 dazu konfiguriert ist, das Beleuchtungslicht mit dem Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX bzw. mit den Beleuchtungslichtwellenlängenbereichen EX_k zu erzeugen.
Das Mikroskopiesystem 1 ist als Stereomikroskop ausgebildet. D. h., die Optik 9 ist dazu konfiguriert, den zwei Bilddetektionseinheiten 5A und 5B Strahlenbündel 31A bzw. 31B zuzuführen, die aus unterschiedlichen Richtungen von dem Objektbereich 11 ausgehen. Das Strahlenbündel 31A wird der Bilddetektionseinheit 5A über die Optik 9 zugeführt, so dass der Objektbereich 11 auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor 13A und den Weißlichtbilddetektor 15A der Bilddetektionseinheit 5A abgebildet wird. Das Strahlenbündel 31B wird der Bilddetektionseinheit 5B über die Optik 9 zugeführt, so dass der Objektbereich 11 auf den Fluoreszenzlichtbilddetektor 13B und den Weißlichtbilddetektor 15B der Bilddetektionssignal 5B abgebildet wird.
In dem Mikroskopiesystem 1 sind die Strahlteiler 21A und 21B als dichroitische Strahlteiler ausgebildet, d. h. jeder der Strahlteiler 21A und 21B ist dazu konfiguriert, Licht eines Wellenlängenbereichs PM an den Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit, d.h. in einen Fluoreszenzlichtstrahlengang, auszugeben und Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich an den Weißlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit, d.h. in einen Weißlichtstrahlengang, auszugeben. In dem Strahlenbündel 31A enthaltenes Licht mit einer Wellenlänge innerhalb des Wellenlängenbereichs PM wird daher durch den dichroitischen Strahlteiler 21A hin zu dem Ausgang des Strahlteilers 21A übertragen, an welchem der Fluoreszenzlichtbilddetektor 13A angeordnet ist. In dem Strahlenbündel 31A enthaltenes Licht mit einer Wellenlänge außerhalb des Wellenlängenbereichs PM wird von dem dichroitischen Strahlteiler 21A an dem Ausgang des Strahlteilers 21A ausgegeben, an welchem der Weißlichtbilddetektor 15A angeordnet ist. Der dichroitische Strahlteiler 21B ist auf gleiche Weise konfiguriert.
Die Bilddetektionseinheiten 5A und 5B umfassen jeweils ein Bereinigungsfilter 33A bzw. 33B, welches im Fluoreszenzstrahlengang zwischen dem Strahlteiler und dem Fluoreszenzlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheit 5A bzw. 5B angeordnet ist. Das Bereinigungsfilter ist dazu konfiguriert, Licht des Wellenlängenbereichs PM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM zu unterdrücken. Hierdurch wird das bereits durch den dichroitischen Strahlteiler abgetrennte und zu dem Fluoreszenzlichtbilddetektor gerichtete Licht nochmals gefiltert, wodurch die Aufnahme des Fluoreszenzlichtbildes verbessert wird.
Das Mikroskopiesystem 1 umfasst ferner ein Beobachtungsfilter 35, welches im Beobachtungsstrahlengang 10 angeordnet ist, insbesondere zwischen dem Objektbereich 11 und den Strahlteilern 21A und 21B. Wie durch die Pfeile 37 dargestellt, kann das Beobachtungsfilter 35 in den Beobachtungsstrahlengang 10 eingeführt und aus diesem herausgeführt werden. Dies kann beispielsweise durch einen Aktor erfolgen, welcher durch eine Steuerung gesteuert wird.
Das Beobachtungsfilter 35 ist dazu konfiguriert, Licht eines Wellenlängenbereichs EM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM zu unterdrücken.
