DE3811791C2 - Mikroskop - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop, mit einer Beleuch­ tungseinrichtung zum Beleuchten des zu untersuchenden Objektes und einer motorisch angetriebenen Vergrößerungs- und Fokussiereinrichtung, sowie einer Schaltungsanordnung zur Einstellung von Betriebsvorgaben und zur Ermittlung und Anzeige von Funktionswerten.

Ein derartiges Mikroskop ist durch die US 4,643,540 bekannt. Bei diesem Mikroskop können durch einen Mikro­ prozessor elektrische und optische Vorgaben eingestellt werden. Hierdurch wird bei einem Wechsel des zu beobach­ tenden Objektes eine automatische Anpassung der Einstel­ lung des Mikroskops ermöglicht, was die Handhabung des Mikroskops erleichtert und Fehlbedienungen verhindert. Von Nachteil bei diesem Mikroskop ist, daß keine Fehlerdiag­ noseeinrichtungen zur automatischen Überprüfung der Funk­ tionsfähigkeit des Mikroskops vorgesehen sind. Störungen von Funktionen des Mikroskops werden daher erst bei dessen Betrieb bemerkt, was insbesondere bei einem Einsatz als Operationsmikroskop als unangenehm empfunden wird.

In der DE-OS 34 10 201 wird ein Mikroskop beschrieben, bei dem die Fokussierung einfach und schnell und der Wechsel von Objektiven und Proben sicher durchführbar sein soll. Hierzu ist eine Schrittmotorregelung für die Revolver­ drehung und die Tischhöhenverstellung des Mikroskops vor­ gesehen. Eine Fehlerdiagnoseschaltung zur Überprüfung der Mikroskopfunktionen ist ebenfalls nicht vorgesehen.

Die Ausbildung einer Korrekturschaltung ist z. B. für einen Halbleiterspeicher durch die DE 34 12 677 A1 be­ kannt. Durch diese Schaltung werden falsch gesetzte Bits invertiert. Die Selbstdiagnoseschaltung ist auf dem gleichen Halbleiterchip befestigt wie die Speicheranord­ nung selbst. Ein weiteres Diagnosegerät ist in der DE 32 33 018 A1 beschrieben, das zur Überprüfung der Funktions­ fähigkeit bzw. des Schädigungszustandes von Elektrogeräten dient. Bei diesem Diagnosegerät, das einen Mikroprozessor aufweist, laufen Testroutinen ab. Es werden über mitein­ ander verschaltete Meßfühler sowohl die elektrotechnischen Funktionsparameter wie auch weitere für die Funktion charakteristische-physikalische Größen gleichzeitig ge­ messen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Mikroskop der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß durch eine geräteeigene Fehlerdiagnose der Betrieb des Mikroskopes sicherer gestaltet werden kann.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Durch die erfindungsgemäße Aus­ bildung des Mikroskops ist es möglich, frühzeitig eigene Fehlerdiagnosen durchführen und Fehler an der Beleuch­ tungseinrichtung und der Vergrößerungs- und Fokussier­ einrichtung ermitteln zu können. Hierdurch wird die Be­ triebszuverlässigkeit des Mikroskops verbessert und die Wartung vereinfacht. Da fehlerhafte Bauelemente einfach ermittelt werden können, sind eventuell erforderliche Reparaturen sicher und schnell durchführbar. Bei einem Einsatz als Operationsmikroskop besteht der große Vorteil, daß die Sicherheit für den Patienten während eines chirur­ gischen Eingriffs erhöht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeich­ nungen dargestellten bevorzugten Ausgestaltungen beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mikroskopes,

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Fehlerdiagnoseschaltung für eine elektrische Vergrößerungseinrichtung und eine elektrische Fokussiereinrichtung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Fehlerdiagnoseschaltung für eine Beleuchtungseinrichtung,

Fig. 4 tabellarisch anhand eines Beispiels die ge­ speicherten Logikzustände einer Auswerteschal­ tung für die elektrische Vergrößerungs- (oder Fokussier-)einrichtung,

Fig. 5 tabellarisch anhand eines Beispiels die ge­ speicherten Logikzustände einer Auswerteschal­ tung für die Beleuchtungseinrichtung,

Fig. 6 ein Beispiel einer Anzeigetafel,

Fig. 7 ein Schaltschema einer Beleuchtungseinrichtung mit einer Fehlerdiagnoseschaltung,

Fig. 8 bis 10 Flußdiagramme zur Erstdiagnose mittels der
Fehlerdiagnoseschaltung in der Beleuchtungs­ einrichtung,

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Betriebsdiagnose mittels der Fehlerdiagnoseschaltung in der Beleuchtungs­ einrichtung,

Fig. 12 ein Zeitdiagramm der Erstdiagnose mittels der Fehlerdiagnoseschaltung in der Beleuchtungs­ einrichtung,

Fig. 13 ein Zeitdiagramm der Betriebsdiagnose mittels der Fehlerdiagnoseschaltung in der Beleuchtungs­ einrichtung und

Fig. 14 ein weiteres Blockdiagramm einer Fehlerdiagnose­ schaltung.

