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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Mikroskopieverfahren und ein Mikroskopiesystem zur Darstellung
von Bildern eines Objekts für
eine Betrachtung durch einen Benutzer.
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Ein herkömmliches Mikroskopiesystem
umfaßt
ein Beleuchtungssystem, um ein zu untersuchendes Objekt mit einem
Beleuchtungslichtstrahl zu beleuchten, und von dem Objekt ausgehendes
Licht wird durch eine Mikroskopieoptik abgebildet, um eine Darstellung
des Objekts für
eine Betrachtung durch den Benutzer bereitzustellen. Zur Erzeugung
einer guten und kontrastreichen Darstellung des Objekts sollte der
Beleuchtungslichtstrahl eine gewisse Mindestintensität aufweisen.
Allerdings ist die Intensität des
Beleuchtungslichtstrahls bei der Beobachtung bestimmter Objekte
begrenzt, da das Licht des Beleuchtungslichtstrahls beispielsweise
aufgrund seiner thermischen Wirkung eine Integrität des Objekts beeinträchtigen
kann. Ein Beispiel für
ein derartiges empfindliches Objekt ist menschliches Gewebe, welches
bei der Durchführung
eines mikrochirurgischen Eingriffs von einem Operateur durch das
Mikroskopiesystem betrachtet wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Mikroskopieverfahren und ein Mikroskopiesystem bereitzustellen,
um bei einer begrenzten Lichtmenge, die zur Beleuchtung eines zu
untersuchenden Objekts eingesetzt wird, eine qualitativ vergleichsweise
gute bzw. kontrastreiche Abbildung des Objekts zu erzielen.
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Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, daß die Darstellung
des Objekts zur Betrachtung durch den Benutzer mittels eines Anzeigesystems
erzeugt wird. Das Anzeigesystem kann beispielsweise einen Bildschirm,
einen Monitor oder dergleichen umfassen. Dem Anzeigesystem werden
durch eine Kamera erzeugte Bilddaten zugeführt, welche ein Bild des Objekts
repräsentieren.
Die Bilddaten werden wiederum durch eine Kamera erzeugt, deren Lichtdetektionseinheit
von dem Objekt ausgehendes Licht detektiert, welches durch eine
Mikroskopieoptik auf die Lichtdetektionseinheit abgebildet wird.
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Das Detektieren des von dem Objektbereich ausgehenden
Lichts und das Zuführen
der Bilddaten an das Anzeigesystem erfolgt zeitlich wiederkehrend. Das
Objekt wird ferner beleuchtet mit einem Beleuchtungslichtstrahl,
dessen Lichtintensität
zeitlich wiederkehrend abwechselnd hoch und niedrig ist.
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Während
der Zeiten, in denen die Lichtintensität des Beleuchtungslichtstrahls
hoch ist, reicht das von dem Objekt zurückgeworfene und von der Lichtdetektionseinheit
detektierte Licht aus, um Bilddaten zu erzeugen, die ein qualitativ
ausreichendes bzw. genügend
kontrastreiches Bild des Objekts repräsentieren, wobei diese Bilddaten
dann dem Anzeigesystem zur Darstellung und Betrachtung durch den
Benutzer zugeführt
werden.
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Während
die hohe Lichtintensität
während lediglich
eines Teils der Zeit notwendig ist, um die qualitativ ausreichenden
Darstellungen des Objekts zu erzeugen, ist es möglich, während eines entsprechend anderen
Teils der Zeit die Lichtintensität
des Beleuchtungslichtstrahls derart zu reduzieren, daß das untersuchte
Objekt durch beispielsweise die thermische Wirkung des Beleuchtungslichtstrahls weniger
belastet oder beeinträchtigt
wird. Ein Verhältnis
zwischen der hohen Lichtintensität
und der reduzierten Lichtintensität ist vorzugsweise größer als 5:1,
insbesondere 10:1.
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Vorteilhafterweise überlappt
das Detektieren des von dem Objektbereich ausgehenden Lichts und das
Beleuchten des Objektbereichs mit jeweils einem Lichtpuls zeitlich.