Alternativ kann das Mikroskopiesystem 1 mehrere Beobachtungsfilter 35 umfassen. Jedes der mehreren Beobachtungsfilter 35 ist dazu konfiguriert, unterschiedliche Wellenlängenbereiche zu transmittieren. Die mehreren Beobachtungsfilter werden mit dem fortlaufenden Index k unterschieden, so dass der k-te Beobachtungsfilter dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs EM_k zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM_k zu unterdrücken. Die mehreren Beobachtungsfilter 35 können wahlweise einzeln oder in Kombination im Beobachtungsstrahlengang 10 angeordnet werden.
Das Mikroskopiesystem 1 kann eine Steuerung umfassen, welche dazu konfiguriert ist, die Beleuchtungsvorrichtung 3 so zu steuern und die Beobachtungsfilter 35 wahlweise so anzuordnen, dass Beleuchtungslicht mit dem Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX_k gemeinsam mit dem Beobachtungsfilter verwendet wird, der dazu konfiguriert ist, Licht des Wellenlängenbereichs EM_k zu transmittieren. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass die mehreren Beleuchtungsfilter 25 und die mehreren Beobachtungsfilter 35 jeweils in einem Filterrad angeordnet sind und die Filterräder so gesteuert werden, dass zueinander passende Filter gleichzeitig im Beleuchtungslichtstrahlengang 27 bzw. im Beobachtungsstrahlengang 10 angeordnet sind.
Das Mikroskopiesystem 1 ist daher so konfiguriert, dass auf die Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A und 13B nur Licht trifft, dessen Wellenlänge in einer Schnittmenge der Wellenlängenbereiche EM und PM bzw. EM_k und PM enthalten ist. Auf die Weißlichtbilddetektoren trifft ausschließlich Licht, dessen Wellenlänge in der Schnittmenge des Wellenlängenbereichs EM mit dem zu dem Wellenlängenbereich PM komplementären Wellenlängenbereich enthalten ist.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Mikroskopiesystems 101, welches sich von der ersten Ausführungsform, gezeigt in 1, im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Bilddetektionseinheiten 105A und 105B anstelle der dichroitischen Strahlteiler 21A und 21B konventionelle Amplitudenstrahlteiler 121A und 121B umfassen und die Bilddetektionseinheiten 105A und 105B die Bereinigungsfilter 33A und 33B umfassen.
Die Amplitudenstrahlteiler 121A und 121B sind jeweils dazu konfiguriert, Licht eines im Wesentlichen selben Wellenlängenbereichs an den Fluoreszenzlichtbilddetektor und den Weißlichtbilddetektor der jeweiligen Bilddetektionseinheiten auszugeben. D. h., der Amplitudenstrahlteiler 121A bzw. 121B teilt das eintretende Licht lediglich nach dessen Intensität und nicht spektral auf, so dass an den Ausgängen des jeweiligen Strahlteilers Licht desselben Wellenlängenbereichs, jedoch möglicherweise mit unterschiedlichen Intensitäten, ausgegeben wird.
Zur Detektion von Fluoreszenzlichtbildern für die Fluoreszenzfarbstoffe PPIX und ICG sowie eines Weißlichtbildes können das Mikroskopiesystem 1 und das Mikroskopiesystem 101 gemäß den Werten der nachfolgenden Tabelle konfiguriert sein.

PPIX ICG

EX 400 nm - λ 400 nm - 800 nm

PM λ - 900 nm

EM - 400 nm - λ und 800 nm- 900 nm

λ 630 nm - 700 nm
3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Mikroskopiesystems 201. Das Mikroskopiesystem 201 umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 3, welche dazu konfiguriert ist, Beleuchtungslicht eines Wellenlängenbereichs EX bzw. EX_k auf den Objektbereich 11 zu richten.
Das Mikroskopiesystem 201 umfasst ferner die Optik 9, welche einen Beobachtungsstrahlengang 10 bereitstellt. Das Mikroskopiesystem 201 umfasst ferner zwei Bilddetektionseinheiten 205A bzw. 205B, welche die Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A bzw. 13B, die Weißlichtbilddetektoren 15A bzw.15B und die Strahlteiler 221A bzw. 221B umfassen.