Fig. 1 zeigt ein als Operationsmikroskop ausgebildetes Mikroskop 40. Das Mikroskop 40 besteht aus einem Fuß 41 für eine elektrische Vorrichtung, einem senkrecht auf dem Fuß 41 angeordneten Ständer 43, einem am oberen Ende des Ständers 43 angeordneten Lampengehäuse 44, einem an dem Ständer 43 angebrachten Ausleger 46, einer am freien Ende des Auslegers 46 über eine elektrische Fokussiereinrich­ tung 47 angeordneten optischen Einheit 48, einem Licht­ leiter 45 zur Lichtversorgung eines nicht näher darge­ stellten und in der optischen Einheit angeordneten Be­ leuchtungssystems mit Licht aus dem Lampengehäuse 44 sowie einem Fußschalter 42 zur Betätigung einer elektrischen Vergrößerungseinrichtung 49, die in der elektrischen Fo­ kussiereinrichtung 47 und der optischen Einheit 48 ange­ ordnet ist. Nicht näher dargestellte Schaltungen sind im Fuß 41 für die elektrische Vorrichtung angeordnet. Die Vergrößerungseinrichtung 49 und die Fokussiereinrich­ tung 47 werden durch die Betätigung des Fußschalters 42 betrieben und das zu betrachtende Objekt 50 wird während des chirurgischen Eingriffs mittels einer Beleuchtungs­ einrichtung beleuchtet.

Für den Fall, daß die elektrische Vergrößerungseinrichtung 49 oder die elektrische Fokussiereinrichtung 47 nicht über den Fußschalter 42 zu betätigen ist, können ein oder mehrere Fehler in der elektrischen Anlage vorliegen, so z. B.

• i) ein Fehler im Fußschalter 42,
• ii) ein Fehler in der Schaltung zur elektrischen Ver­ größerungseinrichtung 49 oder der elektrischen Fo­ kussiereinrichtung, die in dem Fuß 41 für die elek­ trische Vorrichtung angeordnet sind und
• iii) ein Fehler in der elektrischen Vergrößerungseinrich­ tung 49 oder der elektrischen Fokussiereinrichtung 47.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Fehlerdiagnoseschaltung für die elektrische Vergrößerungseinrichtung 49 und die elektrische Fokussiereinrichtung 47. Die Fehlerdiagnose­ schaltung weist eine Prüfschaltung 1 für die Stromquelle auf, die das Signal "normal" ausgibt, wenn der hier nicht dargestellte Schalter für die Stromquelle eingeschaltet ist und die an der Kontrollschaltung für die elektrische Vergrößerung anliegende Spannung sich innerhalb voreinge­ stellter Grenzen befindet und die das Signal "abnormal" ausgibt, wenn die Spannung die Grenzwerte überschreitet. Die Prüfschaltung 2 gibt bei Betätigung des Fußschalters 42 und sich innerhalb voreingestellter Grenzen befindli­ cher Spannung das Signal "normal" und außerhalb dieser Grenzen das Signal "abnormal" aus. Die Prüfschaltung 3 zur Prüfung der bei Betätigung des Fußschalters 42 am An­ triebsmotor der Vergrößerungseinrichtung 49 anliegenden Spannung gibt bei innerhalb voreingestellter Grenzen be­ findlicher Spannung zwischen den Anschlüssen des der Ver­ größerungseinrichtung 49 zugeordneten Antriebsmotors das Signal "normal" aus und außerhalb der Grenzen das Signal "abnormal". Die Prüfschaltung 4 zur Prüfung der dem Motor bei Betätigung des Fußschalters 42 zuzuführenden Strom­ stärke gibt das Signal "normal" aus, wenn sich die Strom­ stärke innerhalb voreingestellter Grenzen befindet und außerhalb dieser Grenzen das Signal "abnormal". Ferner ist eine Auswerteschaltung 5 für die elektrische Ver­ größerungseinrichtung 49 vorhanden, die, wie unten näher dargestellt, entsprechend der über die Prüfschaltungen 1, 2, 3, 4 erhaltenen Eingangsdaten logische Operationen durchführt, deren Ergebnisse der Anzeigeschaltung 6 zuge­ führt werden. Die Fehlerdiagnoseschaltung für die elek­ trische Fokussiereinrichtung 47 ist wie die Fehlerdiag­ noseschaltung für die elektrische Vergrößerungseinrichtung 49 ausgebildet.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Fehlerdiagnoseschaltung für die Beleuchtungseinrichtung. Diese Fehlerdiagnose­ schaltung weist eine Prüfschaltung 7 für eine Stromquelle auf, die nach Einschalten der Stromquelle und bei sich innerhalb voreingestellter Grenzen einer an dem Stromkreis für die Lampe anliegenden Spannung das Signal "normal" und außerhalb dieser Grenzen das Signal "abnormal" ausgibt. Die weitere Prüfschaltung 8 dient zur Prüfung der an der Lampe anliegenden Spannung und gibt das Signal "normal" aus, wenn sich die an den Lampenanschlüssen anliegende Spannung innerhalb voreingestellter Grenzen befindet und das Signal "abnormal", wenn die Spannung außerhalb der Grenzen liegt. Die Prüfschaltung 9 dient zur Prüfung der der Lampe zuzuführenden Stromstärke und gibt das Signal "normal" aus, wenn sich die Stromstärke innerhalb vorein­ gestellter Grenzen befindet und das Signal "abnormal", wenn die Stromstärke außerhalb dieser Grenzen liegt. Die Auswerteschaltung 10 für die Beleuchtungseinrichtung führt, wie unten näher dargestellt, entsprechend der über die Prüfschaltungen 7, 8 und 9 erhaltenen Eingangsdaten logische Operationen durch, deren Ergebnisse der Anzeige­ schaltung 11 zugeführt werden. Anstelle der Ausgabesignale "normal" und "abnormal" bei jeder der oben dargestellten Schaltungen können im Falle logischer Verknüpfungen "high" und "low" treten, bzw. bei Verwendung einer LED in einem Fotokoppler die Signale "on" und "off". Eine Beschreibung für diese an sich bekannten Schaltungen wird hier nicht vorgenommen. Ferner können die oben genannten Auswerte­ schaltungen 5, 10 entweder als logischer Schaltkreis oder als CPU-Schaltung mit angepaßter Software und die An­ zeigeschaltungen 6, 11 mit 7-Segment LEDs oder üblicher kreisförmiger LEDs ausgebildet sein.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel gespeicherter Logikzustände aus der Auswerteschaltung 5 für die elektrische Vergrößerungs­ einrichtung 49 bzw. die elektrische Fokussiereinrichtung 47. Die Fehlerdiagnose ergibt als Ergebnis "normal", wenn nach der Auswertung eine Ausgabe gemäß A oder B erfolgt, während die Prüfschaltungen 2, 3 gemäß C, D oder E "ab­ normal" ausweist, gemäß F der Motor durchbrennt, gemäß G die Prüfschaltung 4 "abnormal" ausgibt, gemäß H ein Kurz­ schluß im Motor vorliegt und gemäß 1 die Prüfschaltung 1 "abnormal" ausgibt.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel gespeicherter Logikzustände aus der Auswerteschaltung 10 der Beleuchtungseinrichtung, wobei nach durchgeführter Fehlerdiagnose a den Normalzustand der Beleuchtungseinrichtung anzeigt, b auf einen Kurzschluß hinweist, c ein Durchbrennen der Lampen symbolisiert, d einen Fehler in der Schaltung der Beleuchtungseinrichtung anzeigt und e einen Fehler in der Prüfschaltung 7 kenn­ zeichnet. In Übereinstimmung mit den eben beschriebenen Ausgabewerten nach einer Fehlerdiagnose weisen die An­ zeigeschaltungen 6, 11 die Fehler aus, wobei gemäß eines Beispiels nach Fig. 6 die von der jeweiligen Anzeigeschal­ tung ausgegebenen Meßwerte über LEDs angezeigt werden.