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Weiter ist bevorzugt, daß das wiederholte Detektieren
des von dem Objektbereich ausgehenden Lichts synchronisiert mit
dem wiederholten Beleuchten mit dem Lichtpuls erfolgt, so daß insbesondere
ein jedes Detektieren zu einer gleichförmigen Helligkeit der durch
die erzeugten Bilddaten repräsentierten
Bilder führt.
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Ferner ist es bevorzugt, daß einem
jeden Mal des Detektierens des von dem Objektbereich ausgehenden
Lichts ein einziges Mal des Beleuchtens mit dem Lichtpuls zugeordnet
ist, wodurch ein unnötiges Umschalten
der Lichtintensität
des Beleuchtungslichtstrahls von dem hohen Wert auf den niedrigen Wert
und umgekehrt vermieden wird.
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Insbesondere kann die Kamera eine
solche Kamera sein, welche während
des Betriebs Totzeitdauern aufweist, während welchen die Lichtdetektionseinheit
nicht zur bilderzeugenden Detektion von Licht nutzbar ist oder genutzt
wird. Beispielsweise können
Totzeitdauern dadurch bedingt sein, daß Bilddaten aus der Lichtdetektionseinheit
ausgelesen werden. Vorzugsweise wird das Objekt während den Totzeitdauern
der Kamera nicht mit dem Beleuchtungslichtstrahl oder mit dem Beleuchtungslichtstrahl niedriger
Intensität
beleuchtet.
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Ein zeitlicher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden
Lichtpulsen ist vorzugsweise kleiner als 1,0 s, weiter bevorzugt
kleiner als 0,3 s und noch stärker
bevorzugt kleiner als 0,1 s. Derartige zeitliche Abstände sind
ausreichend, um bei bewegten Objekten eine weitgehend ruckfreie
Darstellung der Bilder des Objekts zu erzielen.
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Ferner ist es bevorzugt, daß ein zeitlicher Abstand
zwischen aufeinanderfolgenden Lichtpulsen größer ist als 0,008 s, weiter
bevorzugt größer als 0,002
s und noch stärker
bevorzugt größer als
0,01 s. Hierdurch wird ein unnötig
häufiges
Umschalten des Lichtstrahls zwischen seinen hohen und niedrigen
Intensitätswerten
vermieden.
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Die Mikroskopieoptik kann wenigstens
ein Okular umfassen, um das Objekt zu einem Auge des Benutzers oder
zu dessen beiden Augen hin abzubilden.
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Hierbei ist es vorteilhaft, wenn
das Licht des Beleuchtungslichtstrahls nach dessen Wechselwirkung
mit dem Objekt nicht durch das Okular zum Auge des Benutzers hin
abgebildet wird. Insbesondere ist dies dadurch möglich, daß das Licht des Beleuchtungslichtstrahls
auf einen ersten Wellenlängenbereich
beschränkt
ist und die Mikroskopieoptik Licht dieses Wellenlängenbereichs
nicht durch das Okular zum Auge des Benutzers hin abbildet.
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Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß die Mikroskopieoptik
in einem das Okular umfassenden Strahlengang einen Filter aufweist,
welcher für
das Licht des ersten Wellenlängenbereichs
im wesentlichen nicht transparent ist.
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Ferner ist es ebenfalls bevorzugt,
daß der erste
Wellenlängenbereich
solche Wellenlängen
umfaßt,
für die
das menschliche Auge nicht oder lediglich gering empfindlich ist.
Vorzugsweise weist der erste Wellenlängenbereich dann eine untere
Grenze von etwa 750 nm, insbesondere 800 nm, auf. Somit kann die
Kamera Bilder des Objekts im infraroten Wellenlängenbereich aufnehmen und diese über die Anzeigevorrichtung
im sichtbaren Wellenlängenbereich
für das
Auge des Betrachters darstellen. Die Beleuchtung im infraroten Wellenlängenbereich
erfolgt dann zeitlich diskontinuierlich, um die Wärmebelastung
des Objekts zu verringern.
