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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von polarisierenden Proben, ein Mikroskopiesystem und ein Computerprogrammprodukt. Erfindungsgemäß sollen verschiedene Typen von Polarisationskontrasten für eine gemeinsame, gleichzeitige Darstellung auf einer Benutzeroberfläche aufbereitet und bereitgestellt werden, wobei für alle Kontrasttypen automatisch jeweils der gleiche Polarisationswinkel angezeigt werden soll. Bei einer Änderung des ausgewählten Polarisationswinkels soll dieser synchron in der Anzeige aller Kontrasttypen geändert werden.
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In der Mikroskopie gibt es verschiedene Kontrastverfahren, mit denen Strukturen von Proben hervorgehoben werden können. Um optisch doppelbrechende Strukturen darzustellen, wird typischerweise der Polarisationskontrast verwendet. Für diesen werden üblicherweise zwei lineare Polarisatoren benötigt, die im Strahlengang vor und hinter der Probe angeordnet werden. Ausgehend von der Richtung der Mikroskopbeleuchtung wird der erste lineare Polarisator als Polarisator und der zweite lineare Polarisator als Analysator bezeichnet. Die Schwingungsrichtungen beider Elemente sind so zueinander ausgerichtet, dass sie sich in der sogenannten Kreuzstellung befinden. In dieser Stellung wird das Licht vollständig absorbiert, wenn es durch beide optischen Elemente strahlt und dazwischen nicht verändert wird. Wenn innerhalb der Probe Strukturen mit doppelbrechenden Eigenschaften vorliegen, wird für diese die durch den Polarisator verursachte lineare Schwingungsrichtung des Lichts verändert. Die Auslöschung durch den Analysator eliminiert dabei nur das linear schwingende Licht des Polarisators. Die von der Probe veränderten Anteile passieren den Analysator und können mit einem Detektor aufgenommen werden.
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Um mehr Informationen von einer Probe zu erhalten, wird diese bei einem klassischen Polarisationsmikroskop mithilfe eines Drehtisches um ihre z-Achse gedreht. Dabei verändert sich die Lage der Probe bezüglich des Schwingungswinkels der Polarisatoren und damit auch die detektierte Probeninformation. Diese zusätzlichen Informationen sind beispielsweise für die Analyse von Gesteinsdünnschliffen oder Knorpelanteile in pathologischen Dünnschnitten bedeutsam. Da aber nicht alle Mikroskope die Möglichkeit haben, einen Drehtisch einzubauen, wurden Systeme entwickelt, bei denen die Winkel des Polarisators und des Analysators verändert werden können, um den Effekt einer Rotation nachzuahmen. Bei diesen Systemen wird die Probe fixiert und die Winkel der Polarisatoren im gleichen Maße verändert, so dass die Auslöschung weiterhin eingehalten werden kann. Die auslesbaren Informationen sind identisch zu der klassischen Variante mit einem Drehtisch.
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Jedoch kann nicht in jedem System ein rotierbarer Analysator bereitgestellt werden. Die Winkeländerung kann stattdessen durch eine definierte Anzahl an Analysatoren mit festen Schwingungsrichtungen realisiert werden. Diese sind so in das System eingebracht, dass sie durch einen elektrischen Antrieb einzeln in den Strahlengang geschwenkt werden können. Beispielsweise kann die Umsetzung mit einem Filterrad mit einer Vielzahl verschieden ausgerichteter Analysatoren erfolgen. Für Abdeckung des möglichen Extinktionsbereichs bei gekreuzten linearen Polarisationswendungen werden zum Beispiel sechs feste Winkel von 0° (Nord-Süd orientiert) bis 75° eingesetzt, es sind aber auch mehr als sechs Winkel und/oder abweichende Winkel möglich. Der in einem solchen System verwendete Polarisator ist gleichzeitig um 360° drehbar und wird in der Regel über einen elektrischen Antrieb bewegt. Möglich ist aber auch hier der Einsatz eines Filterrades mit Polarisatoren, die mit sechs festen Winkeln in den Strahlengang eingeschwenkt werden . In Abhängigkeit von dem eingeschwenkten Analysator wird der Polarisator vorzugsweise automatisch so positioniert, dass die Kreuzstellung vorliegt. Wenn der Polarisator und der Analysator vollständig motorisiert sind und die Probe in ihren x- und y-Achsen repositioniert werden kann, ist es möglich, die Probe automatisiert vollständig mit den eingestellten Polarisationswinkeln aufzunehmen. Dabei werden die verschiedenen Polarisationswinkel nacheinander eingeschwenkt und die gesamte Fläche der Probe aufgenommen, ohne dass ein Eingriff von außen notwendig ist.
