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Aus
der
US 5,031,099 A der
Anmelderin ist ein computerunterstütztes Video-Mikroskop bekannt, das
aus einem Mikroskop mit einem konventionellen Mikroskopstativ, einem
dazu separat angeordneten Computer und die zum Computer zugehörigen Peripherie-Geräte wie Monitor,
Drucker, Tastatur usw. besteht. Der Computer umfasst dabei diverse
Steckkarten, die sowohl die Kommunikation mit den Peripherie-Geräten als
auch die Ansteuerung unterschiedlicher motorischer Funktionen des
Mikroskops, wie den motorischen Fokussiertrieb und den motorischen Kreuztisch,
ermöglichen.
Nachteilig an solchen nicht-integrierten Lösungen ist der enorme Platzbedarf,
da sowohl das gesamte Mikroskop als auch die Peripherie-Geräte des Computers,
wie Monitor, Tastatur und ggf. anderweitige Eingabemittel wie Computer-Mouse
oder Trackball, nebeneinander auf dem Arbeitstisch anzuordnen sind.
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Aus
der
GB 20 84 754 A ist
des weiteren ein modular aufgebautes Mikroskop bekannt, das aus
einem Rahmen mit mehreren Einschubfächern besteht und bei dem das
Beleuchtungsmodul und das Beobachtungsmodul in unterschiedliche
Fächer
dieses Rahmens einsetzbar sind. Hierdurch kann je nach Bedarf mit
Hilfe derselben optischen Komponenten wahlweise ein aufrechtes oder
ein inverses Mikroskop realisiert werden. Angesprochen ist hier
außerdem
die Möglichkeit, über einen
Videoausgang eine Video-Kamera mit nachfolgender Bildverarbeitung anzuschließen. Der
Platzbedarf dieses Systems ist jedoch mindestens ebenso groß, wie der
des Mikroskops aus dem o. g. US-Patent.
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In
der
US 4,361,377 A ist
darüber
hinaus ein monokulares Kompaktmikroskop beschrieben, das ein geschlossenes
Gehäuse
aufweist und bei dem das mikroskopische Präparat über eine Gehäuseöffnung zur
Beobachtung in das Innere des Gehäuses einführbar ist. Hierbei handelt
es sich jedoch um ein Einfachst-Mikroskop, bei dem keine Computerunterstützung wie
Bildaufzeichnung oder Bildverarbeitung möglich ist.
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Aus
der
US 4,896,966 A ist
ein Mikroskop nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
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Die
vorliegende Erfindung soll ein computerunterstütztes Video-Mikroskop, insbesondere
für klinische
oder pathologische Routineuntersuchungen schaffen, das einen kompakten
Aufbau aufweist, nur wenig Platz auf dem Arbeitsplatz des Mikroskopikers beansprucht
und das dennoch eine Orientierung auf dem Präparat ermöglicht.
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Dieses
Ziel wird durch ein Mikroskop mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen
der abhängigen
Ansprüche.
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Das
erfindungsgemäße Video-Mikroskop weist
ein geschlossenes Gehäuse
auf, innerhalb dessen sämtliche
optischen Komponenten des Mikroskops angeordnet sind. Die Frontseite
des Gehäuses
weist darüber
hinaus eine Öffnung
zum Einführen
eines mikroskopischen Präparates
auf einem Standard-Objektträger
auf. Mit der Erfindung wird dementsprechend die bisher übliche Mikroskopkonstruktion,
bei der Objektiv, Kondensor und Objekttisch frei zugänglich sind,
verlassen. Für
den Benutzer zugänglich
verbleiben lediglich der Öffnungsschlitz
zum Einführen
des Präparates
und ggf. das Lampenfach, damit die zur Beleuchtung des mikroskopischen
Präparates
dienende Lampe im Falle eines Schadens auswechselbar ist. Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Video-Mikroskopes
kann dabei insbesondere quaderförmig
ausgebildet sein, so dass der Video-Monitor auf das Mikroskop gestellt werden
kann. Die äußeren Gehäuseabmessungen entsprechen
dabei denen von handelsüblichen
Disketten- oder Kompaktdisk-Laufwerken, sodass die dafür vorgesehenen
Standardgehäuse
mit integriertem Netzteil verwendet werden können. Es können dann auch Mikroskop und
derartige Laufwerke oder mehrere Mikroskope übereinander gestapelt werden, so
dass der zusätzliche
Platzbedarf für
das Mikroskop auf dem Arbeitstisch des Mikroskopikers nahezu verschwindet.