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Vorteilhafterweise wird das Objekt
ferner mit wenigstens einem zweiten Beleuchtungslichtstrahl beleuchtet,
dessen Licht auf einen zweiten Wellenlängenbereich beschränkt ist,
welcher von dem ersten Wellenlängenbereich
verschieden ist und mit diesem, weiter bevorzugt, im wesentlichen
nicht überlappt.
Es ist dann vorgesehen, daß der
Benutzer Bilder des Objekts ebenfalls in dem zweiten Wellenlängenbereich
betrachten kann. Hierzu umfaßt
die Mikroskopieoptik vorzugsweise wenigstens ein Okular. Ebenfalls
bevorzugt ist es, daß eine
zweite Kamera vorgesehen ist, auf deren Lichtdetektionseinheit die Mikroskopieoptik
das Objekt abbildet und das Anzeigesystem ferner von der zweiten
Kamera erzeugte zweite Bilddaten, welche ein Bild des Objekts repräsentieren,
für die
Betrachtung durch den Benutzer darstellt.
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Das Anzeigesystem umfaßt vorzugsweise ebenfalls
eine am Kopf des Benutzers tragbare Anzeigevorrichtung ("head mounted display").
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Ausführungsformen der Erfindung
werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
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1 eine
erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Mikroskopiesystems
zur Ausführung
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskopieverfahrens,
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2 ein
Zeitschema zur Erläuterung
einer sich ändernden
Beleuchtungsintensität
bei dem anhand der 1 erläuterten
Mikroskopiesystem und Mikroskopieverfahren, und
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3 eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Mikroskopiesystems
zur Ausführung
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Mikroskopieverfahrens.
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Ein in 1 schematisch
dargestelltes Mikroskopiesystem 1 umfaßt eine Mikroskopieoptik 3 mit
einem Objektiv 5 mit einer optischen Achse 7.
In einer Objektebene des Objektivs 5 ist ein zu untersuchendes
Objekt 9 angeordnet. von dem Objekt 9 ausgehendes
Licht wird von dem Objektiv 5 in ein paralleles Strahlenbündel überführt, in
welchem zwei mit Abstand von der optischen Achse 7 angeordnete
Kamera-Adapteroptiken 11L und 11R angeordnet sind. Die
Kamera-Adapteroptik 11L greift aus dem parallelen Strahlengang
ein Teilstrahlenbündel 13L heraus, welches
aus einem von dem Objekt 9 unter einem Winkel α zur optischen
Achse 7 ausgehenden divergenten Teilstrahlenbündel 15L hervorgeht.
Die Kamera-Adapteroptik 11R greift
aus dem parallelen Strahlengang entsprechend ein Teilstrahlenbündel 13R heraus,
welches aus einem von dem Objekt 9 unter einem Winkel von –α zur optischen
Achse 7 ausgehenden divergenten Teilstrahlenbündel 15R hervorgeht.
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Die Kamera-Adapteroptik 11L überführt das Teilstrahlenbündel 13L derart
auf eine lichtempfindliche Fläche 17L einer
CCD-Kamera 19L, daß diese ein
Bild des Objekts 9 bei Betrachtung unter dem Winkel α zur optischen
Achse 7 aufnehmen kann. Entsprechend überführt die Kamera-Adapteroptik 11R das
Teilstrahlenbündel 13R derart
auf eine lichtempfindliche Fläche 17R einer
CCD-Kamera 19R, daß diese
ein Bild des Objekts 9 bei Betrachtung unter dem Winkel –α zur optischen
Achse aufnehmen kann. Die von den Kameras 19L und 19R aufgenommenen
Bilder werden als Bilddaten über
Datenübertragungsleitungen 21L bzw. 21R an
eine Steuerung
23 übertragen.
Die Steuerung 23 wiederum überträgt die jeweiligen
Bilddaten über
eine Leitung 25 an eine kopfgetragene Anzeigevorrichtung
("head mounted display") 27, welche
von einem Benutzer des Mikroskopiesystems 1 wie eine Brille
derart am Kopf getragen wird, daß in der Anzeige 27 integrierte
Bildschirme, welche in 1 schematisch
mit 29L und 29R bezeichnet sind, von dem Benutzer
mit dessen linkem Auge bzw. dessen rechtem Auge betrachtet werden
können.