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Im Ergebnis der bekannten Polarisationsaufbauten werden Bilder aufgenommen, die für jeden festen Analysatorwinkel einen Kanal im Bild aufweisen. Ein Nutzer wünscht oder benötigt jedoch typischerweise die Information von allen Winkeln. Daher wurden Lösungen entwickelt, bei denen Polarisierungsinformationen zwischen den real aufgenommenen Winkeln durch Interpolation simuliert dargestellt werden kann (auch Fading genannt).
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Je nach Aufbau des Mikroskops ist es möglich, verschiedene Polarisationskontraste innerhalb einer Aufnahme abzubilden, wie die zirkulare Polarisation, die gekreuzt lineare Polarisation, die Plan-Polarisation, bei der Polarisator und Analysator parallel zueinander stehen und die Beleuchtung nur mit linear polarisiertem Licht erfolgt, oder die Pleochroismus-Polarisation ohne Analysator. Weitere Kanäle wie zum Beispiel Fluoreszenzkanäle können zudem hinzugefügt werden. Jedoch entstehen dabei Bilder, die eine große Zahl von Kanälen aufweisen. Um die Polarisationsinformationen zu analysieren, muss der Nutzer die verschiedenen Polarisationskontrasttypen und Kanäle sichten und darf dabei den Überblick nicht verlieren. Auch wenn die Interpolation von Bildern für Winkel zwischen den real aufgenommenen Winkeln bekannt ist, ist eine übersichtliche Darstellung dieser Vielzahl von Kanälen nicht bekannt. Auch eine synchrone Ausrichtung der einzelnen Bilder beziehungsweise Kanäle in einer Anzeige in einer Weise, bei der die zusammengehörigen Kanalinformationen zusammengefasst als nur ein Kanal dargestellt werden, ist bisher nicht bekannt.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, Lösungen vorzuschlagen, wie Aufnahmen polarisierender Proben übersichtlich dargestellt werden können. Ein Ziel soll dabei sein, die Bilder verschiedener Polarisationskontrasttypen und optional auch von Bildern ohne Polarisationskontrast in einer Ansicht bereitzustellen und bei einer Änderung eines ausgewählten Polarisationswinkels die Bilder aller Kontrasttypen synchron auf diesen Winkel anzupassen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 1, einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8 und einem Mikroskopiesystem nach Anspruch 9. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Darstellung von polarisierenden Proben sieht zumindest die folgenden Schritte vor:
- • Anordnen und Ausrichten einer Probe in einem Beobachtungssystem,
- • Erfassen von mindestens zwei Aufnahmen mit mindestens einem Polarisationskontrast und verschiedenen Polarisationswinkeln,
- • Gruppieren der Aufnahmen entsprechend ihres Polarisationskontrasttyps, und
- • Aufbereiten und Bereitstellen der Bilder aller verfügbarer Gruppierungen für eine gleichzeitige Anzeige in einer Benutzeroberfläche mit jeweils einem Bild bei gleichem Polarisationswinkel .