In Fig. 6 ist ein Anzeigefeld 12 dargestellt, das auf der Rückseite des in Fig. 1 gezeigten Fußes 41 deutlich sicht­ bar angebracht ist, wodurch der Benutzer des Mikroskops 40 nicht behindert wird. Auf dem Anzeigefeld 12 sind LEDs 13 bis 21 _S und 200 angeordnet. Die LEDs 13, 14, 15 dienen zur Anzeige von Fehlerquellen im Bereich der elektrischen Vergrößerungseinrichtung 49, die LEDs 16, 17, 18 zur An­ zeige von Fehlerquellen im Bereich der elektrischen Fo­ kussiereinrichtung 47, die LEDs 19, 20 _m, 20 _s, 21 _m, 21_s zur Anzeige von Fehlerquellen im Bereich der Beleuchtungsein­ richtung und die LED 200 zur Anzeige dafür, daß die Ergeb­ nisse der Erstdiagnose normal sind. Für den Fall, daß die Ausgabe nach durchgeführter Fehlerdiagnose aus der Auswer­ teschaltung 5 für die elektrische Vergrößerungs- oder Fokussiereinrichtung 49 oder 47 den Logikzuständen 1 (Fig. 4) entspricht, leuchtet auf dem Anzeigefeld 12 LED 13 oder 16, während LED 14 oder 17 bei Erreichen der Logikzustände C, D, E oder G aufleuchtet, LED 15 oder 18 im Falle von F oder H und keine der LEDs bei A und B. Dagegen leuchtet auf dem Anzeigefeld 12 LED 19, wenn nach durchgeführter Fehlerdiagnose von der Auswerteschaltung 10 der Beleuch­ tungseinrichtung eine Ausgabe gemäß e (Fig. 5) erfolgt, sowie LED 20 _M bei d, LED 21 _M bei b oder c und keine der LEDs im Falle von a.