Die Anzeige 29L stellt dabei die von der Kamera 19L aufgenommenen
Bilddaten dar, während
die Anzeige 29R die von der Kamera 19R aufgenommenen
Bilddaten darstellt. Aufgrund der unterschiedlichen Winkel α bzw. –α, über die
die Kameras 19L bzw. 19R die Bilder des Objekts 9 aufnehmen, erhält der Betrachter
beim Einblick in die kopfgetragene Anzeigevorrichtung 27 ein
stereoskopisches Abbild des Objekts.
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In 2 ist
ein Zeitdiagramm schematisch dargestellt, welches eine zeitliche
Abfolge von Bilddetektion und Datenübertragung durch die Kameras 19L und 19R erläutert. Die
Kameras weisen eine Bildwiederholrate von 50 Hertz auf, so daß mit einem zeitlichen
Abstand von T von 20 ms Bilder aufgenommen werden. Hierbei wird
während
einer Belichtungszeitdauer tB von der Lichtdetektionseinheit
der jeweiligen Kamera Licht detektiert, und während einer Totzeit tT von 15 ms werden dem detektierten Licht
entsprechende Bilddaten über
die Leitungen 21L und 21R an die Steuerung 23 übertragen.
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Aus dem Schema der 2 unten ist ersichtlich, daß während eines
relativ großen
Zeitanteils durch die Kameras kein Licht detektiert wird. Während dieses
Zeitanteils wird das Objekt allerdings auch nicht aktiv mit Beleuchtungslicht
beleuchtet. Zur Beleuchtung des Objekts 9 ist eine Lampe 31 vorgesehen,
welche einen auf das Objekt 9 gerichteten Beleuchtungslichtstrahl 33 erzeugt.
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Ein zeitlicher Verlauf 35 einer
Intensität
I des Beleuchtungslichtstrahls 33 ist in 2 oben als Graph dargestellt. Daraus
ist ersichtlich, daß die Lampe 31 zwischen
einem Hochintensitätsbetriebszustand,
in dem der Beleuchtungslichtstrahl 33 eine hohe Intensität I1 aufweist, und einem Niedrigintensitätsbetriebszustand
umgeschaltet wird, in welchem der Beleuchtungslichtstrahl 33 eine
niedrige Intensität
I2 aufweist. Hochintensitätsbetriebszustände bzw. Niedrigintensitätsbetriebszustände folgen
mit einer Periodendauer T zeitlich aufeinander. Eine Dauer tH der Hochintensitätsbetriebszustände ist
etwas kürzer als
die Dauer tB der Belichtungszeiten der Kamera, wobei
die Hochintensitätsbetriebszustände tH jeweils innerhalb der Belichtungszeitdauern
tB angeordnet sind und mit den Totzeitdauern
tT somit nicht überlappen.
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Mit der hohen Intensität I1 des Beleuchtungslichtstrahls 33 während den
Hochintensitätsbetriebszuständen wird
das Objekt 9 jeweils ausreichend beleuchtet, so daß die Kameras 19L bzw. 19R jeweils Bilddaten
gewinnen können,
welche Bildern mit ausreichender Intensität und Kontrast entsprechen. Während der
Totzeitdauern tT wird das Objekt 9 mit dem
Niedrigintensitätsbetriebszustand
der Lampe 31 beleuchtet, so daß eine thermische Belastung
durch das Beleuchtungslicht mit der Intensität I2 besonders gering
ist. Insbesondere kann die Lampe 31 während des Niedrigintensitätsbetriebszustandes
gänzlich
abgeschaltet sein, so daß die
Intensität
I2 im wesentlichen Null ist.