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Zunächst wird also eine zu untersuchende Probe in einem Beobachtungssystem angeordnet und ausgerichtet. Ein solches Beobachtungssystem ist beispielsweise ein Mikroskop mit einer Bilderfassungseinrichtung. Das Beobachtungssystem sollte dabei so ausgebildet sein, dass die Beobachtung mit mindestens einem Polarisationsverfahren möglich ist. Darunter zählen (nicht abschließend) die Kreuzpolarisation, die plan-parallele Polarisation, die zirkulare Polarisation und/oder die Pleochroismus Polarisation.
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Nachdem die Probe angeordnet und ausgerichtet ist, werden mindestens zwei Aufnahmen erfasst, wobei diese mit mindestens einem Polarisationskontrast, der insbesondere aus einem der vorgenannten Polarisationsverfahren resultiert, und verschiedenen Polarisationswinkeln erfasst werden. Dieser Polarisationswinkel ergibt sich dabei aus der Position beziehungsweise Ausrichtung von Polarisator(en) und Analysator(en) zueinander beziehungsweise der Ausrichtung des Polarisators, sofern kein Analysator vorgesehen ist, wie bei der Pleochroismus Polarisation.
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Es werden je Polarisationskontrastverfahren mindestens zwei Aufnahmen erfasst, die mit voneinander abweichenden Polarisationswinkeln erfasst werden. Weitere Aufnahmen können mit anderen Polarisationskontrastverfahren erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, mehr als zwei Aufnahmen innerhalb eines Polarisationskontrastverfahrens vorzunehmen. Auf diese Weise wird damit eine ausreichende Anzahl von Kanälen unterschiedlicher Winkel erfasst, damit der gesamte Winkelbereich abgedeckt werden kann, in dem Polarisationseffekte zu erwarten sind.
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Nun werden die Aufnahmen entsprechend ihres Polarisationskontrasttyps, also entsprechend des Polarisationskontrastverfahrens, mit dem sie erfasst wurden, gruppiert. Die Gruppierung erfolgt abhängig vom gewählten Polarisationskontrasttyp: bei der zirkularen Polarisation wird üblicherweise ein Kanal aufgenommen, der dann als eine Gruppierung gilt. Bei der Kreuzpolarisation wird in der Regel ein Kanal pro Analysatorwinkel aufgenommen, wobei typischerweise sechs Kanäle ausreichend sind. In diesem Falle zählen die einzelnen Kanäle zu einer Gruppierung und werden zu dieser zusammengefasst. Bei Pleochroismus Polarisation wird ein Kanal für jeden beliebig einstellbaren Polarisationswinkel aufgenommen. Typisch sind auch hier sechs Kanäle, die zu einer Gruppierung zusammengefasst werden.
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In jeder Gruppierung werden die vorhandenen Bilder mit dem zugehörigen Polarisationswinkel korreliert, so dass bei einer Auswahl eines bestimmten Polarisationswinkels das zugehörige Bild abgerufen kann. Dies gilt im Sinne der Erfindung als Aufbereitung der Bilder. Es kann dabei auch von Vorteil sein, Analysatorenwinkelbilder doppelt zu nutzen, wenn beispielsweise Aufnahmen mit Kreuzpolarisation und mit Pleochroismus-Polarisation verglichen werden sollen. Ist also der Winkelbereich bei der Pleochroismus-Polarisation mit 0° bis 150° und der der Kreuzpolarisation mit 0° bis 75° festgelegt, sollen die Polarisationswinkel der Kreuzpolarisation doppelt verwendet werden, so das eine Aufnahme der Kreuzpolarisation mit einem Winkel von 0° jeweils einer Aufnahme der Pleochroismus-Polarisation von 0° und von 90° zugeordnet werden kann. Unter Aufbereitung der Bilder kann aber auch verstanden werden, dass Teilaufnahmen, also Aufnahmen von Teilbereichen einer Probe, jeweils zu einem Bild zusammengefasst und gegebenenfalls mithilfe von Bildbearbeitungsalgorithmen geglättet werden.