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Da
beim erfindungsgemäßen Mikroskop
das in das Mikroskop eingeführte
Präparat
nicht zugänglich
ist und demzufolge eine Orientierung auf dem Präparat nicht möglich ist,
ist im Inneren des Gehäuses
in der Nähe
der Öffnung
ein Zeilensensor angeordnet, an dem das Präparat beim Einführen vorüber geschoben
wird. Dadurch kann ein grobes Übersichtsbild
des Präparates
erzeugt und auf dem Monitor zur Orientierung dargestellt werden.
Gleichzeitig kann ein ggf. auf dem Objektträger vorhandener Barcode mittels
der Diodenzeile abgetastet und die darin kodierten Informationen
können
direkt in einem Speicher des Computers abgelegt werden. Anstelle
oder zusätzlich
zu einem Barcode können
auch eventuell auf dem Präparatträger vorhandene
Schriftzeichen mittels einer OCR (Optical Character Recognition) Bildverarbeitungs-Software
erkannt und in Form entsprechender ASCII-Zeichen in einer Datenbank
des Computers abgelegt werden.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das Mikroskop zum Einführen
direkt in die Laufwerkschächte
eines Personal Computers ausgebildet. Vorzugsweise nimmt dabei das
Mikroskop nur ein oder zwei Plätze
der Standardschachtgröße von 5
1/4 Zoll ein. Dadurch wird der sonst bei Computern in sogenannter
Rack-Bauweise ungenutzte Platz freier Laufwerkschächte ausgenutzt.
Außerdem
kann dann gleichzeitig das Netzteil des Computers auch für die Stromversorgung
des Mikroskops herangezogen werden, so dass ein zusätzliches
Netzteil für
das Mikroskop eingespart werden kann.
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Beim
erfindungsgemäßen Mikroskop
sind bei horizontal ausgerichteter Objektebene die horizontalen
Abmessungen des Mikroskops größer als die
vertikalen Abmessungen. Hierin unterscheidet sich das erfindungsgemäße Mikroskop
schon rein äußerlich
von den bisherigen Mikroskopkonstruktionen.
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Die
Steuerung des gesamten Mikroskops – mit Ausnahme des Einführens des
Präparates – erfolgt über die
Eingabemittel des Computers, wie z. B. Tastatur, Mouse, Trackball
oder Trackpad. Sämtliche beweglichen
optischen und mechanischen Komponenten innerhalb des Mikroskops
sind deshalb motorisch angetrieben. Die elektronischen Komponenten zur
Ansteuerung der motorischen Bewegungen sollten dabei auf einer Treiberkarte
außerhalb
des Mikroskops, beispielsweise auf einer Steckkarte des Computers,
angeordnet sein. Die von der Treiberkarte abgegebene Wärme wird
dadurch vom Mikroskop fern gehalten und kann demzufolge nicht zu
thermischen Ausdehnungen innerhalb des Mikroskops führen, die den
Strahlengang nachteilig beeinflussen würden. Die Treiberkarte und
das Mikroskop sind dann über einen
digitalen Datenpfad, beispielsweise den Computerbus, miteinander
verbunden.
