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Vorrichtung zum Zählen mikrobiologischer Kolonien Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Zählen von mikrobiologischen Kolonien und bezieht sich insbesondere
auf ein Fernsehpriifsystem mit dem digital mikrobiologi sche Kolonien in einem Medium
gezählt werden können, wobei die Kolonien mit Hilfe eines Fernsehers zu Prüfzvekken
dargestellt werden.
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Ein Großteil,der mikrobiologischen Forschung umfaßt die Darstellugg
von mikroorganischen Kolonien auf einem Nährboden, die alsdann gezählt werden, wobei
die Anzahl der Kolonien benutzt vird, um die Wirksamkeit verschiedener Chemikalien
zu bestimmen. Solche Auszählungen verden benutzt bei der Laborarbeit, zu biomedizinischen
Zwecken und auch in der Industrie. Bspv. kann die Zahl der OrgaiAsxen in einen Blutagar
in eines Forschungslaboratoriun
gezählt werden, oder ein Arzt kann
eine Kultur während einer Prüfung eines infektösen Organismus anlegen. Auch muß
bei einer Qualitätskontrolle in der Nahrungs- und Getränkeindustrie die Zahl der
Mikroorganismen in einem Produkt regelmäßig geprüft werden.
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Eine der grundsätzlichen Schwierigkeiten bei der Zählung solcher Kolonien
besteht darin, daß ein geübter Labortechniker erforderlich ist, um die Kultur zu
analysieren und die Kolonien zu zählen. In manchen Fällen können bis zu 1000 Kolonien
gezählt werden,und solche Kolonien können Abmessungen von nur 8,2 mm haben, die
gegf. nur 0,3 mm voneinander entfernt sein können. Demgemäß ist eine solche Auszählung
extrem zeitaufwendig, im allgemeinen ungenau und führt zu einem hohen Aufwand an
Kosten, an Zeit und an Facharbeit e Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Vorrichtung zum automatischen Zählen solcher Kolonien zu schaffen, die eine digitale
Ausgabe der Anzahl der Kolonien auf einem Medium, Nährboden od. dgl. ergibt.
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Ferner soll die Erfindung eine Vorrichtung betreffen, die eine digitale
Auszählung der Anzahl der Kolonien ermöglicht und die gleichzeitig ein TV-Bild der
auszuzGhlenden Kultur liefert. Ferner soll eine Vorrichtung der genannten Art geschaffen
werden, die in der Lage ist,
auszuzählende Kulturen im Fernsehbild
zusammen mit Leuchtpunkten darzustellen, welche jeder gezählten Kolonie überlagert
werden. Weiterhin soll die Vorrichtung nach der Erfindung derart beschaffen sein,
daß sie eine digital gespeicherte Summe der Anzahl der gezählten Kolonien liefert
derart, daß das Ergebnis als Eingabeinformation für einen Komputer oder ein Drucksystem
bentzbar ist, Eine weitere Ausgabe der Erfindung besteht darin, einen automatischen
Zähler für solche Kolonien zu schaffen, welcher eine elektronische Anordnung einschließlich
einer Fernsehkamera enthält, die diebe Probe abtastet, das Signal bildet und digital
summiert, während die Probe gleichzeitig auf einem Fernsehmonitor dargestellt wird.
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Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, einen Kolonie-Zähler zu
schaffen, der sowohl an der Oberfläche als auch unter der Oberfläche befindliche
Kolonien auf Membranfiltern oder auch in sogenannten Petrischalen zu zählen in der
Lage ist.
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Diese Aufgabenstellungen sind nach der Erfindung gelöst dadurch,
daß die Vorrichtung einen geschlossenen Fern-* *Fernseh- sehkreis enthält mit einer
Kamera, die auf eine Probe gerichtet und eingestellt ist, die eine Vielzahl von
Kolonien enthält. Das von der Kamera 5gehende Signal wird derart aufbereitet, daß
es eine Folge von Impulsen
längs der horizontalen Abtastlinie liefert,
in welcher jede Impulsdauer die Größe einer Kolonie darstellt. Die Impulse in aufeinanderfolgenden
Zeilen, die sich auf einzelne Kolonien beziehen, werden zusammengefaßt, wodurch
sie ein einzelnes Summensignal für jede Kolonie ergeben. Die Zählung wird an einen
Zähler gegeben für die Darstellung der Gesamtzahl von Kolonien. Gleichzeitig wird
das von der Fernsehkamera kommende Signal auf einen Fernsehmonitor gegeben zur Kennzeichnung
des gerade abgetasteten Ausschnittes. Die digitalen Impulse, die ursprünglich von
einer vorhandenen Kolonie erzeugt wurden, bewirken, daß im Monitor die zugehörige
Stelle beleuchtet wird, womit automatisch dem Bildort jeder Kolonie, die gezählt
worden ist, ein leuchtender Punkt überlagert wird.