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Derart aufbereitet können alle verfügbaren Gruppierungen und die zugeordneten Bilder für eine gemeinsame Anzeige bereitgestellt werden, bei der in einer Benutzeroberfläche alle verfügbaren Gruppierungen gleichzeitig mit jeweils einem Bild angezeigt werden können, wobei die anzuzeigenden Bilder jeweils den gleichen beziehungsweise korrespondierenden Polarisationswinkel aufweisen. Aus jeder Gruppierung wird also diejenige Aufnahme ausgewählt und für eine Anzeige bereitgestellt, die einem ausgewählten und zu betrachtenden Polarisationswinkel entspricht. Die Anzeige der Gruppierungen kann beispielsweise durch eine rasterförmige Anordnung von Bildern auf der Benutzeroberfläche erfolgen, die jeweils einer Gruppierung zugehören. Jedes dieser Bilder zeigt eine Aufnahme mit dem Polarisationswinkel, den ein Benutzer ausgewählt hat, um die Bilder der gleichen Probe mit unterschiedlichen Polarisationskontrasten direkt miteinander zu vergleichen. Das jeweilige Bild entstammt der zugehörigen Gruppierung, in der die Kanäle und damit die Bilder mit verschiedenen Polarisationswinkeln innerhalb des gleichen Polarisationskontrastverfahrens zusammengefasst sind beziehungsweise vorliegen. Idealerweise werden in der Anzeige auch die Auswahl des Bildausschnittes hinsichtlich Skalierungsfaktor und/oder Verschiebung in jeder angezeigten Gruppierung nachgeführt.
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Durch dieses Verfahren wird es möglich, dass ein Benutzer auf einfache Weise eine polarisierende Probe mit verschiedenen Kontrastverfahren betrachten kann, und zwar in allen verfügbaren Kontrasttypen zur gleichen Zeit innerhalb einer Benutzeroberfläche. Der Benutzer muss nicht wie bisher durch alle Kanäle sichten und selbst den Überblick behalten, welche Aufnahmen, also welches Polarisationskontrastverfahren und welchen Polarisationswinkel er gerade betrachtet. Durch die vorherige Gruppierung und Bereitstellung jeweils eines Bildes aus jeder Gruppierung für eine gemeinsame Anzeige wird eine Vergleichsmöglichkeit geschaffen, die den Arbeitsprozess des Benutzers vereinfacht und beschleunigen kann.
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In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens können weitere Aufnahmen ohne Polarisationskontrast erfasst und gruppiert werden. Darunter zählen Aufnahmen im Hellfeld, Aufnahmen mit Fluoreszenzkontrasten und dergleichen, die jeweils in einem oder mehreren Kanälen erfasst und als solche gruppiert werden. Jede der sich daraus ergebenden Gruppierungen kann in der Benutzeroberfläche als eigenes Bild angezeigt werden. Dies erlaubt einem Benutzer den Vergleich der Aufnahmen mit Polarisationskontrast mit weiteren Aufnahmen, so dass damit alle Aspekte einer Probe begutachtet und bewertet werden können. Dies ist beispielsweise bei der Analyse von Bohrkernmaterial sehr hilfreich, weil Mineralien anhand ihrer Polarisationseffekte mit der Struktur in Hellfeld korreliert werden können, und gleichzeitig benachbarte organische Strukturen aufgrund ihrer fluoreszierenden Eigenschaften identifiziert werden können. Diese synchronisierte Darstellung erleichtert beispielsweise auch das Auffinden von relevanten Regionen einer Probe mithilfe von Methoden der künstlichen Intelligenz (wie beispielsweise mittels Machine learning, Deep Neural Networks etc.), bei denen der Anwender Regionen von Interesse anzeichen muss. Da zu den Aufnahmen ohne Polarisationskontrast aufgenommenen Bildern in der Regel nur eine Aufnahme vorliegt, ändert sich diese bei einem Wechsel des zu betrachtenden Polarisationskontrastes nicht, sondern des bereitgestellte Bild bleibt stets das gleiche.