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Für einen
besonders kompakten Aufbau ist eine im wesentlichen Z-förmige Strahlführung innerhalb
des Mikroskops vorteilhaft. Das von einer Lichtquelle emittierte
Licht wird dabei zunächst
entlang einer in einer ersten Ebene, einer Beleuchtungsebene, liegenden
optischen Achse geführt,
etwa in der Mitte des Mikroskops durch einen Spiegel in eine zur
Beleuchtungsebene senkrechte Richtung umgelenkt und nach Durchtritt
durch das Präparat
durch einen zweiten Spiegel entlang einer in einer zweiten, zur ersten
Ebene parallelen Beobachtungsebene liegenden optischen Achse umgelenkt
und nachfolgend in dieser zweiten Ebene zum Videosensor geführt. Um sowohl
in der Beleuchtungsebene als auch in der Beobachtungsebene eine
hinreichend lange optische Wegstrecke zu erzielen, kann der Strahlengang
in jeder dieser Ebenen zusätzlich
noch gefaltet sein. In einer weiteren, zur Beleuchtungs- und zur
Beobachtungsebene parallelen dritten Ebene sollte als Objekttisch
eine Auflagefläche
vorgesehen sein, die mit der Einführöffnung im Gehäuse fluchtet.
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Für die Bewegung
des Präparates
zur Auswahl des interessierenden Objektdetails, kann ein in zwei
zueinander senkrechten Richtungen beweglicher zangenartiger Manipulator
vorgesehen sein. Dieser Manipulator ergreift das Präparat bei
dessen Einführen
in einer vorgegebenen Übergabeposition und
führt es
anschließend
auf der Auflagefläche
gleitend in die gewünschte
Position.
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Um
trotz des kompakten Aufbaus und des daraus resultierenden Verzichts
auf wechselbare Objektive unterschiedliche Vergrößerungen zu ermöglichen,
sollte das Mikroskop-Objektiv mehrteilig ausgebildet und das die
Frontlinse oder Frontlinsengruppe enthaltende Frontteil des Objektivs
motorisch aus dem Strahlengang ausschwenkbar sein. Mindestens eine
zweite Teilkomponente des Objektivs sollte darüber hinaus zur Fokussierung
parallel zu seiner optischen Achse motorisch verschiebbar sein.
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Nachfolgend
werden Einzelheiten der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 Eine
perspektivische Darstellung eines Arbeitsplatzes mit einem Mikroskop
nach der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Schnitt durch die Beobachtungsebene des erfindungsgemäßen Mikroskops;
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3 einen
Schnitt durch das Mikroskop in 2 in einer
zur 2 senkrechten Ebene und
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4 ein
Blockschaltbild der Einheit aus Mikroskop und Computer.
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In
der perspektivischen Darstellung der 1 ist mit
(1) der Arbeitstisch des Mikroskopikers bezeichnet. Unter
dem Tisch (1) ist das Rack (2) eines Personal
Computers (3) (aufrecht stehend) angeordnet. Das Mikroskop
(4) ist in einen der zur Verfügung stehenden Laufwerkschächte des
Computer-Rack's
(2) eingeführt.
Die übrigen
Laufwerkschächte
können
entweder frei sein oder weitere, nicht dargestellte Mikroskope gleicher
oder ähnlicher Bauart
oder, wie in 4 angedeutet, Laufwerke (37, 38)
wie Floppy-Laufwerke oder CD-Laufwerke, enthalten. Die Bedienung
des Mikroskopes (4) erfolgt – mit Ausnahme des Einführens und
Herausnehmens der Präparate
in die bzw. aus der Einführöffnung (25) – mittels
der Computer-Mouse (5) und der Tastatur (6) des
Computers. Zur Darstellung der mikroskopischen Bilder dient der
Video-Monitor (7).