Die Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A und 13B jeweils in eigenen Gehäusen 224A und 224B enthalten, welche durch gestrichelte Rechtecke dargestellt sind. Die Weißlichtbilddetektoren 15A und 15B sind jeweils in eigenen Gehäusen 226A und 226B enthalten, welche durch gestrichelte Rechtecke dargestellt sind. Insbesondere sind die Strahlteiler 221A, 221B und die Optik 9 außerhalb der Gehäuse 224A, 224B, 226A, 226B angeordnet. Die Gehäuse 224A, 224B, 226A, 226B weisen Öffnungen oder Durchlassbereiche auf, damit Licht auf die Detektoren 13A, 13B, 15A, 15B treffen kann.
Die Optik 9 umfasst das Objektiv 17 und die Linsen 19A und 19B und ist dazu konfiguriert, den Objektbereich 11 auf die Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A und 13B sowie auf die Weißlichtbilddetektoren 15A und 15B abzubilden.
Die Optik 9 ist in einem Optikgehäuse 220 enthalten, welches durch ein gestricheltes Rechteck dargestellt ist. Das Optikgehäuse 220 weist Öffnungen oder Durchlassbereiche auf, damit Licht in die Optik eintreten und austreten kann. Die Strahlteiler 221A, 221B der beiden Bilddetektionseinheiten 205A, 205B sind ebenfalls in dem Optikgehäuse 220 enthalten.
Die Gehäuse 224A, 224B, 226A, 226B der Detektoren 13A, 13B, 15A, 15B können mit dem Optikgehäuse 220 so verbunden werden, dass die Optik 9 den Objektbereich 11 auf die Detektoren 13A, 13B, 15A, 15B abbildet.
Mit dieser Konfiguration können einfache Farbkameras zur Detektion von Fluoreszenzlicht- und Weißlichtbildern verwendet werden. Die hierzu erforderliche spektrale Trennung der vom Objektbereich ausgehenden Lichtbestandteile wird durch die Optik 9 und Filter durchgeführt, die außerhalb der Gehäuse 224A, 224B, 226A, 226B, also innerhalb des Optikgehäuses 220 angeordnet sind. Da in dieser Konfiguration konventionelle Farbbildkameras eingesetzt werden können, kann ein kostengünstigeres System bereitgestellt werden.
Die Optik 9 erzeugt zwei Strahlenbündel 31A und 31B, welche aus unterschiedlichen Richtungen von dem Objektbereich 11 ausgehen und führt diese im Beobachtungsstrahlengang 10 den Bilddetektionseinheiten 205A, 205B zu. Daher ist das Mikroskopiesystem 201 ebenfalls als Stereomikroskopiesystem ausgebildet.
Die Strahlteiler 221A, 221B sind als dichroitische Strahlteiler ausgebildet, welche jeweils dazu konfiguriert sind, Licht des Wellenlängenbereichs PM an die Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A bzw. 13B auszugeben und Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs an die Weißlichtbilddetektoren 15A bzw. 15B auszugeben.
Das Mikroskopiesystem 201 umfasst ferner Beobachtungsfilter 35, welche im Beobachtungsstrahlengang 10 zwischen den Strahlteilern 221A, 221B und den Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A und 13B anordenbar sind.
Die Beobachtungsfilter 35 haben im Wesentlichen dieselben Eigenschaften wie die vorangehend beschriebenen Beobachtungsfilter. D. h., die Beobachtungsfilter sind dazu konfiguriert, Licht eines Wellenlängenbereichs EM bzw. EM_k zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM bzw. EM_k zu unterdrücken.