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Weitere Einzelheiten der Vorrichtung werden nachfolgend an Hand der
zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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In dieser Darstellung zeigt schematisch Fig. 1 in perspektivischer
Ansicht die Zählervorrichtung in Verbindung mit einem Fernseh-Monitor; Fig. 2 eine
Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit entfernter Seitenwand; Fig. 3 eine
Rückansicht der Vorrichtung;
Fig. 4 eine hinterseitige Ans}cht.der
Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit entfernter Seitenwand; Fig. 5 eine auszuzählende Probe,
wie sie auf dem Fernsehschirm erscheint; Fig. 6 ein Blockschaltbild der gesamten
Schaltungsanordnung des Systems; Fig. 7 ein Blockschaltbild für die Verarbeitung
des von der Fernsehkamera gelieferten Video-Signals; Fig. 8 ein Blockschaltbild
des Impulswandvandlers; Fig. 9 ein Blockschaltbild und Fig. 10 a - c Blockschaltbilder
der Kontrollkreise.
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Gemäß Fig. 1 ist der Koloniezähler insgesamt mit lo bezeichnet, der
über eine Leitung 13 mit dem Monitor 11 in Verbindung steht. Der Koloniezähler befindet
sich in einem Gehäuse, das aus einem Oberteil 12 und einem Unterteil 14 besteht,
zwischen denen sich eine Ausnehmung 16 befindet. Das Oberteil 12 enthält ein Ablesefenster
18, das digital die Summe der Kolonien in der im Monitor abgebildeten Probe wiedergibt.
Das Unterteil 14 weist einen Kxp-Ein- und Ausschalter 20 auf. Ein zweiter Kippschalter
24 gestattet die automatische Fortführung einer kontinuierlichen Prüfung des Musters
auf, wenn es sich in einer Position befindet und eine manuelle Prüfkontrolle, wenn
es sich in einer zveiten Position befindet.
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Das Unterteil 14 umfaßt ferner einen Einstellknopf 26 zur Einstellung
der richtigen Sichtbarkeit der beleuchteten Punkte auf dem Monitor.
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Ein Druckknopfschalter 28 wirkt in Verbindung mit dem Schalter 24
derart, daß dann, wenn sich der Schalter 24 in seiner manuellen Stellung befindet,
jederzeit der Druckknopf 28 niedergedrückt ist, das Digitalteil des Zählers eine
permanente Ablesung der Digit.alanzeige 8 ges rleistet, bis zum nächsten Mal der
Druckknopf 28 niedergedrückt ist. Die aus zuzählende Probe wird in der Ausnehmung
der Vorrichtung derart angeordnet, daß sie gegen Anschläge 32 anliegt und sich über
dem Klarsichtfenster 34 befindet.
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Die Größe der Vorrichtung lo ist so bemessen, daß sie auf einen Tisch
gestellt werden kann, und die Ausnehmung 16 ist hoch genug gehalten, daß eine Bedienungsperson
ohne Schwierigkeit ihre Hand einführen kann, um die zu zählenden Proben auszuwechseln,
bzw. in Stellung zu bringen. Das Gehäuse ist so ausgebildet, daß es glatte äußere
Oberflächen für eine einfache Reinigung aufweist und daß es leicht gereinigt werden
kann. Die auszuzählenden Proben können in die Ausnehmung mit ihren durchsichtigen
Trägern bzw. Abdeckungen eingebracht werden, um die Gefahr zu reduzieren, daß sich
die Bedienungsperson durch Berührung infiziert.