Die zuvor beschriebene Betriebsdiagnose dient zur Fehler­ diagnose nach Einschalten der Stromquelle, während eben­ falls eine Erstdiagnose zur Überprüfung der Beleuchtungs­ einrichtung vor der Betriebsdiagnose durchgeführt wird, z. B. im Zeitpunkt des Einschaltens der Stromquelle. Diese Schaltungsanordnung der Beleuchtungseinrichtung ein­ schließlich einer Fehlerdiagnose zur Durchführung der Erstdiagnose und Betriebsdiagnose der Beleuchtungsein­ richtung wird im folgenden beschreiben.

Fig. 7 zeigt anhand eines Beispiels ein Schaltschema einer Beleuchtungseinrichtung, bei der eine Helligkeitssteuer­ schaltung 22 die Lampenspannung regelt und die bereits in Fig. 3 dargestellte Prüfschaltung 7 zur Prüfung der an den Schaltungen 23 _m und 23 _s anliegenden Spannung aufweist. Desweiteren ist zur Beleuchtung eine Hauptlampe L_m vorge­ sehen, eine Ersatzlampe L_S sowie Spannungsmesser V_M und V_S, die sich zwischen den Anschlüssen der Hauptlampe L_M bzw. der Ersatzlampe L_S befinden und mit einer Kontroll­ schaltung 27 zur Prüfschaltung 8 verbunden sind, wobei letztere gemäß Fig. 3 zur Erfassung der an der Lampe an­ liegenden Spannung dient. Ferner befindet sich ein Strom­ messer I_d zwischen den Anschlüssen der Hauptlampe L_M und der Ersatzlampe L_S und ist mit der Helligkeitssteuerschal­ tung 22 verbunden, die ebenfalls mit der Kontrollschaltung 27 zur Prüfschaltung 9 verbunden ist und gemäß Fig. 3 zur Prüfung der Stromstärke an der Lampe dient. Darüber hinaus ist am Lampengehäuse 25 für die Hauptlampe L_M und die Ersatzlampe L_S ein Verschlußsensor 24 vorgesehen, so daß das Mikroskop nur in Betrieb genommen werden kann, wenn sichergestellt ist, daß das Lampengehäuse 25 selbst über eine bestimmte Zeit hinaus ständig geschlossen ist. Hier­ durch werden Fehlfunktionen verhindert, z. B. dadurch, daß der Verschlußsensor 24 vibriert. Ein Temperatursensor 26 erfaßt die Temperatur im Innern des Lampengehäuses 25 und die mit dem Temperatursensor 26 verbundene Kontroll­ schaltung 27 bildet eine Temperaturprüfschaltung zur Ver­ meidung von Überhitzungen. Wenn die Temperatur im Lampen­ gehäuse 25 einen voreingestellten Wert überschreitet, betätigt die Temperaturprüfschaltung eine Alarmanlage W_L, die aufblinkt und den Benutzer warnt. Darüberhinaus ist ein Schalter S₁ vorgesehen, der entweder zu dem Anschluß a der Helligkeitssteuerschaltung 22 oder dem Anschluß b der Auswerteschaltung 10 überleitet, wobei bei einer Verbin­ dung mit dem Anschluß a ein definierter Strom bei defi­ nierter Spannung der Hauptlampe L_M zugeführt wird, während bei einer Verbindung zum Anschluß b an den Lampen L_M und L_S nur eine geringe Stromstärke zur Erstdiagnose anliegt. Zur Erstdiagnose wird die Stromstärke deswegen auf ein Minimum begrenzt, damit die Lampe nicht schon leuchtet bevor das Mikroskop 40 verwendet wird. Ferner ist ein Schalter S₂ vorgesehen, der wahlweise entweder mit dem Anschluß c der Hauptlampe L_M oder dem Anschluß d der Er­ satzlampe L_S verbunden ist. Die bereits genannte Kontroll­ schaltung 27, die die Stellung der Schalter S₁, S₂ steuert, ist mit der Helligkeitssteuerschaltung 22 zur Spannungsregelung sowie mit den Spannungsmessern V_M, V_S verbunden, während die Fernbedienung SW, die z. B. als Fußschalter 42 ausgebildet ist, die Hauptlampe L_M und die Ersatzlampe L_S über die Kontrollschaltung 27 steuert, ein Lampenwählschalter 28 die Lampen wahlweise ein- oder aus­ schaltet oder die Erstdiagnose ermöglicht, ein Hellig­ keitsschalter 29 die Lichtstärke regelt, der Lampenwählschal­ ter 28 die Lampe, insbesondere die Hauptlampe L_M, auch ausschaltet und ein Ein-/Ausschalter 30 die EIN-AUS-Schal­ tung der gewählten Hauptlampe L_M übernimmt. Die Lampen­ wählschalter 28, Helligkeitsschalter 29 und Ein-/Aus­ schalter 30 können auch über die Fernbedienung SW betätigt werden. Mittels der Auswerteschaltung 10 können die über die Prüfschaltung 7 ausgegebenen Signale "normal" und "abnormal" überprüft werden, kann die Prüfschaltung 8 zur Überprüfung der an der Lampe anliegenden Spannung und die Prüfschaltung 9 zur Überprüfung der an der Lampe anliegen­ den von der Kontrollschaltung 27 kommenden Stromstärke z. B. durch die logischen Operationen nach Fig. 5 gesteuert werden, wobei eine Speicherschaltung 31 die Ergebnisse aus der vorangegangenen Prüfung aufnimmt. Dieser Speicher wird aber gelöscht, wenn der Strom abgeschaltet oder der Deckel des Lampengehäuses 25 geöffnet wird. Die Ergebnisse der Fehlerdiagnose werden mittels der Auswerteschaltung 10 auf dem Anzeigefeld 12 über die Anzeigeschaltung 11 angezeigt.

