DE2400799A1

DE2400799A1 - Anordnung zur klassifizierung von objekttraegern

Info

Publication number: DE2400799A1
Application number: DE2400799A
Authority: DE
Inventors: Lynn Granville Amos
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1973-05-04
Filing date: 1974-01-09
Publication date: 1974-11-21
Also published as: US3806257A; IT1010341B; NL7401745A; ES422445A1; SE389918B; CH578175A5; JPS503692A; CA979115A; GB1440109A; FR2228406A5

Description

ALEXANDER R. HERZFELD

RECHTSANWALT TEL. 06 U / 77 91 2S BEI DEM LANDGERICHT FRANKFURT AM MAIN

Anmelderin: Coming Glass Works
Corning, N. Y., USA

Anordnung zur Klassifizierung von Objektträgern

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Klassifizierung von beispielsweise mit einem Blutabstrich oder dergleichen beschickten Objektträgern, die deren optischen Merkmalen entsprechende, elektrische Ausgabewerte liefert.

Die weitgehende Automatisierung der Probenanalyse und Klassifizierung auf Objektträgern, beispielsweise Blutabstrichen zur Zählung der Leukocyten und Bestimmung des weissen Blutkörperdifferenzials ist wegen der häufig erforderlichen, zeitraubenden Vornahme durch Laboranten zur Vermeidung dieses Personalaufwands erstrebenswert. Einen Automatisierungsvorschlag macht J. ¥. Backus, "An Automated Classification of the Peripheral Blood Leukocytes by Means of Digital Image Processing", (Chicago 1971)· Die Abtastung des mit einer

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starken Lichtquelle bestrahlten Objektträgers mit einer Fernsehkamera beschreibt die gleichlaufende Anmeldung P ?.^L- 18 3^1.7 der gleichen Anmelderin. Zur Bestrahlung ist eine sehr intensive Lichtquelle erforderlich, deren Lichtintensität für die Beobachtung aber viel zu stark ist.

Aufgabe der Erfindung ist die zuträgliche und störungsfreie Beobachtungsmöglichkeit in einer Anordnung zur Analyse und Klassifizierung von Objektträgern, in der der Objektträger mit einer intensiven Lichtquelle bestrahlt und ein fernsehartiger Detektor auf das intensive Licht anspricht und elektrische Ausgabewerte erzeugt.

Die Aufgabe wird durch die Anordnung der Erfindung in der Weise gelöst, dass ein im Strahlengang zwischen dem Objektträger und dem Detektor angeordnetes erstes Prisma mit einer ersten, im geeigneten Winkel zum Strahlengang angeordneten Fläche einen kleinen Teil der Lichtenergie zu einem Okular reflektiert und mit einer zweiten, im geeigneten Winkel angeordneten Fläche aus dem Prisma und dem Okular weggerichtet reflektiert, und ein zwischen dem ersten Prisma und dem Detektor angeordnetes zweites Prisma geeigneter geometrischer Gestalt unter Wiederherstellung der erforderlichen Richtung des Strahlengangs zwischen dem Objektträger und dem Detektor durch totale Innenreflexion unerwünschte Reflexionen aus der Anordnung hinausleitet.

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Durch, diese Anordnung werden einmal störende Geister- oder Nebenbilder ausgeschaltet, indem Zweitreflexionen vom Okular hinweggeleitet werden. Weiter ist die erste Reflexion auf das erste Prisma nach IFresnell's Gesetz in vorwiegend einer Sichtung polarisiert, so dass durch Einschalten eines Linearpolarisators der ins Okular gelangende Bruchteil der Lichtmenge noch kontinuierlich einstellbar gedämpft werden kann. Damit besteht die Möglichkeit der Einstellung der Lichtintensität auf eine für das Auge des Beobachters zuträgliche und angenehme Höhe, ohne die für den Detektor erforderliche starke Lichtintensität zu beeinträchtigen. Alle Bauteile passen ohne Schwierigkeit in den geringen verfügbaren Raum zwischen Objetiv und Okular.

Die folgende eingehendere Beschreibung erläutert die Merkmale und Vorteile der Erfindung im Einzelnen.

Die Figur 1 zeigt als Beispiel den gewöhnlichen Strahlengang einer Anordnung zum Erfassen und Zählen der Leukocyten eines Blutabstrichs auf dem Objektträger 11. Von einer Lampe 12 fällt Licht durch die Sammellinsen 13, 14- und den Objektträger 11, wird im Objektiv 15 gesammelt und geht durch einen ersten Strahlenteiler 16, der es zu 40% auf ein automatisches Fokussier- und Sammelsystem 30 reflektiert und den Rest auf einen Duplex-Strahlenteiler 17 leitet. Dieser reflektiert

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1,5% des Lichts über einen Linearpolarisator 18 zum Okular 19. Der grössere Teil wird auf den optischen Vorbereiter 20 und einen fernsehartigen Detektor 21 gerichtet, der seinerseits die Lichtstrahlen abtastet und die erzeugten elektrischen Signale als Bildklassifizierung speichert.

Der Lichtenergiebedarf der Torrichtungen 30 und 21 ist um beinahe zwei GrossenOrdnungen höher als die einer angenehmen Lichtintensität für den Beobachter entsprechende Lichtmenge. In aller Regel ist die Lichtquelle 12, z. B. eine 25 Watt Halogenlampe, so stark, dass zum Schutz der optischen Teile vor zu starker Hitze ein Wärmefilter 22 und ein Kältespiegel 23 vorgesehen werden müssen. Die Einstellung der Lichtquelle erfolgt im Hinblick auf eine einwandfreie Verarbeitung des Fernsehbilds. Der in der erfindungsgemässen Anordnung vorgesehene Duplex-Strahlungsteiler 17 zweigt- einen kleinen Teil dieses intensiven Lichts ab. Ein einfacher Strahlenteiler ist hierzu nicht geeignet, wie die Fig. 2 zeigt. Der einfache Strahlenteiler 24 reflektiert einen Teil (etwa 1,5%) d.er an einer ersten Reflexionsfläche reflektierten, kleinen Lichtmenge von einer zweiten Reflexionsfläche, und erzeugt so ein störendes Nebenbild im Okular, das sich auch durch stärkste Antxreflexionsschxchten nicht unterdrücken lässt. Dagegen wird es durch den Duplex-Strahlenteiler ausgeschaltet.