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In einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass durch Betätigen eines dafür vorgesehenen Bedienelementes in der Benutzeroberfläche von einer Darstellung mit einem ersten Polarisationswinkel zu einer Darstellung mit einem zweiten Polarisationswinkel zu wechseln ist, wobei der Wechsel für jede verfügbare Gruppierung synchron angezeigt wird. Der Wechsel zwischen verschiedenen Darstellungen mit unterschiedlichen Polarisationswinkeln soll also mit einem Bedienelement zu vollziehen sein, das in die Benutzeroberfläche integriert ist. Wird dieses betätigt, werden zu jeder Gruppierung eine zu dem ausgewählten Polarisationswinkel korrespondierende Aufnahme bereitgestellt, so dass diese auf der Benutzeroberfläche angezeigt werden kann. Der Wechsel in der Darstellung soll dabei synchron und gleichwirkend für alle Gruppierungen erfolgen, so dass im Ergebnis auch auf der Benutzeroberfläche nach dem Betätigen des Bedienelementes für alle Gruppierungen die gleiche Änderung des Polarisationswinkels sichtbar wird. Ein solches Bedienelement in der Benutzeroberfläche kann beispielsweise ein Schieberegler sein, der entlang einer Skala mit aufgetragenen Polarisationswinkeln bewegt werden kann. Auch ein kreis- oder ringförmiges Bedienelement oder ein Eingabefeld mit numerischen Werten für den gewünschten Winkel kann vorgesehen sein.
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Alternativ oder zusätzlich liegt es auch im Sinne der Erfindung, dass ein beliebiges Bedienelement außerhalb der Benutzeroberfläche, insbesondere ein Hardwarebedienelement, mit gleicher Wirkung betätigt werden kann. Erfindungswesentlich ist, dass mit dem Betätigen eines wie auch immer gearteten Bedienelementes die Auswahl und Bereitstellung der Bilder beziehungsweise Aufnahmen der Gruppierungen erfolgt, die mit dem ausgewählten Polarisationswinkel korrespondieren.
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Es kann gewünscht sein, die Probe mit einem Polarisationswinkel zu betrachten, der in einer oder mehreren Polarisationskontrasttypen nicht aufgenommen wurden. In diesem Fall erweist es sich als vorteilhaft, dass zur Bereitstellung eines Bildes, für das keine Aufnahme mit dem ausgewählten Polarisationswinkel vorhanden ist, ein interpoliertes Bild angezeigt wird. Dazu wird aus den vorhandenen, insbesondere den zu dem ausgewählten Polarisationswinkel benachbarten Aufnahmen ein Bild errechnet. Im einfachsten Falle erfolgt dies mittels einer gewichteten Verrechnung, die der Lage des ausgewählten Polarisationswinkels zwischen den Polarisationswinkeln der vorhandenen Aufnahmen entspricht. Dies ist auch als „Fading“ oder Überblenden zwischen den Aufnahmen bekannt.
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Um eine höhere Genauigkeit bei der Berechnung der Bilder zu erreichen, sollte die Interpolation als trigonometrische Interpolation erfolgen. Dabei wird der Helligkeitswert eines jeden interpolierten Pixels beispielsweise mithilfe einer Sinusfunktion und Stützpunkten berechnet, die sich aus den zugehörigen Pixeln der vorhandenen Aufnahmen ergeben.
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Die so berechneten Bilder können nun für die Anzeige auf der Benutzeroberfläche bereitgestellt werden. Werden ausreichend viele dieser nachfolgend auch als Zwischenbilder bezeichneten Bilder innerhalb einer Gruppierung berechnet und für die Anzeige bereitgestellt, kann bei einem Wechsel zwischen Polarisationswinkeln zumindest für eine solche Gruppierung die Wahrnehmung eines fließenden Übergangs zwischen den Polarisationswinkeln bewirkt werden.