Nachfolgend werden die Funktionen der zuvor genannten Ausführungsbeispiele von Fehlerdiagnosen erläutert. Zu­ nächst wird mit Bezug auf Fig. 8 bis 13 die Prüfung der Beleuchtungseinrichtung beschrieben. Gemäß Fig. 8 wird nach Einschalten der Stromquelle bei 100 die Erstdiagnose über die Kontrollschaltung 27 automatisch begonnen (Schritt 101). Zuvor wird mittels der Kontrollschaltung 27 über den Lampenwählschalter 28 der Schalter S1 auf den Anschluß b und der Schalter 52 auf den Anschluß c seitlich der Hauptlampe L_M gelegt. Hiernach fließt ein minimaler Strom über die Auswerteschaltung 10 zur Hauptlampe L_M. Spannung und Stromstärke werden sodann vom Spannungsmesser V_M bzw. vom Strommesser Id erfaßt und als Impulssignal an die Kontrollschaltung 27 weitergegeben, wobei der normal- oder abnormal-Zustand gemäß eines jeden Ausgabewertes überprüft wird von einem Signal, das von der Auswerte­ schaltung 10 zur Kontrollschaltung 27 ausgesandt wird und mit dem Eingangsimpulssignal an der Auswerteschaltung 10 (Schritt 103) übereinstimmt. Selbst wenn Spannung oder Stromstärke an der Hauptlampe L_M abnormal sind, wird dies dann nicht als abnormaler Zustand angezeigt, wenn der abnormale Zustand zeitlich so kurz ist, daß ein voreinge­ stelltes Zeitintervall nicht überschritten wird, so daß (bei Schritt 104) auf Schritt 103 zurückgegangen wird. Für den Fall jedoch, daß die an der Lampe anliegende Spannung abnormal ist, wird der abnormale Zustand von der Schaltung 23 _M bei Schritt 106 unabhängig von dem normal- oder abnor­ mal-Zustand der Stromstärke an der Lampe erfaßt, so daß auf dem Anzeigefeld 12 LED 20 _M aufleuchtet. Für den Fall, daß nur die Stromstärke an der Lampe abnormal ist, wird bei Schritt 107 ein Durchbrennen der Hauptlampe L_M festge­ stellt und es leuchtet auf dem Anzeigefeld 12 LED 21 _M, wenn die Erstdiagnose der Lampe L_M bei Schritt 116 fortge­ führt wird.

Als nächstes wird der Schalter S₂ auf den Anschluß d ge­ legt, so daß zur Durchführung der Erstdiagnose der Ersatz­ lampe L_S bei Schritt 108 ein nur minimaler Strom fließt. Wie bei der Erstdiagnose der Hauptlampe L_M wird anschlie­ ßend ermittelt, ob die an der Ersatzlampe L_S anliegende Spannung oder Stromstärke normal ist und, für den Fall daß diese abnormal ist und die Abweichungen bei Schritt 110 als zeitlich begrenzt festgestellt wurden, wird der ab­ normal-Zustand über die Schaltung 23 _S ausgegeben (Schritt 112), wobei im Falle einer Spannungsabweichung die Lampe LED 20 _S auf dem Anzeigefeld 12 aufleuchtet. Anderer­ seits läßt lediglich eine Abweichung in der Stromstärke bei Schritt 113 erkennen, daß die Ersatzlampe L_S durchge­ brannt ist, so daß auf dem Anzeigefeld 12 LED 21 _S auf­ leuchtet und die Erstdiagnose der Ersatzlampe L_S bei Schritt 116 abgeschlossen wird. Wird bei Schritt 109 für die Ersatzlampe L_S ebenfalls der normal-Zustand festge­ stellt, leuchtet auf dem Anzeigefeld 12 LED 200 und die Erstdiagnose wird bei Schritt 116 abgeschlossen.