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Die Zählvorrichtung liefert Video-Signale, die dem Monitor 11 durch
die Leitung 13 zugeführt werden. Dieser Monitor ist als eine separate Einheit dargestellt,
sp daß der tragbare Monitor an einer für die Bedienungsperson geeigneten Stelle
aufgestellt werden kann, an der das Bild leicht zu betrachten ist, während sich
die Zählvorrichtung 10 entfernt von diesem Aufstellungsort befinden kann.
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Alternativ kann jedoch der Bildschirm des Monitors auch direkt mit
im Gehäuse der Vorrichtung 10 untergebracht sein. Wie erkennbar, umfaßt der Monitor
einen Bildschirm 15 und eine Anzahl von Einstellknöpfen 17 für den Betrieb und die
Einstellung der Schärfe, wie bei einem normalen Fernseher.
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In den Fig. 2 - 4 sind verschiedene Ansichten der Vorrichtung lo gemäß
Fig. 1 dargestellt, wobei die Seitenwände des Gehäuses in den Fig. 2 und 4 entfernt
sind.
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Auf der Rückseite der Vorrichtung ist eine Steckdose 36 angeordnet,
an der das digitale Ausgangssignal entsprechend dem Digitalwert der Anzeige 18 abgenommen
werden kann. Diese Steckdose erlaubt die Ankopplung eines Computers oder eines Ausdrucksystems.
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Die Vorrichtung weist eine 5 Volt Stromversorgung 38 auf, die die
Energie für alle integrierten logischen Schaltkreise
der Vorrichtung
einschließlich der Ableseeinrichtung liefert. Eine 12-Volt-Stromquelle ist daneben
angeordnet und auf dem Chassis befestigt. Diese Stromquelle liefert die Spannung
für die analog arbeitenden Kreise, die in der Vorrichtung enthalten sind.
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Die Logik-Schaltung ist aus integrierten Kreisen aufgebaut und auf
Steckplatten angeordnet, von welchen 42 die Karte für die digitale Sichtanzeige
ist, die im Inneren des Kastens auf der Stirnfläche des Gehäuses angeordnet ist
und die von der Frontseite aus abgelesen werden kann.
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Diese gedruckte Schaltanordnung erhält Zählimpulse aus der anderen
Schaltung, summiert die Zählimpulse, speichert die Anzeige und stellt die Anzeige
periodisch nach.
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Im Bodenschlitz des Logikaufbaues 44 ist eine Karte des Video-Teiles
als Steckkarte in einer gedruckten Schaltung angeordnet. Diese Baugruppe liefert
das Hauptvideo-Signal zur Aussteuerung des Koloniezählers.
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Ferner ist in dieser Anordnung eine Präzisionsverzögerungsleitung
vorgesehen, die die aufbereiteten Video-Ausgangs-Signale an den Monitor zeit-phasenrichtig
abgibt. Unmittelbar über diesem Element 46 ist das Zählelement 48 angeordnet. Diese
Schaltungsanordnung bereitet das VideQ--Signal weiterhin auf und vergrößert den
Störabstand des Signals.
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Am Ausgang dieser Anordnung steht ein zur Kolonieauszählung aufbereitetes
Signal- an. Über der Anordnung 48 befindet sich eine weitere Anordnung 50. Diese
liefert weitere Steuersignale filr den Gesamtbetrieb des Koloniezählsystems einschließlich
der Synchronisierimpulse für die Horizontal- und die Vertikal ablenkung des Fernsehsystems,
horizontale und vertikale Bildlageregelung, Start-Stop-Signale, zusammengefaßte
Koloniezählungssignale und das Steuersignal für den Fernsehmonitor.
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Im oberen Bereich des Logikaufbaues 44 ist die Anordnung 52 untergebracht,
die das Netzwerk zur Auffindung der Kolonien enthält. Dieses Netzwerk ist abgeleitet
von einem Hochfrequenzoszilator und enthält ferner ein Schieberegister und eine
Anordnung von Torschaltungen. Die beleuchteten Digitalpunkte, die auf dem Monitor
bei jeder erkannten Kolonie erscheinen, werden von dieser Anordnung erzeugt.