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Für viele Benutzer ist die Rotation des Probentisches und somit auch der Bilder das erwartete Verhalten, gerade bei petrographischen und mineralographischen Mikroskopen, und daher auch bedeutsam für eine erwartungskonforme Probenanalyse. Daher ist es in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass durch Betätigen des Bedienelementes für den Wechsel des ausgewählten Polarisationswinkels gleichzeitig eine synchron rotierte Darstellung der Bilder aller verfügbaren Gruppierungen bereitgestellt werden kann. Darunter soll verstanden werden, dass nicht nur das zugehörige Bild zu einem ausgewählten Polarisationswinkel bereitgestellt wird, sondern dass dieses auch um den ausgewählten Winkel rotiert wird. Dies soll für jede Gruppierung entsprechend geschehen, so dass für jede Gruppierung jeweils ein Bild mit dem ausgewählten Polarisationswinkel bereitgestellt wird, das zudem auch um diesen Winkel rotiert ist. Sind Gruppierungen ohne Polarisationskontrast vorhanden, werden diese auch beziehungsweise dennoch mit rotiert. Kommen diese rotierten Bilder zur Anzeige, entsteht für den Benutzer der Eindruck, dass die Probe auf einem rotierbaren Tisch aufgenommen wurde. Die Erwartung des Benutzers hinsichtlich der Probenanalyse kann damit erfüllt werden und der Benutzer kann die Probe wie gewohnt untersuchen.
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Die vorstehende Ausgestaltung erweist sich besonders vorteilhaft in Kombination mit der Interpolation von Zwischenbildern, da auf diese Weise eine Darstellung erzeugt werden kann, die einen fließenden Übergang zwischen den Bildern in den einzelnen Rotationswinkeln vermittelt.
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Um dem Benutzer einen besseren Überblick über den ausgewählten Polarisationswinkel zu ermöglichen, soll ein Orientierungselement zur Anzeige auf der Benutzeroberfläche bereitgestellt werden, das den ausgewählten Polarisationswinkel anzeigt. Ein solches Orientierungselement hilft, um die üblicherweise bei petrographischen oder mineralographischen Mikroskopen eingestellte Orientierung des Polarisators und Analysators auf Bilder von einem digitalen Scanner zu übertragen. Dies ist wichtig, weil diese Orientierung zur Analyse von Mineralien von entscheidender Bedeutung ist. Die Markierung erfolgt dort zumeist in Form einer Windrose. Ein solches Orientierungselement erlaubt dem Benutzer einen schnellen Überblick über den vorliegenden Polarisationswinkel, und, sofern gleichzeitig eine Rotation der Darstellung erfolgt, auch über diese. So kann vorgesehen sein, dass bei einer Änderung des Polarisationswinkels die beispielhaft genannte Windrose um den ausgewählten Winkel rotiert und diesen damit anzeigt. Bei gleichzeitiger Rotation der Bilder kann vorgesehen sein, dass diese Windrose in Nord-Süd-Richtung stehen bleibt. Geeignet ist auch jedes andere Orientierungselement, mit dem der Polarisationswinkel und gegebenenfalls eine gleichzeitige Rotation angezeigt werden kann. Um dies zu ermöglichen, muss nach der Auswahl des zu betrachtenden Polarisationswinkels auch eine korrespondierende Darstellung des Orientierungselementes bereitgestellt und/oder eine Veränderung seiner Darstellung in der Benutzeroberfläche bewirkt werden.
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Es kann zweckmäßig sein, dass nur vorab ausgewählte Gruppierungen für eine Anzeige auf der Benutzeroberfläche bereitgestellt werden. Wünscht ein Benutzer beispielsweise einen Vergleich einer geringeren Anzahl von Kontrastverfahren, als er Gruppierungen vorliegen hat, sollte er die gewünschten Gruppierungen auswählen können, die zur Anzeige gebracht werden. Für unbenötigte oder ungewünschte Gruppierungen wird dann kein Bild bereitgestellt und im Idealfall wird der freiwerdende Platz auf der Benutzeroberfläche genutzt, um die anzuzeigenden Gruppierungen unter Ausnutzung des freiwerdenden Platzes größer darzustellen. Die Bilder gehen dabei nicht verloren. Somit steht dem Benutzer eine übersichtlichere Darstellung zur Verfügung, so dass er seine Arbeit effektiver gestalten kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit Vorteil mithilfe eines Computerprogrammprodukts verwirklicht, das Anweisungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält. Diese Anweisungen umfassen insbesondere die Ansteuerung der Bilderfassung, der Einstellung von Polarisator(en)winkeln und/oder Analysator(en)winkeln, die automatische Gruppierung der Aufnahmen, deren Aufbereitung und Bereitstellung für die Anzeige auf einer Benutzeroberfläche und/oder die Interpolation der Zwischenbilder.