Fig. 12 zeigt ein Zeitdiagramm zur Erstdiagnose. Der Start (a-2) der Erstdiagnose erfolgt abhängig von dem Einschaltvorgang (a-1) der Stromquelle. Spannung und Stromstärke werden z. B. auf 5 V bzw. 5 mA eingestellt. Die Spannung wird für 300 ms sowohl an die Hauptlampe L_M als auch an die Ersatzlampe L₅ angelegt (a-3, a-4), wobei während der Erstdiagnose (a-5 bzw. a-6) beim Anlegen der Spannung die Impulse von Spannung und Stromstärke hoch sind, wenn der normal-Zustand gegeben ist. Das für die Entscheidung erforderliche Impulssignal wird ständig an die Auswerteschaltung 10 weitergegeben und weist 32 Im­ pulse pro Zeitintervall von knapp 10 ms auf (a-7), (a-5) und (a-6), wenn beispielsweise im Vergleich zur Strom­ stärke (a-6) an der Hauptlampe L_M über die Auswerteschal­ tung 10 festgestellt wird, daß die Stromstärke normal ist, wenn die volle Impulsamplitude mehr als fünfzehnmal ge­ messen wird (a-8). Auch wenn der Stromfluß durch die Hauptlampe L_M während des Anlegens der Spannung niedrig wird, wird ein Impulssignal ausgegeben. Wenn dieses Signal regelmäßig mehr als fünfzehnmal ausgegeben wird, bedeutet dies, daß die Stromstärke abnormal und die Hauptlampe L_M durchgebrannt ist. Wenn dagegen das Impulssignal regel­ mäßig den niedrigen Wert nicht mehr als fünfzehnmal an­ gibt, werden diese Abweichungen nur als vorübergehend betrachtet und die Stromstärke an der Hauptlampe L_M wird nicht als abnormal angezeigt. Gleiches gilt für die Er­ satzlampe L_S (a-9 und a-12).

Wird ein abnormaler Zustand im Rahmen der Erstdiagnose angezeigt und kann dieser anschließend behoben werden, wird die Stromquelle eingeschaltet und die Erstdiagnose erneut vorgenommen. Ferner ist das Mikroskop 40 so ausge­ bildet, daß die Erstdiagnose jederzeit durchgeführt werden kann, unabhängig davon, ob das Mikroskop 40 in Betrieb ist oder nicht. Die Erstdiagnose erfolgt somit nicht nur dann, wenn die Stromquelle eingeschaltet ist, sondern auch bei Verschluß des Lampengehäuses 25, was mittels des Ver­ schlußsensors 24 erfaßt wird, oder wenn die Temperatur im Lampengehäuse 25 die voreingestellte Temperatur über­ schreitet, was mittels des Temperaturfühlers 26 gemessen wird.

Nachstehend wird die Fehlerdiagnose im Rahmen der Be­ triebsdiagnose beschrieben, die sich an die Erstdiagnose anschließt.

Zur Durchführung der Betriebsdiagnose der Beleuchtungs­ einrichtung wird nach Abschluß der Erstdiagnose der Schal­ ter S₁ über die Kontrollschaltung 27 angesteuert und auf den Anschluß a der Helligkeitssteuerschaltung 22 gelegt. Der Schalter S₂ liegt auf dem Anschluß c, wenn die Haupt­ lampe L_M eingeschaltet werden soll, bzw. auf Anschluß d beim Betrieb der Ersatzlampe L_S. Nachfolgend wird die Prüfung zunächst für die Hauptlampe L_M und anschließend für die Ersatzlampe L_S beschrieben. Zunächst wird über die Prüfschaltung 7 in der Helligkeitssteuerschaltung 22 dieje­ nige Spannung erfaßt, die an der Schaltung 23 _M anliegt. Danach wird gemäß des Fließschemas in Fig. 11 bei Schritt 117 festgestellt, ob Spannung oder Stromstärke an der Hauptlampe L_M normal sind und für den Fall, daß diese abnormal sind, bei Schritt 118 geprüft, ob der abnormal- Zustand ein voreingestelltes Zeitintervall überschreitet. Für den Fall, daß die Spannung an der Lampe tatsächlich abnormal ist, wird über die Schaltung 23 _M der abnormal- Zustand ausgegeben, ausgenommen der Helligkeitsschalter 29 befindet sich in der "AUS"-Position (Schritt 120), wobei LED 20M auf dem Anzeigefeld 12 aufleuchtet und ein Rück­ sprung nach Schritt 117 erfolgt. Wenn dagegen nur die Stromstärke an der Hauptlampe L_M abnormal ist, wird bei Schritt 123 festgestellt, daß die Hauptlampe L_M durchge­ brannt ist, und es leuchtet LED 21 _M auf dem Anzeigefeld 12. Wird über den Lampenwählschalter 28 jedoch der Schal­ ter S₂ mit dem Anschluß d der Ersatzlampe L_S verbunden, leuchten entsprechend der Fehlerdiagnose der Hauptlampe L_M die LEDs 20 _S und 21 _S auf dem Anzeigefeld 12 (Schritte 121, 124). Sind bei Schritt 117 Spannung und Stromstärke an der Hauptlampe L_M normal, wird die Betriebsdiagnose weiterge­ führt. Fig. 13 zeigt das Zeitdiagramm der Betriebsdiagnose ähnlich nach Fig. 12, wobei nach Beendigung der Erst­ diagnose (b-2) eine Spannung an die Lampe angelegt wird (b-3). Selbst wenn der durch die Lampe fließende Stromim­ puls (b-5) zeitweilig eine nur geringe Impulsamplitude bei x1 aufweist und dies zu einer Fehleranzeige führt (b-6), wird von der Auswerteschaltung 10 noch keine abnormal- Zustand registriert, sofern das Impulssignal regelmäßig nicht mehr als fünfzehnmal ausgesandt wird (b-7). Wenn allerdings der Stromimpuls für die Lampe (b-5) die Impuls­ amplitude bei x2 für längere Zeit beibehält, wird ein Impulssignal (b-7) stetig und mehr als fünfzehnmal aus­ gesandt, worauf die Auswerteschaltung 10 den abnormal- Zustand erfaßt und ein Durchbrennen der Lampe kennzeich­ net.