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Zur Synchronisierung der Lampe 31 und
der Kameras 19L und 19R miteinander ist eine Steuerleitung 37 vorgesehen,
mit der die Steuerung 23 die Lampe 31 von dem
Niedrigintensitätsbetriebszustand
in den Hochintensitätsbetriebszustand
und umgekehrt zu den jeweils richtigen Zeitpunkten umschaltet, und
es sind Steuerleitungen 39L und 39R vorge sehen,
mit welchen die Steuerung 23 die Kameras 19L bzw.
19R zu den jeweils richtigen Zeitpunkten ansteuert, um die Belichtungszeiten
zu starten.
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Abwandlungen von den in 2 gezeigten Zeitschema sind
möglich.
So können
beispielsweise während
der Belichtungszeiten tB durch die Lampe 31 auch
mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Lichtpulse erzeugt werden.
So kann beispielsweise die Zeit tH auch
größer sein
als die Zeit tB.
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Ferner können durch die Lampe 31 auch während der
Totzeitdauern tT Lichtpulse erzeugt werden,
welche dann allerdings nicht zur Aufnahme von Bildern durch die
Kameras beitragen sondern anderen Zwecken dienen können. Auch
ist die Unterscheidung zwischen Belichtungszeitdauern tB und
Totzeitdauern tT der Kameras lediglich exemplarisch.
Es ist auch möglich,
Kameras einzusetzen, welche während
einer Periodendauer T im wesentlichen ständig in der Lage sind, Licht
zu detektieren. Auch dann wird jedoch das Objekt gepulst beleuchtet,
um während zeitlich
aufeinanderfolgenden Pulsen das Objekt thermisch im wesentlichen
nicht zu belasten.
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Ferner ist es möglich, daß beispielsweise in der Steuerung 23 der
Anzeigevorrichtung 27 ein Speicher 24 für Bilddaten
vorgesehen ist und aktuelle Bilder des Objekts jeweils mit relativ
großen
zeitlichen Abständen
T aufgenommen werden und die jeweils aufgenommenen Bilddaten dann
bis zur nächsten
Aufnahme eines neuen Bilds durch die Anzeigevorrichtung 27 für die Betrachtung
durch den Benutzer dargestellt werden. Hierbei ist die Zeitdauer
T so klein zu wählen,
daß eine
ausreichend ruckfreie Darstellung des Objekts für den Betrachter erfolgt, wenn das
Objekt ein bewegtes Objekt ist oder Bewegungen des Objekts zu erwarten
sind.
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Ferner ist es möglich, daß die Lampe 31 zwei verschiedene
Lichtquellen umfaßt,
welche in jeweils verschiedenen Wellenlängenbändern Licht emittieren. Die
beiden Lichtquellen werden von der Steuerung 23 derart
angesteuert, daß die
eine Lichtquelle einen Lichtpuls emittiert, wenn die andere Lichtquelle einen
Lichtpuls nicht emittiert und umgekehrt. Während des Lichtpulses einer
jeden der beiden Lichtquellen erzeugen die Kameras 19L und 19R jeweils eine
Aufnahme und übermitteln
die entsprechenden Daten an die Steuerung 23. Damit werden
zeitlich alternierend Bilder des Objekts 9 in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen
gewonnen. Beispielsweise ist es somit möglich, zeitlich alternierend
ein Bild des Objekts 9 mit Normallicht und mit Infrarotlicht
aufzunehmen. Für
beide Wellenlängenbereiche
erfolgt die Beleuchtung diskontinuierlich. Die Beleuchtung kann allerdings
auch gleichzeitig erfolgen und eine Trennung kann dann spektral
vorgenommen werden.
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Nachfolgend werden weitere Varianten
der anhand der 1 und 2 erläuterten Ausführungsformen
beschrieben. Hierbei sind Komponenten, die Komponenten der 1 und 2 hinsichtlich ihrer Funktion oder ihres
Aufbaus entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern wie in den 1 und 2 versehen zur Unterscheidung jedoch
durch einen Buchstaben ergänzt.