Das Mikroskopiesystem 201 umfasst ferner Weißlichtfilter 239A und 239B, welche im Beobachtungsstrahlengang zwischen den Strahlteilern 221A, 221B und den Weißlichtbilddetektoren 15A bzw. 15B angeordnet sind. Die Weißlichtfilter 239A und 239B sind dazu konfiguriert, Licht des Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu unterdrücken. Der Wellenlängenbereich weißen Lichts umfasst beispielsweise den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 750 nm oder von 400 nm bis 800 nm. Die Weißlichtfilter 239A und 239B bewirken, dass auf die Weißlichtbilddetektoren 15A und 15B kein Umgebungslicht treffen kann.
Durch die Konfiguration des Mikroskopiesystems 201 wird den Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A und 13B nur solches von dem Objektbereich 11 ausgehendes Licht zugeführt, dessen Wellenlänge in der Schnittmenge der Wellenlängenbereiche PM und EM bzw. PM und EM_k enthalten ist. Den Weißlichtbilddetektoren 15A und 15B wird nur solches von dem Objektbereich 11 ausgehendes Licht zugeführt, dessen Wellenlänge in der Schnittmenge des Wellenlängenbereichs weißen Lichts mit dem zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereich liegt.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Mikroskopiesystems 301. Das Mikroskopiesystem 301 unterscheidet sich von dem Mikroskopiesystem 201, gezeigt in 3, im Wesentlichen dadurch, dass die Strahlteiler 321A, 321B keine dichroitischen Strahlteiler, sondern Amplitudenstrahlteiler sind, und dass das Mikroskopiesystem 301 Bereinigungsfilter 33A und 33B umfasst, welche im Beobachtungsstrahlengang 10 zwischen den Amplitudenstrahlteilern 321A, 321B und den Fluoreszenzlichtbilddetektoren 13A undl3B angeordnet sind.
Die Bereinigungsfilter 33A und 33B sind dazu konfiguriert, Licht des Wellenlängenbereichs PM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM zu unterdrücken.
Das Mikroskopiesystem 301 umfasst ferner die Beobachtungsfilter 35, welche im Beobachtungsstrahlengang 10 zwischen dem Objektbereich 11 und den Strahlteilern 321A, 321B angeordnet sind und dazu konfiguriert sind, Licht eines Wellenlängenbereichs EM bzw. EM_k zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM bzw. EM_k zu unterdrücken.
Zur Detektion der Fluoreszenzfarbstoffe PPIX und ICG können die Mikroskopiesysteme 201 und 203, wie in der nachfolgenden Tabelle dargestellt, konfiguriert sein.

PPIX ICG

EX 400 nm - λ 400 nm - 800 nm

PM λ - 900 nm

EM - 800 nm - 900 nm

λ 630 nm - 700 nm
Die Mikroskopiesysteme 1, 101, 201 und 301 können dazu verwendet werden, ein Mikroskopieverfahren zur Aufnahme von Fluoreszenzlichtbildern und Weißlichtbildern durchzuführen.

Claims

Mikroskopieverfahren zur Aufnahme von Fluoreszenzlichtbildern und Weißlichtbildern, umfassend: Anregen mehrerer in einem Objektbereich angeordneter Fluoreszenzfarbstoffe und Beleuchten des Objektbereichs durch Erzeugen und Richten von Beleuchtungslicht mit wenigstens einem Beleuchtungslichtspektrum EX auf den Objektbereich (11); Erzeugen eines Strahlengangs (10), welcher von den Fluoreszenzfarbstoffen erzeugtes Fluoreszenzlicht und von dem Objektbereich ausgehendes sichtbares Licht führt; räumliches Trennen des Strahlengangs (10) in einen Fluoreszenzlichtstrahlengang und einen Weißlichtstrahlengang; Abbilden des Objektbereichs in eine Fluoreszenzlichtbildebene durch den Strahlengang (10) und den Fluoreszenzlichtstrahlengang; und Aufnehmen eines Fluoreszenzlichtbildes von in dem Fluoreszenzlichtstrahlengang geführtem Licht in der Fluoreszenzlichtbildebene; Abbilden des Objektbereichs in eine Weißlichtbildebene durch den Strahlengang (10) und den Weißlichtstrahlengang; und Aufnehmen eines Weißlichtbildes von in dem Weißlichtstrahlengang geführtem Licht in der Weißlichtbildebene; Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu einem Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementär ist; und wobei entweder das räumliche Trennen derart durchgeführt wird, dass in dem Strahlengang (10) geführtes Licht eines Wellenlängenbereichs PM in den Fluoreszenzlichtstrahlengang überführt wird und dass in dem Strahlengang geführtes Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs in den Weißlichtstrahlengang überführt wird, oder wobei das räumliche Trennen derart durchgeführt wird, dass in dem Strahlengang (10) geführtes Licht eines Wellenlängenbereichs in den Fluoreszenzlichtstrahlengang und in den Weißlichtstrahlengang überführt wird, und ferner Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu einem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementär ist.
