DE4311603A1 - Stereoskopische Anordnung und Verfahren zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine stereoskopische Anordnung und Verfahren zur räum­ lichen Beobachtung mikroskopischer Objekte. Sie findet Anwendung in mikroskopi­ schen Systemen, insbesondere in einkanaligen mikroskopischen Systemen, vorzugsweise in einobjektivigen Lichtmikroskopen und dient hier der direkten räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte.

Die bekannten stereomikroskopischen Anordnungen erlauben entweder eine direkte oder eine indirekte räumliche Beobachtung des mikroskopischen Objektes.

Das gemeinsame Merkmal von Anordnungen mit direkter Beobachtung sind zwei getrennte, jeweils einem Auge zugeordnete mikroskopische Strahlengänge. So z. B. die 1892 von H. S. Greenough vorgeschlagene und 1895 von E. Abbe realisierte Anordnung (Greenough- Mikroskop) bzw. dessen Modifizierung (Galilei-Typ).

Ihr gemeinsamer Nachteil besteht in der Begrenzung der anwendbaren mikroskopi­ schen Vergrößerung (∼200fach).

Es sind auch Verfahren bekannt, die einobjektivige Mikroskope für stereoskopische Beob­ achtungen ausnutzen. Ihnen gemeinsam ist der Vorteil hoher mikroskopischer Vergrößerungen und der Nachteil indirekter Beobachtung der erzeugten mikrofotografischen Raumbildpaare mittels Stereobildbetrachter. Die Verfahren unterscheiden sich nach der Art der Erzeugung und der Aufnahme des stereomikroskopischen Raumbildpaares. Bekannt ist die gleichzeitige und aufeinanderfolgende Aufnahme der parallaktischen Teil­ bilder eines Raumbildpaares.

Bei gleichzeitiger Aufnahme werden Stereookulare verwendet, mit dem Vorteil auch mikrosko­ pische Bewegungsabläufe "einzufrieren", nicht aber ihren zeitlichen Verlauf beobachten zu können. (K. Michel bzw. G. G. Reichert).

Bei zeitlich aufeinanderfolgender Aufnahme kann die parallaktische Differenz des Raumbild­ paares auf unterschiedliche Art erzeugt werden.

• 1. Das mikroskopische Objekt wird gegen die optische Achse des Mikroskops geneigt, oder lateral verschoben. (Fröhlichsche Wippe).
• 2. Die Austrittspupille des Mikroskops wird lateral verschoben. (L. Morton u. L. J. Schiff; H. O. Müller).

Eine Ausnahme bildet die von E. Abbe vorgeschlagene Anordnung, bei der die oben beschrie­ benen Nachteile vermieden werden und die stereomikroskopische Beobachtung sowohl auf die direkte Art (mikroskopische Bewegungsabläufe) als auch bei hohen Vergrößerungen möglich ist.

Danach kann ein räumlicher Eindruck auch mit einem normalen einobjektivigen Mikroskop mit Binokulartubus erhalten werden, wenn man die Austrittspupille des Mikroskops durch Kap­ pen, die auf die Okulare aufgesetzt werden, zur Hälfte abdeckt. Der gleiche Effekt wird erzielt bei zu eng oder zu weit eingestelltem Binokulartubus, wobei die Augenpupillen die Austritts­ pupillen der Okulare halbieren.

Den Vorteilen dieser Anordnung steht jedoch der Nachteil gegenüber, daß beide Augen nicht gleichzeitig das gesamte Bildfeld übersehen können, so daß durch eine Art Schlüssel­ lochbeobachtung der stereoskopische Effekt nur in einem relativ schmalen Bereich des Seh­ feldes vorhanden ist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die räumliche Beobachtung mikroskopischer Ob­ jekte auch bei hohen Vergrößerungen, insbesondere in der Lichtmikroskopie, auf direktem Wege, ohne weitere Hilfsmittel zu ermöglichen. Durch die Anordnung erfolgt erfindungs­ gemäß die zeitliche Generierung und Trennung stereoskopischer Raumbildpaare.