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Durch
die kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Mikroskops (4)
nimmt dieses auf der Tischoberfläche
des Arbeitsplatzes (1) überhaupt keinen
Platz ein, so dass der Arbeitsplatz lediglich mit den für die Computerbedienung
erforderlichen Peripheriegeräten
belegt ist. Und selbst wenn im Computer-Rack (2) kein Laufwerkschacht
verfügbar
ist, z. B. weil sämtliche
Laufwerkschächte
belegt sind oder weil anstelle eines Computers in Rack-Bauweise
ein sogenannter Desk-Top-Rechner verwendet wird, kann eine alternative
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mikroskops
(4') unter
dem Videomonitor (7) positioniert werden. Das Mikroskop
(4') weist
ein Standardgehäuse
für externe
Laufwerke und ein zusätzliches
Verbindungskabel zur Treiberkarte im Computer auf. Im Falle eines
Desk-Top-Rechners können
dann der Computer, das Mikroskop (4'), ggf. ein oder mehrere Laufwerke
und der Monitor (7) übereinander
gestapelt sein. Obwohl das Mikroskop (4') nicht als Einschub sondern als
Zusatzgerät
konzipiert ist, hat es annähernd
denselben Aufbau wie das nachfolgend noch näher beschriebene Mikroskop
(4). Die einzigen Unterschiede sind, dass das Mikroskop
(4') ein
separates Netzteil (nicht dargestellt) aufweist und im Gegensatz
zum Mikroskop (4) nicht an den schnellen PC-Bus des Computers
(3) sondern an eine der Schnittstellenkarten des Computers
(3) angeschlossen ist.
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Im
Blockschaltbild der 4 ist das Computer-Rack (2)
gestrichelt angedeutet. Innerhalb des Racks (2) sind der
Computer (3), mehrere Laufwerke (37, 38)
und das Mikroskop (4) angeordnet und über den schnellen PC-Bus (35),
beispielsweise mit 32 Bit Datenbreite, verbunden. Für die Stromversorgung des
Mikroskops (4) dient das Computernetzteil (39). Für die Steuerung
des Mikroskops ist im Computer (3) eine Treiberkarte (40)
vorgesehen, auf der die elektronischen Komponenten zur Ansteuerung
der verschiedenen Motoren im Mikroskop (4) angeordnet sind. Über die
Treiberkarte (40) wird das Mikroskop (4) entsprechend
eines im Arbeitsspeicher des Computers (3) geladenen Programms
(42) gesteuert. Über
mehrere Schnittstellenkarten (41) ist der Computer (3)
in bekannter Weise mit den Peripheriegeräten, wie Monitor (7),
Tastatur (8) und Mouse (5) verbunden.
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Wie
den 2 und 3 entnehmbar ist, hat das Mikroskop
(4) ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse (8), in dem sämtliche
optischen und mechanischen Komponenten des Mikroskops angeordnet
sind. Das Gehäuse
(8) besteht dabei in üblicher
und nicht näher
dargestellter Weise aus zwei oder drei miteinander verbundenen,
beispielsweise verschraubten, Teilen. Die einzige Öffnung des
Gehäuses
ist ein als Einführöffnung für das Präparat dienender
horizontaler Schlitz (25) an der Frontseite (8a)
des Gehäuses
(8). Außerdem
ist ein Deckelteil (31) neben der Einführöffnung (25) zum Auswechseln
der Lampe (10) abnehmbar an der Frontseite (8a)
vorgesehen.
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Die
Strahlführung,
definiert durch die optischen Achsen der jeweiligen optischen Komponenten,
erfolgt innerhalb des Mikroskops im wesentlichen in zwei verschiedenen
Ebenen. Eine dieser Ebenen ist die Beobachtungsebene und entspricht der
Schnittebene der 2. Die zweite Ebene ist die Beleuchtungsebene
und liegt unterhalb der Zeichenebene in 2. Beleuchtungsebene
und Beobachtungsebene sind parallel zueinander.
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Zusätzlich zur
Beleuchtungsebene und Beobachtungsebene existiert eine dritte Ebene,
die ebenfalls parallel zur Beleuchtungsebene und Beobachtungsebene
liegt. Dieses ist die Präparatebene, die
durch die Oberfläche
einer transparenten Platte (33) aus Glas oder Glaskeramik
gebildet wird und mit der die Einführöffnung (25) fluchtet.