Mikroskopieverfahren nach Anspruch 1, wobei gilt: $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
$EM = WL \cup DM,$
$PM = DM,$
worin WL einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert, DM Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und DX Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.
Mikroskopieverfahren nach Anspruch 1, wobei das Anregen der mehreren in dem Objektbereich (11) angeordneten Fluoreszenzfarbstoffe und das Beleuchten des Objektbereichs (11) umfasst: nacheinander vorgenommenes Richten von Beleuchtungslicht verschiedener Beleuchtungslichtspektren auf den Objektbereich (11), wobei ein Beleuchtungslichtspektrum EX_k ein k-tes Beleuchtungslichtspektrum der verschiedenen Beleuchtungslichtspektren ist; und wobei das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts umfasst: nacheinander vorgenommenes Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in verschiedenen Wellenlängenbereichen, wobei während des Richtens des Beleuchtungslichts mit dem Beleuchtungslichtspektrum EX_k auf den Objektbereich (11) das zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführte Licht in einem Wellenlängenbereich unterdrückt wird, welcher zu einem Wellenlängenbereich EM_k der verschiedenen Wellenlängenbereiche im Wesentlichen komplementär ist, wobei gilt: ${EX}_{k} = (WL \ {DM}_{k}) \cup {DX}_{k},$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin WL einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert, DM_k einen Emissionswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert, DX_k einen Anregungswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und DM Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.
Mikroskopieverfahren nach Anspruch 1, wobei das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts umfasst: nacheinander vorgenommenes Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in verschiedenen Wellenlängenbereichen, wobei das zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführte Licht in einem Wellenlängenbereich unterdrückt wird, welcher zu einem Wellenlängenbereich EM_k im Wesentlichen komplementär ist, wobei gilt: $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin WL einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert, DM Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert, DX Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und DM_k einen Emissionswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.
Mikroskopieverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn das räumliche Trennen derart durchgeführt wird, dass in dem Strahlengang (10) geführtes Licht des Wellenlängenbereichs PM in den Fluoreszenzlichtstrahlengang überführt wird und dass in dem Strahlengang geführtes Licht des zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs in den Weißlichtstrahlengang überführt wird, das Unterdrücken des zu der Fluoreszenzlichtbildebene geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu dem Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementär ist, umfasst: Unterdrücken des in dem Fluoreszenzlichtstrahlengang geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu dem Wellenlängenbereich EM im Wesentlichen komplementär ist.
Mikroskopieverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: Unterdrücken von in dem Weißlichtstrahlengang geführtem Licht in einem Wellenlängenbereich außerhalb eines Wellenlängenbereichs weißen Lichts.
Mikroskopieverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn das räumliche Trennen derart durchgeführt wird, dass in dem Strahlengang geführtes Licht des Wellenlängenbereichs PM in den Fluoreszenzlichtstrahlengang überführt wird und dass in dem Strahlengang geführtes Licht des zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs in den Weißlichtstrahlengang überführt wird, das Mikroskopieverfahren ferner umfasst: Unterdrücken des in dem Fluoreszenzlichtstrahlengang geführten Lichts in einem Wellenlängenbereich, welcher zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementär ist.