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Ein Mikroskopiesystem zur Darstellung von polarisierenden Proben sollte wenigstens ein Beobachtungssystem, eine Recheneinheit und eine Anzeigeeinrichtung aufweisen. Das Beobachtungssystem ist, wie bereits ausgeführt, beispielsweise ein Mikroskop mit einer Bilderfassungseinrichtung. Das Beobachtungssystem sollte dabei so ausgebildet sein, dass die Beobachtung und Erfassung von mindestens zwei Aufnahmen mit mindestens einem Polarisationskontrastverfahren und verschiedenen Polarisationswinkeln möglich ist.
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Die Recheneinheit sollte zur Gruppierung der Aufnahmen entsprechend ihres Polarisationskontrasttyps, sowie ihrer Aufbereitung und Bereitstellung für eine Anzeigeeinrichtung ausgebildet und eingerichtet sein. Beispielsweise kann dies durch einen ausreichend leistungsfähigen Computer verwirklicht sein, der mit dem Beobachtungssystem verbunden ist, oder die Recheneinheit ist Teil des Beobachtungssystems. Insbesondere sollte die Recheneinheit über eine ausreichende Rechenleistung, Speicherplatz und vorzugsweise ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder wenigstens der Interpolation verfügen.
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Schließlich soll eine Anzeigeeinrichtung zu dem erfindungsgemäßen Mikroskopiesystem gehören, auf der eine Benutzeroberfläche bereitgestellt wird, auf der mithilfe der bereitgestellten Informationen beziehungsweise Bilder alle verfügbaren Gruppierungen gleichzeitig mit jeweils einem Bild bei gleichem Polarisationswinkel angezeigt werden. Selbstverständlich soll auch eine Reduzierung auf die gewünschten anzuzeigenden Gruppierungen auch möglich sein.
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Zur Erfassung der Aufnahmen mit verschiedenen Polarisationswinkeln soll das Mikroskopiesystem einen rotierbaren Tisch, einen rotierbaren Polarisator, einen rotierbaren Analysator, ein Filterrad mit verschieden ausgerichteten Analysatoren und/oder einen on-Chip-Polarisator aufweisen. Die Verwendung dieser an sich bekannten Elemente einzeln oder in sinnvoller Kombination stellt sicher, dass die Aufnahmen einer Probe mit verschiedenen Polarisationswinkeln aufgenommen und zur Darstellung auf der Benutzeroberfläche bereitgestellt werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren, Computerprogrammprodukt und Mikroskopiesystem wird für einen Benutzer eine erwartungskonforme Probenuntersuchung ermöglicht, bei der der Benutzer in optionalen Ausgestaltungen den Eindruck hat, die Probe mit einem rotierbaren Tisch aufgenommen zu haben. So kann das Fehlen eines Drehtisches kompensiert werden.
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Zudem erlaubt die synchronisierte Darstellung von Bildern mit verschiedenen Polarisationskontrasten ein übersichtliches und effektives Arbeiten des Benutzers, da er die verschiedenen Verfahren direkt miteinander vergleichen kann, ohne selbst mühsam den Überblick wahren zu müssen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigt
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1 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung der Benutzeroberfläche 10, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anzeige gebracht werden kann. Sie wird auf einer Anzeigeeinrichtung eines Mikroskopiesystems angezeigt und wurde unter Verwendung eines Computerprogrammproduktes, das das erfindungsgemäße Verfahren abarbeitet, bereitgestellt.