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Eine spezielle Fernsehkamera 54 ist für die Erzeugung der notwendigen
Video-Informationen für das Logiksystem vorgesehen. Die Kamera ist auf einer inneren
Platte 55 oberhalb des Gestelles mit Befestigungselementen 57 angeordnet.
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Das optische System für die Beleuchtung der Probe und die Lichtführung
durch die Anordnung bis zur Kamera umfaßt
eine Quecksilberdampfiampe
56, die im Gehäuse unterhalb der Ausnehmung 18 angeordnet ist und die ihr Licht
durch das Opalglas 58 und das Klarglas 34 auf die Unterseite der Probe gibt. Nach
Durchtritt durch die Probe wird es an einem Spiegel 62 reflektiert und von der Kamera
54 auf genommen.
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Ein Fußschalter (nicht dargestellt) kann auf der Rückseite über eine
Leitung mit der Steckdose 64 des Gerätes angeschlossen werden. Wenn dieser Fußschalter
angeschlossen ist, können Daten durch Niederdrücken entweder des Eingangsschalters
28 oder andererseits auch durch Niederdrücken des Fußschalters registriert werden.
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Das Video-Signal wird rückseitig am Gehäuse beim Anschluß 66 abgenommen
und in den separaten Monitor 11 eingespeist.
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Eine Sicherung 68 ist in die Leitung 70 eingeschaltet, um das Gerät
vor Überlastungen und Kurzschlüssen zu sichern.
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Ein Netzspannungsregler 72, der aus einem Autotransformator mit Kondensator
als Spannungsregler besteht, ist auf dem Geräterahmen befestigt und versorgt das
Fernsehsystem mit einer konstanten Wechselspannung. Ein Transformator 74 (Fig.4)
ist unter der Kameraplatte 55 angeordnet und liefert die Hochspannung für die Quecksilberdampflampe
56, die das System ausleuchtet. Ein Lüfter 76 ist innen auf der Rückseite im Bereich
eines Lüftungsgitters 78 angeordnet und entlüftet die Elektronik.
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Fig. 5 zeigt eine geprüfte Probe, wie sie auf dem Monitor dargestellt
wird.
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Der vollständige Fernsehraster ist mit 80 bezeichnet und umfaßt den
sichtbaren Te;ilbereich des Fernsehschirmes.
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Im gesamten Raster 80 wird ein Ausschnitt gebildet durch die horizontalen
Linien 82 und die vertikalen Linien 84.
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In dem Ausschnitt erscheint ein Gitter, von dem ein Teil rechts mit
-86 bezeichnet ist. Innerhalb des Fensters ist das ganze unten sichtbar. Im Bildausschnitt
ist die ganze Probe sichtbar. Im gezeigten Beispiel ist die Probe eine Petri-Schale,
deren äußerer Umfang mit 88 bezeichnet ist und die ein Agar-Medium 90 enthält, auf
dem sich eine Anzahl von kolonien 92 befinden. Jeder Kolonie ist ein leuchtender
PUnkt 94 zugeordnet, der erscheint, nachdem die Probe geprüft worden ist llnd der
anzeigt, daß diese betreffende Kolonie gezählt worden ist. Durch diese beleuchteten
Punkte, die nachfolgend als Leuchtfleck bezeichnet werden, ist es für die Bedienungsperson
möglich, sich selbst davon zu überzeugen, daß alle Kolonien gezählt worden sind.
Diese Leuchtpunkte werden automatisch den gezählten Kolonien überlagert und stellen
eine Funktionskontrolle für das Gerät dar. Damit wird auch die NOtwendigkeit einer
Doppelüberprüfung der Zählung durch manuelle Zählung vermieden.
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In Fig. 6 ist eine gesamte Blockschaltung des Gerätes in Bezug auf
Fig. 1 bis 4 dargestellt. Für bakteriologische Kolonien hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, die Proben in Durchsicht zu beleuchten.
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Das Beleuchtungssystem besteht aus einer Lichtquelle loo, die entweder
aus einer Vielzahlvon Einzellampen oder einer breitflächigen Einzellampe bestehen
kann, welche eine gleichmäßige Beleuchtung gewährleistet. Im vorliegenden AUsführungsbeispiel
wurde eine Quecksilberdampflampe als am vorteilhaftesten zur Beleuchtung gefunden.