Mikroskopiesystem (1; 101; 201; 301) zur Aufnahme eines Weißlichtbildes und eines Fluoreszenzlichtbildes, wobei das Mikroskopiesystem umfasst: eine Beleuchtungsvorrichtung (3), welche dazu konfiguriert ist, Beleuchtungslicht in einem Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX zu erzeugen und das Beleuchtungslicht auf einen Objektbereich (11) zu richten; eine erste Bilddetektionseinheit , welche einen ersten Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A), einen ersten Weißlichtbilddetektor (15A) und einen ersten Strahlteiler (21A; 121A; 221A; 321A) umfasst; und eine Optik (9), welche dazu konfiguriert ist, einen Beobachtungsstrahlengang (10) zu erzeugen, welcher den Objektbereich (11) auf den ersten Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A) und auf den ersten Weißlichtbilddetektor (15A) abbildet.
Mikroskopiesystem (1; 101; 201; 301) nach Anspruch 8, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (3) eine Lichtquelle (23) umfasst, welche dazu konfiguriert ist, das Beleuchtungslicht in dem Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX zu erzeugen; oder wobei die Beleuchtungsvorrichtung (3) eine Lichtquelle (23) und wenigstens ein zur Erzeugung des Beleuchtungslichts verwendetes Beleuchtungsfilter (25) umfasst, welches dazu konfiguriert ist, Licht des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX zu transmittieren und Licht außerhalb des Beleuchtungslichtwellenlängenbereichs EX zu unterdrücken.
Mikroskopiesystem (1; 101) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A), der erste Weißlichtbilddetektor (15A) und der erste Strahlteiler (21A; 121A) gemeinsam in einem ersten Gehäuse (22A) enthalten sind; wobei die Optik (9) in einem Optikgehäuse (20) enthalten ist; und wobei das erste Gehäuse (22A) mit dem Optikgehäuse (20) verbindbar ist.
Mikroskopiesystem (1; 101) nach Anspruch 10, ferner umfassend: eine zweite Bilddetektionseinheit (5B; 105B; 205B; 305B), welche einen zweiten Fluoreszenzlichtbilddetektor (13B), einen zweiten Weißlichtbilddetektor (15B) und einen zweiten Strahlteiler (21B; 121B; 221B; 321B) umfasst; wobei die Optik (9) den Beobachtungsstrahlengang (10) ferner so erzeugt, dass der Beobachtungsstrahlengang (10) den Objektbereich (11) auf den zweiten Fluoreszenzlichtbilddetektor (13B) und auf den zweiten Weißlichtbilddetektor (15B) abbildet; wobei der zweite Fluoreszenzlichtbilddetektor (13B), der zweite Weißlichtbilddetektor (15B) und der zweite Strahlteiler (21B; 121B) gemeinsam in einem zweiten Gehäuse (22B) enthalten sind; wobei das zweite Gehäuse (22B) mit dem Optikgehäuse (20) verbindbar ist.
Mikroskopiesystem (201; 301) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A) in einem ersten Fluoreszenzlichtbilddetektorgehäuse (224A) enthalten ist; wobei der erste Weißlichtbilddetektor (15A) in einem ersten Weißlichtbilddetektorgehäuse (226A) enthalten ist; wobei die Optik (9) und der erste Strahlteiler in einem Optikgehäuse (220) enthalten sind; und wobei das erste Fluoreszenzlichtbilddetektorgehäuse (224A) und das erste Weißlichtbilddetektorgehäuse (226A) mit dem Optikgehäuse (220) so verbindbar sind, dass die Optik (9) den Objektbereich (11) auf den ersten Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A) und auf den ersten Weißlichtbilddetektor (15A) abbildet.