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Die
Lichtquelle (10) für
das Mikroskop ist im vorderen Bereich des Gehäuses, seitlich der Einführöffnung (25)
angeordnet. Von der Lichtquelle (10) verläuft der
Beleuchtungstrahlengang zunächst
im wesentlichen parallel zur Seitenwand des Mikroskops nach hinten
und durchläuft
dabei einen über
einen Motor (11a) angetriebenen Kondensor-Zoom (11).
Der Kondensor-Zoom
(11) dient zur Feineinstellung des Leuchtfeldes. Hinter
dem Kondensor-Zoom (11) wird der Beleuchtungsstrahlengang
durch einen Spiegel (12) innerhalb der Beleuchtungsebene schräg nach vorn
zurückreflektiert
und durchläuft
anschließend
den ersten Teil (13) eines zweiteiligen Kondensors. Über einen
nachfolgenden Spiegel (15) wird der Beleuchtungsstrahlengang
senkrecht zur Beleuchtungsebene nach oben abgelenkt und durchläuft vor
der Präparatebene
den zweiten Teil (16) des Kondensors, der den Frontteil
des Kondensors bildet. Beide Kondensorteile (13, 16)
können
mehrere Linsen oder Linsengruppen enthalten, sind jedoch in den
Figuren zur Vereinfachung jeweils als Einzellinsen dargestellt. Über einen
motorischen Blendenschieber (14) mit mehreren Öffnungen
unterschiedlichen Durchmessers, Ringblenden und DIC-Prismen ist
die Apertur des Beleuchtungsstrahlenganges und/oder das gewünschte Kontrastverfahren
einstellbar. Zur Ausleuchtung besonders großer Leuchtfelder ist außerdem das
Frontteil (16) des Kondensors ebenfalls motorisch aus dem
Strahlengang ausschwenkbar. Über
die Einstellung der Apertur mit dem Blendenschieber (14)
und die Einstellung des Leuchtfeldes durch den Kondensor-Zoom (11)
ist auch beim erfindungsgemäßen Mikroskop
eine Köhlersche
Beleuchtung realisierbar.
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Die
beobachtungsseitige Anordnung der optischen Komponenten ist im wesentlichen
zum Schnittpunkt der optischen Achse des Beleuchtungsstrahlenganges
mit der Präparatebene
punktsymmetrisch zum Beleuchtungsstrahlengang. Die optischen Komponenten
des Frontteils (17) des Objektivs sind demzufolge koaxial
zum Frontteil (16) des Kondensors angeordnet und eben falls
für eine
Abbildung mit geringem Vergrößerungsmaßstab aus
dem Strahlengang motorisch ausschwenkbar. Hinter dem Frontteil (17)
des Objektivs wird der vertikal verlaufende Strahlengang über einen
weiteren Spiegel (18) in die zur Beleuchtungsebene parallele
Beobachtungsebene umgelenkt und durchläuft nachfolgend ein zweites Objektivteil
(20). Ebenso wie beim Kondensor (13, 16)
können
auch die beiden Objektivteile (17, 20) jeweils
mehrere Linsen oder Linsengruppen umfassen und sind nur zur Vereinfachung
als Einzellinsen dargestellt. Über
einen nachfolgenden Spiegel (21) wird der Strahlengang
in der Beobachtungsebene nach hinten umgelenkt und gelangt hinter
einem über
einen Motor (22a) angetriebenen Beobachtungs-Zoom (22)
auf einen Video-Chip (23).