Ein OFEglas von 102 ist über der Lichtquelle angeordnet um unregelmäßige Ausleuchtung
auszugleichen. Es wurde jedoch gefunden, daß eine direkte Lichtzerstreuung unmittelbar
unter dem bakteriologischen Träger einen Schatteneffekt der Kolonien verursacht.
Um diese Erscheinung zu vermeiden, ist das zur Lichtstreuung angeordnete Opal-Glas
in einem Abstand von wenigen Zoll unterhalb des Trägers in einer Distanz angeordnet,
die mit 104 bezeichnet ist. Das zu beobachtende Objekt 106 ist innerhalb des Aufnahmebereiches
der Fernsehkamera 108 angeordnet, die ein entsprechendes Fernsehprüfbild aufnimmt,
das die Video-Signale für den Video-Auswerter llo liefert. Die ankommenden Signale
werden darin fdifferenziert und verstärkt und in den Digitalumsetzer 112 gegeben,
wo ein Impuls erzeugt wird, der der Länge einer Kolonie längs einer horizontalen
Abtastzeile entspricht.
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Dieser Impuls gelangt dann in ein Schieberegister 114, das die Impulse
für eine ganze Zeile speichert.und wenn die folgende Zeile in das Schieberegister
eingegeben wird, liefert es an einer Torschaltung ein Leuchtfleck und ein Zählsignal.
Das Leuchtflecksignal stellt die erste Anzeige einer Kolonie dar und bewirkt das
Erscheinen eines Leuchtpunktes auf dem Monitor.
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Das Zählsignal zeigt eine Kolonie an. Diese Signale werden in eine
Kontrollschaltung 116 gegeben, die die Digitalsumme über einige Bilddurchläufe mittelt
und dann zu einem Digitalzähler leitet und zur Digital-Anzeige weiterleitet. Das
Video-Signal aus der Fernsehkamera 108 wird auch direkt zur Kontrollschaltung 116
gegeben, die dieses Video-Signal zusammen mit dem Leuchtpunktsignal aufnimmt und
mit dem entsprechenden Signal des Fernsehausganges zusammen an den Monitor 120 zur
sichtbaren Darstellung des auszuzählenden Probenträgers 1o6 gibt ebenso wie den
jeder gezählten Kolonie überlagerten Leuchtpunkt. Die Kontrollschaltung 116 benutzt
auch das eingehende Video-Signal um die horizontalen und vertikalen Linien 82,84
des Ausschnitts, die den äußeren Umfang des Trägerbildes ergeben,zu bilden, und
gibt die Ausschnittsignale an den Digitalumsetzer 112 ebenso wie an das Schieberegister
114 weiter, wo das Gittersystem erzeugt wird.
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Der Video-Prozessor 110 gemäß Fig. 6 ist im Detail in Fig. 7 verdeutlicht.
Das von der Fernsehkamera 108 ankommende Video-Signal geht bei 122 durch eine Signalverzögerungsanordnung
130 in die Schaltanordnung ein. Der Zweck der Verzögerungsanordnung l3o besteht
darin, die beleuchteten Punkte und andere digitale Fernsehdaten zur richtig zugeordneten
Zeit auf dem Monitor abbilden zu können.
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Falls die Verzögerungsanordnung nicht vorhanden wäre, würden die Punkte
und andere digitale Daten erscheinen, ehe die Kolonie identifiziert ist.
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Fin widerstand 124, der zwischen Eingang 122 und Erde 126 angeordnet
ist, dient als Schutzwiderstand für das Kabel, das die Fernsehkamera und den Video-Prozessor
verbindet.
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Das Video-Signal durchläuft auch eine Gleichspannungssperre, bestehend
aus Kapazität 131 und Diode 132 zur Verbindung von Drifft- und Offsetproblemen im
Di.f feren zi elaverstärker der Schaltanordnung. Um Tmpulsverformung und andere
nicht lineare Effekte fernzuhalten, die im allgemeinen bei Fernsehsystemen auStreten,,
wird das Video-Signal, das nun in Form von Impulsen die Kolonien darstellt, zunächst
differenziert. Diese Differentation wird dadurch bewirkt, daß einerseits das Video-Signal
direkt in einen Mischverstärker 134 über die Leitung 137 gesandt wird und das gleiche
Signal andererseits über eine Verzögerungsanordnung 136 und einen invertierenden
Verstärker 138 in den Mischverstärker 134 geschickt wird. Die Verzögerung 136 kann
verwirklicht werden entweder durch eine konstante Verzögerungsleitung oder durch
Benutzung mehrerer Verzögerungsverstärker hintereinander. Die Widerstände 140,142
sind so eingestellt, daß sie ein nahezu reines differenziertes Signal erzeugen.