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Wie die Figur 3 zeigt, ist ein erstes Prisma 25, z. B. mit den Winkeln 30⁰-60°-90° und einem Brechungsindex von 1,73, in einem Winkel von z. B. 30° zum Strahlengang angeordnet und reflektiert einen geringen Teil, z. B. etwa 1,5% zum Okular 19, während der grössere Teil, also z. B. 98,5% in das Prisma fällt. Der unter dem Winkel von 30° einfallende Strahl wird von einer ersten Reflexionsfläche nach Eresnell's Gesetz im wesentlichen in einer Richtung polarisiert. Der lineare Polarisator 18 dämpft dann den in das Okular einfallenden Lichtstrahl in kontinuierlich einstellbarer Weise. Die grösste Dämpfung entsteht, wenn der Polarisator senkrecht zur vorwiegenden Polarisationsebene des einfallenden Lichts eingestellt*wird. Durch Einstellung über einen Winkelbereich von 90 lässt sich jede gewünschte Dämpfung einstellen.

Die beim Austreten des Lichts aus dem Prisma 25 auftretende Zweitreflexion von einer zweiten Reflexionsfläche geht nach dem Snell¹sehen Gesetz zurück zur Lichtquelle und verlässt die Anordnung. Eine dritte, allerdings sehr schwache, Reflexion wird ebenfalls aus der Anordnung geleitet.

Ein in kurzem Abstand vom Prisma 25 angeordnetes zweites Prisma 26 stellt die gewünschte Richtung des intensiven Lichtstrahls wieder her und verhindert die Isomorphie des fokussier-

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ten Fernsehbilds. Jeder Lichtstrahl des Bilds muss also durch Luft und Glasteile dieselbe Wegstrecke zurücklegen, da sonst das Bild verzerrt wird. Dieses zweite Prisma 26 von der gleichen geometrischen Gestalt und dem gleichen Brechungsindex wie das erste Prisma verhindert eine solche Verzerrung. Zur Unterdrückung eines von einer zweiten Reflexionsfläche erzeugten Nebenbilds wird der Lichtstrahl durch totale Innenreflexion an der Glas-Luft-Grenzfläche aus der Anordnung herausgeleitet. Der gezeigte Winkel '' ist grosser als der nach Snell's Gesetz zur Bestimmung der totalen Innenreflexion errechnete Winkel. Der herausgeleitete Lichtstrahl gelangt nicht in die Eingangspupille 27 des Okulars, so dass die Beobachtung störungsfrei bleibt.

Die Figur 3 zeigt weiterhin eine feste Platte 27 mit einem als Eingangspupille für das Binokular dienenden kreisrunden Loch. Der Linearpolarisator 28 ist auf dem Halter 29 so befestigt, dass das gesamte, durch die Eingangspupille fallende Licht durch den Polarisator geht. Der Halter 29 ist dabei drehbar auf der Platte 27 befestigt und der Bedienung zugänglich. Durch Verdrehen kann damit der Dämpfungsgrad eingestellt werden.

Die Prismen haben beispielsweise Winkel von 30°-6Q°-90 und einen Brechungsindex, der vorzugsweise zwischen 1,4-5 ¹UJIcL 2,1 liegt, z. B. 1,73.

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Claims

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Patentansprüche

Anordnung zur Erzeugung eines den optischen Merkmalen von Objektträgern mit einem Untersuchungsobjekt entsprechenden elektrischen Ausgabewerts, worin der Objektträger mit einer intensiven Lichtquelle bestrahlt und ein fernsehartiger Detektor auf das durch den Objektträger gehende Licht anspricht und elektrische Ausgabewerte erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Strahlengang zwischen dem Ob j ektträger (Ll) und dem Detektor (21) angeordnetes erstes Prisma (25) mit einer ersten, im geeigneten Winkel zum Strahlengang angeordneten Fläche einen kleinen Teil der Lichtenergie zu einem Okular (19) reflektiert und mit einer zweiten, im geeigneten Winkel angeordneten Fläche aus dem Prisma und vom Okular weggerichtet reflektiert, und ein zwischen dem ersten Prisma und dem Detektor angeordnetes zweites Prisma (26) geeigneter geometrischer Gestalt unter Wiederherstellung der erforderlichen Richtung des Strahlengangs zwischen dem Objektträger und dem Detektor durch totale Innenreflexion unerwünschte Reflexionen aus der Anordnung hinausleitet.
2. Anordnung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Prisma Reflexionsflächen der gleichen geometrischen Ausgestaltung wie die des ersten Prismas aufweist.

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3. Anordnung gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem ersten Prisma und dem Okular angeordneter einstellbarer Linearpolarisator (28) den von der ersten Prismenfläche reflektierten kleinen Lichtteil mit verschiedener, einstellbarer Dämpfung polarisiert.
4. Anordnung gemäss Anspruch 1, 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Prismen 30 -60 -90° Prismen mit einem Brechungsindex von 1,73 sind.
5. Anordnung gemäss Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex beider Prismen zwischen 1,45 und 2,1 liegt.

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