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Ein in 3 dargestelltes
Mikroskopiesystem 1a umfaßt eine Mikroskopieoptik 3a zur
Abbildung eines Objekts 9a, welches im Bereich einer Objektebene
eines Objektivs 5a mit einer optischen Achse 7a angeordnet
ist. Aus einem parallelen Strahlengang oberhalb des Objektivs 5a greifen
Zoomsysteme 41L und 41R Teilstrahlenbündel 13La bzw. 13Ra aus
dem Strahlengang heraus, welche aus unter verschiedenen Winkeln
zur optischen Achse 7a von dem Objekt 9a ausgehenden
divergenten Strahlenbündeln 15La bzw. 15Ra hervorgehen.
Die Teilstrahlenbündel 13La, 13Ra durchlaufen nach
den Zoomsystemen 41L, 41R noch in 3 nicht dargestellte Prismen und sodann
Okulare 43L bzw. 43R, in welche der Benutzer mit
seinem linken Auge 45L und rechtem Auge 45R Einblick
nimmt, um ein stereoskopisches Abbild des Objekts 9a wahrzunehmen,
wobei die Zoomsysteme 41L, 41R eine Vergrößerung der
Abbildung ändern
können.
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In den Strahlengängen zwischen Okular 43L, 43R und
Objektiv 5a ist jeweils ein Filter 47L bzw. 47R vorgesehen,
welcher lediglich für
Licht transparent ist, dessen Wellenlänge kleiner ist als ein vorbestimmter
Wellenlängenwert,
hier beispielhaft 700 nm. Damit gewinnt der Betrachter von dem Objekt
durch direkte Betrachtung ein optisches Abbild mit einem Wellenlängenspektrum,
welches tiefrotes Licht im wesentlichen nicht umfaßt.
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Eine Lampe 51 erzeugt einen
Beleuchtungslichtstrahl 53, welcher über einen Umlenkspiegel 55 umgelenkt
wird und das Objektiv 5a durchsetzt, so daß das Objekt 9a durch
den Beleuchtungslichtstrahl 53 beleuchtet wird. Ein Filter 57 ist
in dem Beleuchtungslichtstrahl 53 angeordnet, um Licht
der Lampe 51 aus dem Strahl 53 auszublenden, dessen
Wellenlänge
größer ist
als die vorbestimmte Wellenlänge (700
nm), da dieses Licht auch nicht zu den Augen 45L, 45R des
Betrachters übertragen
wird und damit für
die direkte Abbildung des Objekts 9a nicht verwendet wird.
Eine Ausblendung dieses Lichts ist unter anderem auch deshalb sinnvoll,
da dieses einerseits einen relativ großen Beitrag zur thermischen Belastung
des Objekts liefert und andererseits die spektrale Empfindlichkeit
des Auges in diesem Wellenlängenbereich
geringer wird.
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Der Beleuchtungslichtstrahl 53 weist
eine zeitlich im wesentlichen gleichförmige Intensität auf.
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Das Mikroskopiesystem 1a umfaßt allerdings eine
Kamera 19a und eine Anzeigevorrichtung 27a, um
wenigstens einem Auge 45R des Benutzers ein Bild des Objekts 9a darzustellen,
welches das Objekt 9a unter Lichtwellenlängen darstellt,
welche größer sind
als die vorbestimmte Wellenlänge
(700 nm). Hierzu umfaßt
das System 1a im Strahlengang des Teilstrahlenbündels 13Ra vor
dem Okular 43R einen dichroidischen Spiegel 59,
welcher Licht mit Wellenlängen,
die größer sind
als die vorbestimmte Wellenlänge,
aus dem Strahlengang auskoppelt, so daß dieses über eine Kamera-Adapteroptik 11a auf
eine lichtempfindliche Fläche 17a der
Kamera 19a abgebildet wird. Von der Kamera 19a erzeugte
Bilddaten werden an eine Steuerung 23a über eine Datenleitung 21 übertragen.