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Entsprechend der Schaltung die dem Differenziator folgt, ist es notwendig,
alle Oberwellen zu elmiminieren, die am Ausgang des Differenziators auftreten.
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Dies wird erreicht durch Benutzung eines R-C Seriengliedes, das aus
einem Widerstand 144 llnd einem Kondensator 146 besteht, welches zwischen dem Ein-
und Ausgang des Mischverstärkers 134 angeordnet ist. Die Ausgangssignale des Differenziators
sind deshalb kurze Impulse, die Anfang und Ende jeder Kolonie markieren. Eine dieser
Puisserien ist am Ausgang des Verstärkers 134 mit 148 bezeichnat. Weitere Signale
zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses am Differenziatorausgang können
erreicht werden durch Benutzung eines zusätzlichen Negativ- oder antilogarithmischen
Verstärkers oder durch eine multiplizierende Verstärkeranordnung. Bei der vorliegenden
Ausführungsform wurde ein antilogarithmischer Verstärker 150 verwendet.
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Es können jedoch andere in diesem Zusammenahng bekannte Elemente benutzt
werden. Der Ausgang deg Video-Signalaufbereiters ist mit 152 bezeichnet.
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Die vom Video-SignalauBbereiter abgegebenen Signale werden in den
Digitalumwandler gegeben, der in Fig. 8 im einzelnen dargestellt ist. Aus den auPeinanderfolgenden
kurzen Impulsen, die den Anfang und das Ende jeder Kolonie längs einer horizontalen
Abtastlinie darstellen, wird zuerst ein Impuls abgetrennt, der Ausgangsimpuls, und
durch einen Regeldetektor 154 geleitet und der folgende Impuls, der Endimpuls, wird
durch den Regel-Detektor 156 gebildet. Der Regeldetektor formt sowohl den Anfangsimpuls
als auch den Endimpuls jeder Kolonie vor, aus denen im Tmpuls£ormer ein Impulssignal
abgeleitet wird, dessen
Zeitdauer eine Flmlet.ion der gefundenen
Kolonie ist.
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Dieses Impuls signal wird im Flip-Flop 158 geformt. Diese beiden Regeldetektoren
stellen sicher, daß nur wirkliche Kolonie-Impulse gewonnen werden und nicht etwa
solche aus einem Störsignal, das seine Differentiation überdauert.
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Um weiterhin sicherzustellen, daß eine Kolonie tatsächlich angezeigt
wurde, ist am Endimpuisdetektor eine Einstellung 1.60 vorgesehen, di.e sicherstJt,
dR am EndimpulseotoktOr fir jedes Signal, welches als Endimpuls erkannt wird, ein
zu jedem Anfangsimpuls gehörender Endimpuls gebildet wird. Dies stellt sicher, daß
für jede Kolonie zwei getrennte Impulse entstehen. Eines der Signale vom Pegeldetektor
setzt das Flip-Flop 158, während das andere Signal vom anderen Detektor das Flip-Flop
zurücksetzt und dabei einen Impuls am Ausgang des Flip-Flop erzeugt, dessen Dauer
die Länge der Kolonie längs einer horizontalen Abtastzeile darstellt. Der Ausgang
des Flip-Flop passiert ein Tor 162, das von einem Signal der Leitung 164 freigegeben
wird, das den Sichtfeldeingang darstellt. Wie im ZUsammenhang mit Fig. 5 vorerwähnt,
stellt das Sichtfeld die ganze Abtastfläche dar und wird durch den Kontrollkreis
erzeugt, was nachfolgend näher erläutert wird. Nur wenn das Sichtfeldeingangssignal
vorhanden ist, gibt das Tor 162 den Impuls aus dem Digitalumsetzer bei 166 frei.