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Zunächst wurde mit einem Beobachtungssystem Aufnahmen einer auf einem Probentisch angeordneten und ausgerichteten Probe erfasst. Diese Aufnahmen wurden in dieser beispielhaften Ausführung im Hellfeld, mittels Kreuzpolarisation, mittels zirkularer Polarisation und mittels Planpolarisation erfasst. Die Aufnahme im Hellfeld bildet eine erste Gruppierung 1. Die Aufnahmen der verschiedenen Polarisationsverfahren werden mit unterschiedlichen Winkeln erfasst und jeweils gruppiert: die Aufnahmen der Kreuzpolarisation bilden die Gruppierung 2, die der zirkularen Polarisation die Gruppierung 3 und die der Pleochroismus-Polarisation die Gruppierung 4.
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Auf der Benutzeroberfläche 10 ist unterhalb der Anzeigebereiche für die Gruppierungen 1 bis 4 eine Skala 20 vorgesehen, die die Winkel für die Kreuzpolarisation α+ und für die Planpolarisation αP anzeigt. Darunter angeordnet ist ein Bedienelement 25 in Form eines Schiebereglers, mit dem ein Benutzer den zu betrachtenden Polarisationswinkel entlang der Skala 20 auswählen kann. In 1 ist die ein Winkel von 45° ausgewählt.
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Erfindungsgemäß wird nun für jede der Gruppierungen 1 bis 4 das Bild aus den Aufnahmen in den jeweiligen Gruppierungen 1 bis 4 ausgewählt und bereitgestellt, das einem Polarisationswinkel von 45° entspricht, beziehungsweise für die Gruppierung 1 des Hellfeldes genau diese Aufnahme. Ist für den ausgewählten Polarisationswinkel keine Aufnahme vorhanden, wird ein Zwischenbild für den ausgewählten Winkel mittels trigonometrischer Interpolation berechnet und bereitgestellt, um angezeigt zu werden.
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Bewegt der Benutzer das Bedienelement 25 entlang der Skala 20, werden für den dann ausgewählten Polarisationswinkel erneut die zugehörigen Bilder bereitgestellt, so dass sie angezeigt werden können. Auch hier wird bei Bedarf eine Interpolation von Zwischenbildern vorgenommen.
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Die bereitgestellten Bilder werden von der Recheneinheit des Mikroskopiesystems (nicht gezeigt) an deren Anzeigeeinrichtung übermittelt, wo sie beispielsweise in der in 1 gezeigten Weise angezeigt werden können.
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Ferner ist eine Auswahlbox 30 auf der Benutzeroberfläche vorgesehen, die es ermöglicht, eine mit der Wahl des anzuzeigenden Polarisationswinkel synchronisierte Rotation der Bilder zu bewirken. Wird hier die Auswahl bestätigt, wie es durch das Häkchen symbolisiert ist, werden nicht nur die Bilder zum ausgewählten Polarisationswinkel bereitgestellt, sondern die um diesen Winkel rotierten Bilder, so dass der Benutzer bei deren Anzeige den Eindruck wie bei der Verwendung eines Drehtisches gewinnt.
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Ein Orientierungselement 40 in Form einer Windrose zeigt den ausgewählten Polarisationswinkel von 45° an. Bei der nächsten Änderung des anzuzeigenden Polarisationswinkels, die dann mit der ausgewählten synchronen Rotation erfolgt, wird die Windrose auf Nord-Südrichtung ausgerichtet bereitgestellt und angezeigt, da die Rotation mit dem anzuzeigenden Polarisationswinkel gekoppelt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1 bis 4
- Bilder der Gruppierungen
- 10
- Benutzeroberfläche
- 20
- Anzeige Polarisationskontrastart und -winkel
- 25
- Bedienelement
- 30
- Auswahl der synchronen Rotation
- 40
- Orientierungselement