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Für bestimmte
Kontrastverfahren wie z. B. Phasenkontrast oder Differential-Interferenzkontrast (DIC)
ist im Beobachtungsstrahlengang ein weiterer motorischer Blendenschieber
(19) mit mehreren unterschiedlichen Schaltpositionen (19a, 19b),
von denen hier nur zwei dargestellt sind, angeordnet. Die Schaltstellungen
dieses Blendenschiebers (19) sind mit den Schaltstellungen
des Kondensorblendenschiebers (14) über ein Computerprogramm gekoppelt,
so daß automatisch
bei Auswahl eines speziellen Kontrastverfahrens und der entsprechenden Schaltstellung
des Blendenschiebers (14) der zugehörige Kontrastdemodulator (19a, 19b)
in den Strahlengang eingeschaltet ist. Ist z. B. Phasenkontrast gewünscht und
dementsprechend über
den Blendenschieber (14) eine Ringblende in den Strahlengang eingeschaltet,
so wird automatisch über
den Blendenschieber (19) die zugehörige Phasenplatte in den Beobachtungsstrahlengang
geschaltet. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für Differential-Interferenzkontrast,
wobei dann sowohl beleuchtungsseitig als auch beobachtungsseitig
entsprechende, aneinander angepaßte DIC-Prismen und Polarisationsfolien
eingeschaltet sind.
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Für den Transport
eines in den Einfuhrschlitz (25) eingesteckten Präparates
sind zwei unterschiedliche Transportmechanismen vorgesehen. Der
erste Transportmechanismus besteht aus einem Präparateinzug (26),
der beispielsweise aus einer unmittelbar hinter dem Einführschlitz
(25) und oberhalb der Präparatebene angeordneten, motorisch
getriebenen Antriebsrolle bestehen kann. Mittels des Einzuges (26)
wird das Präparat
in das Innere des Mikroskops hineingezogen. In einer Übergabeposition,
wird nachfolgend das Präparat
von einem zangenförmigen
Manipulator (29, 29a, 29b) erfaßt und von
seinen beiden Klauen (29a, 29b) festgeklemmt.
Die Klemmbewegung der beiden Zangenklauen (29a, 29b)
erfolgt durch einen nicht dargestellten Elektromagneten oder durch
Federkraft. Der Manipulator (29, 29a, 29b)
ist in zwei zueinander senkrechten Richtungen parallel zur Präparatebene
beweglich. Dafür
ist der Manipulator (29, 29a, 29b) selbst
zunächst
an einer Zahnstange (28) geführt und die Zahnstange (28)
in zwei zueinander parallelen Stangen (27a, 27b),
die zur Zahnstange (28) jeweils senkrecht stehen, geführt. Eine
der beiden parallelen Stangen (27a) ist dabei als Gewindestange
ausgeführt,
die für
die Bewegung des Manipulators (29) in Richtung auf den
Einführschlitz
(25) durch einen am Gehäuse
angeordneten Motoren (27c) zu einer Drehbewegung angetrieben
ist. Für
den Antrieb in der dazu senkrechten Richtung ist im Manipulator
(29) selbst ein weiterer Mikromotor (34) vorgesehen.
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An
dieser Stelle sei ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß in
den 2 und 3 zwar die optischen Komponenten
und die motorischen Antriebe, aus Übersichtlichkeitsgründen jedoch
nicht deren Verbindungsleitungen zum Busstecker (24) dargestellt
sind. Sämtliche
Verbindungen zwischen dem Computer (3) und dem Mikroskop
erfolgen über
den Stecker (24), durch den das Mikroskop an den PC-Bus
(35) (siehe 4) angeschlossen ist. Der Stecker
(24) dient daher als Datenein- und -ausgang.
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Für die Überwachung
der Einführöffnung (25)
ist unmittelbar hinter dieser eine Diodenzeile (32) angeordnet.
Diese Diodenzeile (32) überwacht die
Einführöffnung und
dient gleichzeitig zur Erzeugung eines Übersichtsbildes des Präparates.