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Dies stellt sicher, daß keine Signale außerhalb des Sichtfeldes gezählt
werden, was zu einer fehlerhaften Zählung führte. Zusätzlich friggert der Sichtfeldeingang
eine Rücksetzschaltung 168, welche bewirkt, daß das Flip-Flop
158
zu Beginn jedes Fernsehbildes zurückgesetzt wird, um eine fehlerhafte Startstellung
des Flip-Flop zu vermeiden, womit Störimpulse in der Zeit zwischen den einzelnen
Fernsehbildern unterdrückt sind.
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Der Ausgang 166 des Digitalumsetzers speist ein Schieberegister, das
im Detail im Blockdiagramm gemäß Fig. 9 dargestellt ist.
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Die die Kolonien für jede einzelne Abtasteile.- darstellenden Impulse
werden in das Schieberegister mittels Taktimpulsen aus einem Taktimpulsoszilator
182 gegeben.
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Wenn eine ganze horizontale Abtastzeile in das Schieberegister eingegeben
ist, speichert es die Impulse und zeigt dadurch dauernd an, wo sich die den Kolonien
zugeordneten Impulse längs der horizontalen Abtastzeile befanden. Wenn die nächte
Zeile eingegeben wird, wird die vorhergehende gespeicherte Zeile ausgelesen und
gelangt über die Leitung 174 in das Tor 172. Gleichzeitig gelangen die Impulse von
dieser nächsten Zeile in das Tor 172 über die Leitung 176.
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Das Tor 172 vergleicht die zwei Zeileninhalte, um dadurch die mehrmalige
Entstellung von Zählerimpulsen für die gleiche Kolonie zu verhindern, falls die
gleiche Kolonie auf nebeneinanderliegenden Abtastzeilen erscheint. Beim ersten ERscheinen
eines eine Kolonie repräsentierenden Impulses schickt das Tor 172 einen Impuls zum
Tor 175, das ebenfalls ein geeignetes Flip-Flop enthält, wodurch ein Leuchtflecksignal-
und ein Zählsignal erzeugt wird.
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Das Leucht£lecksignal wird i.mmer dann erzeugt, wenn eine Kolonie
erstmalig in jedem Fernsehbild erscheint. Das Zählsignal tritt auch auf, wenn die
Kolonie erstmalig während einer ählperiode festgestellt wird, jedoch erscheint kein
weiteres Zählsignal während der Dauer des Impulses, der die Länge einer Kolonie
darstellt.
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In den Fig. 10 A - C sind verschiedene Teile der Kontrollschaltung
dargestellt. Gemäß Fig. 10 A wird das von der Fernsehkamera kommende Video-Signal
zusätzlich dazu, daß es dem Videosignalaufbereiter, wie vorbeschrieben, eingespeist
und zu einer synchronisierten Trennstufe 176 geleitet, die das Video-Signal in eine
horizontale und vertikale Sichtfeldlinie teilt. Das Horizontalfenster 178 erzeugt
ein Signal, das die Grenzen der vertikalen Richtung des Fernsehbildes repräsentiert
und das Vertikalfenster 180 erzeugt ein Signal, das die horizontalen Grenzen des
Fernsehbildes repräsentiert. Diese horizontalen und vertikalen Fenstersignale werden
benutzt, um das vorerwähnte Liniengitter zu erzeugen. Unter Bezugnahme auf Fig.
9 werden die Fenstersignale zu einem Oszillator 182 gegeben, der Zählimpulse in
horizontaler Richtung bewirkt, um$ effektiv das Horizontalgitter zu erzeugen. Diese
Impulse werden auch benutzt, um die Information in das Schieberegister einzugeben.
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Gemäß Fig. 10 C wird das Leuchtpunktsignal vom Schieberegister und
vom Tor zusammen mit dem verzögerten Video-
Signal vom Videaosignalverzögerer
130 durch die Videoausgangsschaltung 184 in die Kontrollschaltung gegeben, die die
Signale ausreichend verstärkt Imd für die Darstellung auf dem Fernsehmonitor vorbereitet.