Über die in Fig. 2 dargestellte Fehlerdiagnoseeinrichtung kann die Betriebsdiagnose der elektrischen Vergrößerungs­ einrichtung 49 und der elektrischen Fokussiereinrichtung 47 ebenso durchgeführt werden.

Auf diese Weise kann bei einem aufgetretenen Fehler wäh­ rend der Verwendung des Mikroskops 40 der Benutzer durch Blick auf das Anzeigefeld 12 sofort feststellen, in wel­ chem Bereich der Fehler aufgetreten ist. So zeigt bei­ spielsweise das Aufleuchten der LED 15, daß der Antriebs­ motor für die elektrische Vergrößerungseinrichtung 49 fehlerhaft ist.

Wie bereits zuvor erläutert, wird die Erstdiagnose der Beleuchtungseinrichtung nach Einschalten der Stromquelle automatisch durchgeführt, so daß Mängel im Bereich der Beleuchtungseinrichtung festgestellt werden können und entsprechende Fehler noch vor Beginn der Benutzung des Mikroskops 40 z. B. bei einem chirurgischen Eingriff be­ hoben werden können. Selbst anschließend, nach Öffnen und Schließen des Lampengehäuses 44 und einem Anstieg der Temperatur im Inneren des Lampengehäuses 44, kann eine Erstdiagnose noch durchgeführt werden, wodurch Fehler z. B. an der Ersatzlampe, eine falsch eingesetzte Lampe und solche Fehler an der Beleuchtungseinrichtung erfaßt und jederzeit behoben werden können, die auf eine zu hohe Temperatur zurückzuführen sind. Hierdurch wird von vorn­ herein vermieden, daß während der Benutzung des Mikroskops 40 z. B. bei einem chirurgischen Eingriff ein Fehler in der Beleuchtungseinrichtung auftritt. Darüberhinaus können noch nach durchgeführter Erstdiagnose Fehler in der Be­ leuchtungseinrichtung, der elektrischen Vergrößerungs­ einrichtung 49 und der elektrischen Fokussiereinrichtung 47 nacheinander im Rahmen der Betriebsdiagnose ermittelt werden. Ferner lassen sich die Fehler differenzieren, so daß der Benutzer im Falle erforderlicher Reparaturen die Fehler dem Servicepersonal mitteilen kann und gemäß der angezeigten Fehler entsprechend erforderliche Teile des Mikroskops 40 bereitgestellt werden können, so daß eine schnelle und gezielte Reparatur ermöglicht wird.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungen kann allerdings dann ein Problem auftreten, wenn die Fehlerdiagnoseein­ richtung die elektrische Vergrößerungseinrichtung 49, die elektrische Fokussiereinrichtung 47 und die Beleuchtun­ gseinrichtung erfaßt und an eine herkömmliche Stromquelle angeschlossen ist und die angezeigten Fehler auf die Feh­ lerdiagnoseeinrichtung oder die Stromquelle selbst zurück­ zuführen sind und sich andere Fehlerdiagnoseeinrichtungen nicht verwenden lassen. Dieses Problem kann jedoch dadurch gelöst werden, daß eine Fehlerdiagnoseeinrichtung gemäß Fig. 14 verwendet wird. Fig. 14 zeigt anhand eines Bei­ spiels eine Ausführung mit zwei Funktionen, bei der z. B. sowohl die Beleuchtungseinrichtung als auch die elektri­ sche Vergrößerungseinrichtung 49 jeweils mit einer Fehler­ diagnoseeinrichtung verbunden sind, wobei die Auswerte­ schaltung 34 gemeinsam verwendet wird. Diese Abbildung zeigt als Beispiel ein Teil 32 der Beleuchtungseinrichtung mit dazugehöriger Fehlerdiagnoseeinrichtung, bestehend aus einer unabhängigen Stromquelle 32a, einer Kontrollschal­ tung 32b und einer hiermit verbundener Prüfschaltungs­ anordnung 32c mit verschiedenen Prüfschaltungen gemäß Fig. 3 und einer Steuereinheit 32d (insbesondere für die Lampe), die mit der Kontrollschaltung 32b verbunden ist. Ferner besteht das Teil 33 der elektrischen Vergrößerungs­ einrichtung 49 mit zugehöriger Fehlerdiagnoseeinrichtung aus einer unabhängigen Stromquelle 33a, einer Kontroll­ schaltung 33b und einer hiermit verbundenen Prüfschal­ tungsanordnung 33c insbesondere aus mehreren Prüfschaltun­ gen gemäß Fig. 2, sowie einer Steuereinheit 33d (insbe­ sondere für den Antriebsmotor), die mit der Kontrollschal­ tung 33b verbunden sind. Von den Prüfschaltungen der Prüf­ schaltungsanordnung 32c und 33c ausgehende Prüfsignale werden über Trennschalter 32e, 33e wie z. B. Fotokoppler, getrennt und auf die Auswerteschaltung 34 übertragen. In diesem Fall werden die Auswerteschaltung 34 und die An­ zeigeschaltung 35 durch eine unabhängige Stromquelle 36 versorgt. Da in diesem Abschnitt die Beleuchtungseinrich­ tung und die elektrische Vergrößerungseinrichtung 49 mit ihren Fehlerdiagnoseeinrichtungen als zwei funktionelle Einheiten beschrieben wurden, kann darauf verzichtet wer­ den, die elektrische Fokussiereinrichtung 47 mit ihrer Fehlerdiagnoseeinrichtung als weitere Einheit zu beschrei­ ben.