Wird ein Präparat
auf einem Objektträger
(30) in die Einführöffnung (25)
eingeführt,
so detektiert die Diodenzeile (32) die Änderung der auf sie einfallenden Lichtintensität der Lampe
(10). Alternativ kann die Diodenzeile auch zusammen mit
einer zusätzlichen Leuchtdiode
an der Einführöffnung eine
Lichtschranke bilden. Das Ausgangssignal der Diodenzeile (32) dient
dann zum Erzeugen eines Triggerimpulses, durch den der Präparateinzug
(26) eingeschaltet wird. Bei der Alternative mit zusätzlicher
Leuchtdiode kann durch den Triggerimpuls auch die Lampe (10) selbst
eingeschaltet werden. Während
des Einzugs wird der Präparatträger (30)
unterhalb der Diodenzeile vorbeigeführt und dadurch im Kontaktverfahren
ein Übersichtsbild
des Präparates
(30) scannend aufgenommen und nachfolgend auf dem Monitor
dargestellt. Für
die Beleuchtung bei der Erzeugung dieses Übersichtsbildes wird ein Teil
des aus der Lichtquelle (10) diffus austretenden Lichts
benutzt. Soweit das Präparat
mit einem Barcode oder mit Schriftzeichen versehen ist, wird durch
eine nachfolgende Bildverarbeitung dieses Übersichtsbildes die darin enthaltene Information
dekodiert und in einer dem Präparat
zugeordneten Datei des Computer (3) abgelegt. Nachdem der
gesamte Objektträger
(30) in das Innere des Mikroskops eingezogen ist, wird
der Einzug (26) abgestellt und der Objektträger (30)
von dem Manipulator (29, 29a, 29b) übernommen.
Mittels der Mouse (5) oder eines nicht dargestellten Trackballs
wird nachfolgend der Computer-Cursor
auf dem Monitor (7) auf das gewünschte Objektdetail positioniert. Über die
Antriebe (27c, 34) des Manipulators (29, 29a, 29b)
wird der Objektträger
(30) entsprechend der Position des Computercursors verschoben,
so daß stets
die mit dem Computercursor ausgewählte Position in dem Übersichtsbild
mit dem Schnittpunkt der optischen Achse mit der Präparatebene übereinstimmt.
Die Koordinaten der interessierenden Präparatstellen könne ausgelesen
und abgespeichert werden, so dass diese Präparatstellen auf einem herkömmlichen
Mikroskop mit Hilfe eines Tisch-Nonius einfach für Nachuntersuchungen wieder
gefunden werden können.
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Das
gewünschte
Kontrastierverfahren und die gewünschte
Vergrößerung sind über die
Rechnertastatur (
6) einstellbar. Entsprechend der gewünschten
Vergrößerung wird
die Frontlinse (
17) des Objektivs entweder in den Strahlengang
ein- oder ausgeschwenkt und der Beobachtungs-Zoom (
22) über den
Antriebsmotor (
22a) eingestellt. Die beleuchtungsseitigen
Komponenten wie das Frontteil (
16) des Kondensors und der
Kondensor-Zoom (
11) werden programmgesteuert auf Köhlersche
Beleuchtung eingestellt. Zur Fokussierung im Sinne eines passiven
Autofokus, wie er beispielsweise auch in der eingangs genannten
US 5,031,099 A realisiert
ist, wird das zweite Objektivteil (
20) parallel zur optischen
Achse derart verschoben, bis das mit dem Video-Chip (
23)
aufgezeichnete Bild maximalen Kontrast aufweist. Zusätzlich kann
nachfolgend über
die Mouse oder mittels der Richtungstasten der Computertastatur
manuell nachfokussiert werden, um beispielsweise auf kontrastschwache
Bilddetails zu fokussieren.
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Wenn
das Präparat
hinreichend untersucht wurde und eine weitere Untersuchung nicht
mehr gewünscht
ist, wird der Objektträger
(30) mittels des Manipulators (29, 29a, 29b)
wieder in die Übergabeposition,
in der er vom Manipulator übernommen
wurde, zurückgefahren
und anschließend
durch den Einzug (26) wieder durch die Einführöffnung (25)
aus dem Mikroskop heraus geschoben. Die Diodenzeile (32) überwacht
nachfolgend die Einführöffnung (25) auf
das Einführen
eines weiteren Präparates.