Auf diese Weise wird die ganze Probe, wenn jedes Bild geprüft ist, zusammen mit
den überlagerten teuchtf lecken auf dem Fenrsehmonitor dargestellt und kann beobachtet
werden.
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Gemäß Fig. lo B ist der Ausgangskreis für die Zähldarstellung dargestellt,
ebenso wie der Mittelwerterzeuger, Der Schalter 186, der mit dem Schalter 124 zusammenwirkt
und der in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde, ist in Reihe geschaltet
mit einem Rücksetz-Oszillator 188.
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Wenn sich der Schalter 186 in Automaticttellung befindet, triggert
der Rücksetz.Oszillator 188 die Kamera für die Kontrolle eines Priifablaufes, um
die Prüfdauer auf eine vorgegebene Zeitperiode zu bemessen. Wenn sich der Schal
ter in "Manuellstellung" befindet, prüft das System nur in der Zeit, wenn der Schalter
28 in der Frontfläche gedrückt wird. Der Ausgang des Rücksetz-Oszillators 188 wird
in einen Teiler 190 gegeben. Bei der gesagten Ausführungsform beträgt das Teilerverhältnis
sechzehn. Der Ausgang der "!geteilt durch sechzehn" Schaltung l9o dient als Triggersignal
für einen Speicher 192. Die Ausgangssumme des Schieberegisters gemäß Fig. 9, wird
in eine andere " geteilt durch sechzehn" -Schaltung 194 gegeben,
deren
Signa]ausgang als Eingabe für den Speicher 192 dient.
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Der Speicher zählt die Gesamtzahl der Pulse gemittelt über die sechzehn
Bilder und der davon ausgehende Ausgang dient deshalb als Zählerausgang für die
Darstellung der Zählung gemäß Fig. 6 bei 118.
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Durch Benutzung der,Teilerschaltung durch sechzehn" wird die laufende
Zählung effektiv gemittelt, um eine absolute Genauigkeit bei der F'PrnsehbidPeld7ählung
zu erreichen.
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Dies wird erreicht durch Benutzung der laufenden Zählung und deren
Teilung durch sechzehn, während gleichzeitig sechzehn aufeinanderfolgende Fernsehbilder
Pür die Zählung während einer einzigen Zeitperiode benutzt werden. Auf diese Weise
wird die Zählung eines Signalbildes durch sechzehn geteilt und gleichzeitig multipliziert,
um eine einzige genaue Zählung der Kolonien zu erhalten. Es ist jedoch darauf hinzuweisen,
daß die Punktsignale auf jedem zu prüfenden Bild erscheinen, ohne daß dabei eine
Mitteilung vorliegt.
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Obgleich nicht dargetellt, können die digitalen Zählwerte zusätzlich
benutzt werden als Eingang für einen Drukker oder für einen Computer zur Weiterverarbeitung.
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Obgleich die Vorrichtung mit einer Beleuchtung durch den Probenträger
hindurch beschrieben wurde, kann der Träger auch durch Auflicht oder durch refelktiertes
Licht
beleuchtet werden. Die letzte Art ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn der Untergrund oder die Kolonie undurchsichtig ist. Falls gewünscht, können
weiterhin Farbfilter zur Kontrastverstärkung benutzt werden. Wo die Kolonien unregelmäßige
Form haben, kann der Träger bspw.
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um 900 für eine zweite Zählung gedreht werden und die zwei Brgabnisqe
innen fiir pin genalles Zählergebnis gemittelt werden. Ein solches Vorgehen ist
nützlich, wenn die Kolonien bespw. eine achteckige Form haben. Die beschriebene
Vorrichtung stellt einen automatischen Kolonienzähler dar in Verbindung mit einer
Fernsehkamera für die Betrachtung der zu prüfenden Probe. Der Ausgang aus der Fernsehkamera
wird durch eine Kontrollschaltung auf einen Monitor gegeben. Das Video-Signal wird
auch aiifbereitet und digital umgeformt um eine Digitalzählung zu erzeugen, die
die Zahl der gezählten Kolonien repräsentiert und um auch ein Leuchtsignal zu erzeugen,
das jeder gewählten Kolonie einen überlagerten Lichtpunkt zuordnet, um sicherzustellen,
daß alle in der Probe vorhandenen Kolonien tatsächlich gezählt worden sind.