Mit dieser Ausbildung einer Fehlerdiagnoseeinrichtung kann vermieden werden, daß beim Versagen einer Funktion die anderen Funktionen hiervon berührt werden, wodurch Zuver­ lässigkeit und Sicherheit weiter erhöht werden. Ferner kann der abnormal-Zustand solange erfaßt werden, wie die Stromquelle 36 in Betrieb ist, da die Einrichtungen zur Fehlererfassung selbst dann von unabhängigen Stromquellen versorgt werden, wenn beide Stromquellen 32a und 33a aus bestimmten Gründen ausfallen und die Funktionen der Teile 32 und 33 unterbleiben. Wenn in diesem Fall, dargestellt in Fig. 14 mittels unterbrochener Linien, die Stromquelle über Reservemittel BU, wie z. B. Batterien verfügt, sind die Voraussetzungen noch günstiger.

Claims (5)

1. Mikroskop, mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Be­ leuchten des zu untersuchenden Objektes und einer moto­ risch angetriebenen Vergrößerungs- und Fokussierein­ richtung, sowie einer Schaltungsanordnung zur Ein­ stellung von Betriebsvorgaben und zur Ermittlung und Anzeige von Funktionswerten, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (40) eine Fehlerdiagnoseschaltung aufweist, welche den Strom und die Spannung regi­ striert, die der Vergrößerungs- und Fokussiereinrich­ tung (49, 47) sowie der Beleuchtungseinrichtung zuge­ führt werden und die Abweichung dieses Stromes und dieser Spannung von vorgegebenen Werten ermittelt und somit eine Fehlerdiagnose durchführt und eine Fehler­ meldung dann ausgibt, wenn diese Abweichungen vorge­ gebene Abweichungen überschreiten, und welche beim erstmaligen Einschalten des Mikroskops (40) eine Erst­ diagnose sowie während des Betriebes des Mikroskops (40) eine Betriebsdiagnose durchführt, wobei bei der Erstdiagnose nur die Beleuchtungseinrichtung und bei der Betriebsdiagnose zusätzlich auch die Vergröße­ rungs- und Fokussiereinrichtung (49, 47) überprüft werden.

2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerdiagnoseschaltung eine Prüfschaltung (1, 2, 3, 4; 7, 8, 9) und eine Auswerteschaltung (5, 10) aufweist, die optisch miteinander gekoppelt sind.

3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß am Lampengehäuse (25) der Beleuchtungsein­ richtung ein Verschlußsensor (24) angeordnet ist, durch den bei einem Schließen des Lampengehäuses (25) die Durchführung einer Erstdiagnose und einer Be­ triebsdiagnose veranlaßt wird.

4. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Lampengehäuse (25) ein Temperatur­ sensor (26) angeordnet ist, durch den bei einer Über­ hitzung des Lampengehäuses (25) eine Fehleranzeige erfolgt.

5. Mikroskop nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung eine Haupt­ lampe (L_M) und eine alternativ zu der Hauptlampe (L_M) betriebene Ersatzlampe (L_S) umfaßt, und daß die Prüf­ schaltung (7 bis 9) zur Prüfung dieser beiden Lampen (L_M, L_S) eine Kontrollschaltung (27) aufweist, die von einem Ein-/Ausschalter (30), einem Lampenwähl­ schalter (28) und einem Helligkeitsschalter (29) für die ausgewählte Lampe (L_M, L_S) angesteuert wird und neben den beiden Lampenspannungen (V_M, V_S) den durch die ausgewählte Lampe (L_M, L_S) fließenden Strom sowie die Signale des Verschlußsensors (24) und des Temperatursensors (26) registriert, und die neben einer Helligkeitssteuerschaltung (22) für den Lam­ penstrom und der Auswerteschaltung (10) zur Vorkon­ trolle der Lampenfunktion zwei serielle, über ihre beiden Schaltzungen miteinander verbundene Umschalter (S₁, S₂) ansteuert, welche alternativ die Hauptlampe (L_M) oder die Ersatzlampe (L_S) wahlweise über die Helligkeitssteuerung (22) oder die Auswerteschaltung (10) mit Strom versorgen.