Mikroskopiesystem (201; 301) nach Anspruch 12, ferner umfassend: eine zweite Bilddetektionseinheit (5B; 105B; 205B; 305B), welche einen zweiten Fluoreszenzlichtbilddetektor (13B), einen zweiten Weißlichtbilddetektor (15B) und einen zweiten Strahlteiler (21B; 121B; 221B; 321B) umfasst; wobei der zweite Fluoreszenzlichtbilddetektor (13B) in einem zweiten Fluoreszenzlichtbilddetektorgehäuse (224B) enthalten ist; wobei der zweite Weißlichtbilddetektor (15B) in einem zweiten Weißlichtbilddetektorgehäuse (226B) enthalten ist; wobei die Optik (9) den Beobachtungsstrahlengang (10) ferner so erzeugt, dass der Beobachtungsstrahlengang (10) den Objektbereich (11) auf den zweiten Fluoreszenzlichtbilddetektor (13B) und auf den zweiten Weißlichtbilddetektor (15B) abbildet; wobei das zweite Fluoreszenzlichtbilddetektorgehäuse (224B) und das zweite Weißlichtbilddetektorgehäuse (226B) mit dem Optikgehäuse (220) verbindbar sind.
Mikroskopiesystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Strahlteiler (21) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (5A, 5B) ein dichroitischer Strahlteiler ist, welcher dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs PM an den Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A, 13B) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (5A, 5B) auszugeben und Licht eines zu dem Wellenlängenbereich PM im Wesentlichen komplementären Wellenlängenbereichs an den Weißlichtbilddetektor (15A, 15B) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (5A, 5B) auszugeben.
Mikroskopiesystem (1) nach Anspruch 14, wobei jede der Bilddetektionseinheiten (5A, 5B) ferner ein Bereinigungsfilter (33A, 33B) umfasst, welches im Beobachtungsstrahlengang (10) zwischen dem Strahlteiler (21A, 21B) und dem Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A, 13B) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (5A, 5B) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht des Wellenlängenbereichs PM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM zu unterdrücken.
Mikroskopiesystem (101) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Strahlteiler (121A, 121B) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (105A, 105B) dazu konfiguriert ist, Licht eines im Wesentlichen selben Wellenlängenbereichs an den Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A, 13B) und den Weißlichtbilddetektor (15A, 15B) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (105A, 105B) auszugeben; und wobei jede der Bilddetektionseinheiten (105A, 105B) ferner ein Bereinigungsfilter (33A, 33B) umfasst, welches im Beobachtungsstrahlengang (10) zwischen dem Strahlteiler (121A, 121B) und dem Fluoreszenzlichtbilddetektor (13A, 13B) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (105A, 105B) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs PM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs PM zu unterdrücken.
Mikroskopiesystem (1; 101) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Mikroskopiesystem ferner wenigstens ein Beobachtungsfilter (35) umfasst, welches im Beobachtungsstrahlengang (10) zwischen dem Objektbereich (11) und dem Strahlteiler (21; 121) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (5A, 5B; 105A, 105B) anordenbar ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs EM zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM zu unterdrücken.
Mikroskopiesystem (201, 301) nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei jeder der Bilddetektionseinheiten (205; 305) ferner wenigstens ein Weißlichtfilter (239A, 239B) umfasst, welches im Beobachtungsstrahlengang (10) zwischen dem Strahlteiler (221A, 221B; 321A, 321B) und dem Weißlichtbilddetektor (15A, 15B) der jeweiligen Bilddetektionseinheit (205; 305) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, Licht eines Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs weißen Lichts zu unterdrücken.
Mikroskopiesystem (1; 101; 201; 301) nach einem der Ansprüche 14 bis 17 zur Detektion von PPIX, wobei der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX den Wellenlängenbereich von 400 nm bis zu einer ersten Wellenlänge umfasst, insbesondere aus diesem besteht; und wobei der Wellenlängenbereich PM den Wellenlängenbereich von der ersten Wellenlänge bis 900 nm umfasst, insbesondere aus diesem besteht; wobei die erste Wellenlänge im Bereich von 630 nm bis 700 nm liegt.