Die Bilddaten werden dann von der Steuerung 23a über eine
Datenleitung 61 an eine LCD-Anzeige 63 übertragen,
welche die Bilddaten als Bild darstellt, welches über eine
Kollimationsoptik 65 und einen Einkoppelspiegel 67 zur Überlagerung gebracht
wird mit dem Teilstrahl 13Ra, so daß das Bild der Anzeige 63 ebenfalls
von dem Auge 45R des Benutzers in Überlagerung mit dem direkten
optischen Abbild des Objekts 9a wahrnehmbar ist.
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Das Mikroskopiesystem 1a stellt
ferner einen gepulsten Beleuchtungsstrahl 33a bereit, welcher durch
eine Lampe 31a und einen Kollimator 71 erzeugt
wird und über
einen Umlenkspiegel 73 durch das Objektiv 5a auf
das Objekt 9a gerichtet wird. In einem Strahlengang des
Beleuchtungslichstrahls 33a ist ein Filter 75 vorgesehen,
welcher Licht der Lampe 31a ausblendet, dessen Wellenlänge kleiner ist
als die vorbestimmte Wellenlänge
(700 nm). Die Modulation des Lichtstrahls 33a in Lichtpulse
erfolgt durch ein Chopper-Rad 77, dessen Antriebsmotor 79 über eine
Steuerleitung 37a synchronisiert wird mit Belichtungszeiten
der Kamera 19a, welche von der Steuerung 23a über eine
Steuerleitung 39a getriggert wird.
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Damit erfolgt in einem Wellenlängenbereich oberhalb
der vorbestimmten Wellenlänge
die Darstellung des Objekts 9a auf ähnliche Weise, wie dies bereits
anhand der 1 und 2 erläutert wurde, das heißt durch
eine zeitlich wiederkehrende Aufnahme von Bildern des Objekts 9a mittels
einer Kamera und Darstellung der Bilder über eine Anzeigevorrichtung, wobei
eine Beleuchtung des Objekts mit Licht in diesem Wellenlängenbereich
dann nicht vorgenommen wird, wenn die Kamera 19a auch kein
Licht zur Erzeugung der Bilder detektiert.
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In dem Wellenlängenbereich unterhalb der vorbestimmten
Wellenlänge
erhält
der Betrachter ein Abbild des Objekts über einen direkten optischen Strahlengang
durch das Objektiv, die Zoomsysteme und die Okulare. Die zeitlich
nicht kontinuierliche Beleuchtung des Objekts 9a mit dem
Strahl 33a ist auf Wellenlängen oberhalb der vorbestimmten
Wellenlänge
beschränkt,
so daß die
direkte optische Darstellung des Objekts 9a mit gleichförmiger Intensität erfolgt,
was zudem durch die Filter 47L und 47R gewährleistet
ist.
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Es ist auch möglich, daß nicht nur dem rechten Auge 45R des
Benutzers ein Bild in dem Wellenlängenbereich oberhalb der vorbestimmten
Wellenlänge
dargeboten wird, sondern auch dem linken Auge 45L. Es sind
dann auch in dem Strahlengang des linken Teilstrahlenbündels 13La ein
Auskoppelspiegel und eine Kamera (in 3 nicht
dargestellt) vorgesehen, um Bilddaten zu gewinnen, welche über eine
weitere Anzeige und einen weiteren Einkoppelspiegel dann wieder
in den Strahlengang zu dem Okular 43L hin eingekoppelt
werden.
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Es ist möglich, daß eine Darstellung des von der
Kamera 19a aufgenommenen Bildes durch die Anzeige 63 in
einer Farbe erfolgt, welche verschieden ist von der Farbe des Lichts,
mit dem die Kamera 19a die Bilder aufnimmt. Dies ist insbesondere
dann sinnvoll, wenn die Kamera 19a Bilder in für das menschliche
Auge unsichtbarem Infrarotlicht aufnimmt. Diese Bilder können dann
durch die Anzeige 63 beispielsweise in sichtbarer roter
Farbe für
das Auge 43R dargestellt werden.
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Dies ist zum Beispiel dann sinnvoll,
wenn in dem Objekt 9a ein Fluoreszenzfarbstoff enthalten
ist, dessen Fluoreszenz mit dem Beleuchtungslichtstrahl 33a angeregt
wird und dessen Fluoreszenzlicht durch die Kamera 19a beobachtet
wird.