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Die
gesamte in den 2 und 3 dargestellte
Anordnung für
das erfindungsgemäße Mikroskop
weist eine Breite von 140 mm, eine Tiefe von 170 mm und eine Höhe von 40
mm oder 80 mm auf. Der Manipulator (29) zur Bewegung des
Präparates
(30) hat einen freien Bewegungsweg von über 75 mm in der Tiefenrichtung
des Mikroskops und von über
25 mm in der Breitenrichtung des Mikroskops. Damit können sämtliche
Stellen eines konventionellen Objektträgers zwischen die Frontlinsen
von Objektiv und Kondensor gebracht werden. Damit die gesamte Strahlführung so
kompakt wie möglich
erfolgt, hat der Kamera-Chip (23) eine Diagonale von höchstens
einem 1/2'' und ist die gesamte
Optik innerhalb des Mikroskops für
entsprechend kleine Bildfelder ausgelegt. Hierdurch verkürzen sich
die Schnittlängen
der verwendeten Abbildungsoptiken auf etwa 30% bis 50% der Schnittlängen konventioneller
Optiken (für Bildfelddurchmesser
von ca. 20 mm), was für
die kompakte Ausführung
sehr vorteilhaft ist
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Die
Helligkeit der Lampe wird automatisch entsprechend der Bildhelligkeit
des mit dem Kamera-Chip (23) aufgezeichneten Bildes geregelt.
Die sich bei einer Änderung
der Lampenspannung ergebene Änderung
der Farbtemperatur wird nachfolgend durch eine angepasste Gewichtung
der unterschiedlichen Farbanteile des Videobildes kompensiert. Die digitalisierten
Bilddaten werden direkt auf den schnellen PC-Bus mit mindestens 32 Bit Datenbreite übertragen.
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Beim
beschriebenen Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Mikroskops
wurden noch keine Maßnahmen
gegen mechanische Schwingungen vorgenommen. Sollten mechanische
Schwingungen stören,
so können
sämtlich
optischen Komponenten an einer oder mehreren starr miteinander verbundenen
Platinen befestigt und diese Gesamtplatine über elastoviskoses Material
innerhalb eines Außengehäuses gelagert
sein.
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Das
beschriebene Mikroskop ist insbesondere für klinische Routineuntersuchungen
geeignet, bei denen überwiegend
im Durchlicht gearbeitet wird und üblicherweise nur wenige unterschiedliche
Vergrößerungen
und Kontrastverfahren erforderlich sind. Natürlich ist auch ein entsprechendes
Mikroskop im Auflicht denkbar, wobei dann lediglich die Präparatebene
weiter von der Beleuchtungsebene zu beabstanden wäre, um zwischen
der Präparatebene
und der Beleuchtungsebene genügend
Raum für
die Beobachtungsebene zu schaffen.
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Besonders
vorteilhaft ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Mikroskops in der Telepathologie,
weil die gesamte Interaktion mit dem Präparat über den Monitor erfolgt und
da das gesamte Mikroskop software-gesteuert ist. Es bietet sich
daher an, durch Fernübertragung
der Steuerungsdaten mehrere miteinander verbundene Mikroskope identisch
zu steuern.
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Das
erfindungsgemäße Mikroskop
kann auch durch einen Zuführungsautomaten,
der selbsttätig
nacheinander Präparatträger dem
Mikroskop zuführt
und wieder entnimmt, und durch ein Computerprogramm für die automatische
Abarbeitung eines jeden Präparates,
zu einem "Analysenautomaten" ergänzt werden.
Ein solcher "Analysenautomat" ermöglicht dann
die automatische mikroskopische Abarbeitung einer großen Anzahl
gleichartiger Präparate
entsprechend dem vordefinierten Programmablauf.