Mikroskopiesystem (1; 101) nach Anspruch 17 zur Detektion von ICG, wobei der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm umfasst, insbesondere aus diesem besteht; wobei der Wellenlängenbereich PM den Wellenlängenbereich von einer ersten Wellenlänge bis 900 nm umfasst, insbesondere aus diesem besteht; und wobei der Wellenlängenbereich EM die Wellenlängenbereiche von 400 nm bis zur ersten Wellenlänge und von 800 nm bis 900 nm umfasst, insbesondere aus diesen besteht; wobei die erste Wellenlänge im Bereich von 630 nm bis 700 nm liegt.
Mikroskopiesystem (201; 301) nach Anspruch 17 zur Detektion von ICG, wobei der Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX den Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm umfasst, insbesondere aus diesem besteht; wobei der Wellenlängenbereich PM den Wellenlängenbereich von einer ersten Wellenlänge bis 900 nm umfasst, insbesondere aus diesem besteht; und wobei der Wellenlängenbereich EM den Wellenlängenbereich von 800 nm bis 900 nm umfasst, insbesondere aus diesem besteht; wobei die erste Wellenlänge im Bereich von 630 nm bis 700 nm liegt.
Mikroskopiesystem (1; 101; 201; 301) nach Anspruch 17, wobei, zur Detektion mehrerer verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe, welche in dem Objektbereich (11) anordenbar ist, gilt: $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
$EM = WL \cup DM,$
$PM = DM,$
worin WL einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert, DM Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und DX Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.
Mikroskopiesystem (1; 101; 201; 301) nach Anspruch 17, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (3) dazu konfiguriert ist, Beleuchtungslicht verschiedener Beleuchtungslichtwellenlängenbereiche zu erzeugen und nacheinander auf den Objektbereich zu richten, wobei ein Beleuchtungslichtwellenlängenbereich EX_k ein k-ter Beleuchtungslichtwellenlängenbereich der verschiedenen Beleuchtungslichtwellenlängenbereiche ist; wobei das Mikroskopiesystem mehrere Beobachtungsfilter (35) umfasst und dazu konfiguriert ist, ein dem gewählten Beleuchtungslicht entsprechendes Beobachtungsfilter (35) in dem Beobachtungsstrahlengang anzuordnen, wobei jeweils einer der Beobachtungsfilter (35) dazu konfiguriert ist, Licht jeweils eines der Wellenlängenbereiche EM_k zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM_k zu unterdrücken; und wobei, zur Detektion mehrerer verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe, welche in dem Objektbereich (11) anordenbar ist, gilt: ${EX}_{k} = (WL \ {DM}_{k}) \cup {DX}_{k},$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin WL einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert, DM_k einen Emissionswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert, DX_k einen Anregungswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und DM Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.
Mikroskopiesystem (1; 101; 201; 301) nach Anspruch 17, wobei das Mikroskopiesystem mehrere Beobachtungsfilter (35) umfasst und dazu konfiguriert ist, eines der Beobachtungsfilter (35) in dem Beobachtungsstrahlengang (10) anzuordnen, wobei jeweils einer der Beobachtungsfilter (35) dazu konfiguriert ist, Licht jeweils eines Wellenlängenbereichs EM_k zu transmittieren und Licht außerhalb des Wellenlängenbereichs EM_k zu unterdrücken; und wobei, zur Detektion mehrerer verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe, welche in dem Objektbereich (11) anordenbar ist, gilt: $EX = (WL \ DM) \cup DX,$
${EM}_{k} = (WL \ DM) \cup {DM}_{k},$
$PM = DM,$
worin WL einen Wellenlängenbereich weißen Lichts repräsentiert, DM Emissionswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert, DX Anregungswellenlängenbereiche der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert und DM_k einen Emissionswellenlängenbereich des k-ten Fluoreszenzfarbstoffs der Fluoreszenzfarbstoffe repräsentiert.