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Das Mikroskopiesystem 1a umfaßt als eine Ergänzung noch
eine weitere Kamera 81, welcher Licht des Teilstrahlenbündels 13La über einen
Auskoppelspiegel 83, einen Filter 85 und eine
Kamera-Adapteroptik 87 zugeführt wird. Der Filter 85 ist
für Licht
transparent, dessen Wellenlänge
kleiner ist als die vorbestimmte Wellenlänge (700 nm), so daß die Kamera 81 Bilder
in dem Wellenlängenbereich
gewinnt, in welchem die Kamera 19a Bilder nicht gewinnt.
Bilddaten der Kamera 81 werden über eine Datenleitung 89 an
die Steuerung 23a übertragen. Die
Kamera 81 dient dazu, eine Darstellung des Objekts 9a auch
einem Benutzer zukommen zu lassen, welcher nicht die Gelegenheit
hat, durch die Okulare 43L, 43R Einblick in die
Mikroskopieoptik 1a direkt zu nehmen. Ein solcher Benutzer
trägt eine
kopfgetragene Anzeigevorrichtung 91, wie sie bereits vorangehend
im Zusammenhang mit der in 1 gezeigten Ausführungsform
erläutert
wurde. Obwohl dies in 3 der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt ist, ist es möglich, eine der Kamera 81 in
dem linken Teilstrahlenbündel 13La entsprechende
Kamera in dem rechten Teilstrahlenbündel 13Ra anzuordnen, um
die durch diese Kamera gewonnenen Bilddaten der rechten Anzeige 93R der
Anzeigevorrichtung 91 zuzuführen und die durch die Kamera 81 gewonnenen
Bilddaten der linken Anzeige 93L der Anzeigevorrichtung 91 zuzuführen, so
daß der
die Anzeigevorrichtung 91 tragende Be nutzer ebenfalls ein
stereoskopisches Bild des Objekts im sichtbaren Bereich erhält.
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Einer linken Anzeige 93L der
Anzeigevorrichtung 91 werden über eine Datenleitung 95 die Bilddaten
zugeführt,
welche durch die Kamera 81 erzeugt wurden, so daß dieses
Auge das Bild des Objekts 9a wahrnimmt, welches in dem
Wellenlängenbereich
unterhalb der vorbestimmten Wellenlänge aufgenommen wurde. Einer
rechten Anzeige 93R der Anzeigevorrichtung 91 werden über die
Datenleitung 95 die Bilddaten zugeführt, die von der Kamera 19a erzeugt
werden, so daß das
rechte Auge des die Vorrichtung 91 tragenden Benutzers
die Darstellung des Objekts 9a in dem Wellenlängenbereich
oberhalb der vorbestimmten Wellenlänge wahrnimmt.
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Hierbei ist des möglich, daß die Kamera 81 auch
derart ausgewählt
wird, daß sie
für Licht
in dem Wellenlängenbereich
unterhalb der vorbestimmten Wellenlänge nicht empfindlich ist.
Es ist dann möglich,
den Filter 85 nicht vorzusehen.
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Die in den vorangehend geschilderten
Strahlengängen
angeordneten Filter können
jeweils ersetzt werden durch Spiegel, welche bestimmte Wellenlängenbereiche
nicht reflektieren.
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Zusammenfassend wird ein Mikroskopieverfahren
und ein Mikroskopiesystem vorgeschlagen, bei dem eine Kamera 19a über eine
Mikroskopieoptik Bilder zeitlich wiederkehrend gewinnt und diese
Bilder zur Betrachtung durch einen Benutzer mittels eines Anzeigesystems 63, 65, 67 dargestellt
werden. Eine Beleuchtung des Objekts erfolgt ebenfalls zeitlich
wiederkehrend mit Lichtpulsen 33a hoher Lichtintensität, zwischen
denen das Objekt nicht beleuchtet wird oder mit Licht einer geringen
Intensität
beleuchtet wird.