Dazu wird entsprechend Fig. 1 in der Objektebene des mikroskopischen Systems ein Objekttranslator 8 und in der Zwischenbildebene ein Strahlengangumschalter P₁-P₃ und 6 angeordnet und durch eine elektronische Steuerung 7 gekoppelt. Die Generierung des linken und des rechten Teilbildes eines Raumbildpaares erfolgt zeitlich seriell durch den Objekttranslator, und zwar mit einer Folgefrequenz, die einen flimmerfreien Bildeindruck ermöglicht, wobei zeitlich parallel dazu durch den Strahlengangumschalter der Prozeß der Bildtrennung abläuft und phasenstarr mit dem der Bildgenerierung gekoppelt ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in Folgendem:

• 1. Die räumliche Beobachtung des mikroskopischen Objektes ist über das ganze Sehfeld bei hohen Vergrößerungen ohne Einschränkung der Auflösung möglich.
• 2. Die üblicherweise eingesetzten Kontrastverfahren werden nicht behindert.
• 3. Die direkte räumliche Beobachtung mikroskopischer Bewegungsabläufe ist ohne weitere Hilfsmittel in Echtzeit möglich.
• 4. Die durch das mikroskopische System physikalisch bedingte Auflösung wird durch den stereoskopischen Effekt phänomenologisch verbessert.
• 5. Die Anordnung und das Verfahren ist auch bei anderen einkanaligen mikroskopischen Sy­ stemen einsetzbar.
• 6. Es ist eine leichte Umschaltung zwischen stereoskopischer und pseudoskopischer Betrach­ tungsweise möglich.
• 7. Der stereoskopische Raumtiefeneindruck kann stufenlos verändert werden.
• 8. Es sind keine prinzipiellen Eingriffe in den Mikroskopaufbau notwendig.

Die Funktion der Anordnung soll im folgenden am Beispiel des Einsatzes in einem einobjektivi­ gen Lichtmikroskop näher erläutert werden.

Fig. 1 ist die bekannte Anordnung des Lichtmikroskops mit Binokulartubus durch Licht­ quelle 1, Kollektor 2, Kondensor 3, Objektiv 4, Tubuslinse 5 und dem Binokulartubus, beste­ hend aus den Prismen P₁, P₂ und P₃ sowie den Okularen O_L und O_R dargestellt. Der Strahlengangumschalter ist die rotierende Sektorblende 6, welche in den Binokular­ tubus P1-P3 eingefügt ist.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Sektorblende 6, die durch einen Motor angetrieben wird. Der Sektor 1 gibt nacheinander abwechselnd die Okulare O_L und O_R frei, wobei der auf der Blendenscheibe angebrachte Reflexionspunkt 2 die IR-Reflexionslichtschranken 3 und 4 überstreicht, deren Signale zur Steuerung 7 weitergeleitet werden. Die Sektorblende 6 generiert den zeitlichen Takt zur flimmerfreien Erzeugung der Raumbild­ paare durch den Objekttranslator 8 und nimmt die seitenrichtige Zuordnung der Zwischenbilder für die direkte Beobachtung durch die Okulare O_L und O_R vor. Die Taktfrequenz ergibt sich durch deren Drehzahl und wird durch einen Motor mit elektronischer Regelung (nicht dargestellt) konstant gehalten. In dem Zeitraum, in dem beide Okulare durch die Blende verschlossen sind, wird durch die Steuerung 7 der Objekttranslator 8 umgeschaltet.

Fig. 3 zeigt die Lichtsteuerung der Okulare O_L und O_R sowie die seitliche Zuordnung der durch die Lichtschranken 3 und 4 ausgelösten Bewegung des Objekttranslators 8. Wird ein Binokulartubus nach Jentsch verwendet, ist die Anpassung an den Augenabstand des Beobachters möglich ohne die Steuerzeiten zu beeinflussen.

Die Konstanz der Steuerzeiten ist eine wichtige Voraussetzung zur dynamischen Optimie­ rung des Objekttranslators 8.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der elektronischen Steuerung 7. Die Einstellregler P2 und P3 passen die Lichtempfindlichkeit der Reflexlichtschranken­ module J5 und J7 an die Schwellwertschalter N3A und N4A an, deren Ausgangssignale dem RS-Flip-Flop J6A zugeführt werden, welches über einen Verstärker (nicht dargestellt) den Objekttranslator 8 steuert.

Durch den Schalter S werden die Eingänge des Flip-Flops umgeschaltet, wodurch die Zuord­ nung der Teilbilder des Raumbildpaares zwischen dem linken und dem rechten Auge ver­ tauscht wird, so daß wahlweise die stereoskopische oder pseudoskopische Beobach­ tung möglich ist.

Der Objekttranslator 8 bewegt das mikroskopische Objekt lateral zur optischen Achse des mikroskopischen Systems und generiert dadurch Raumbildpaare mit stufenlos einstell­ barer parallaktischer Differenz.

Die Größe der lateralen Verschiebung des Objekttranslators wird durch die Ausgangsampli­ tude des Verstärkers bestimmt, der in der elektronischen Steuerung 7 enthalten ist.

Durch die Regelung der elektronischen Verstärkung ist eine Anpassung an die jeweils verwen­ dete mikroskopische Vergrößerung und eine Variation des Raumtiefeneindrucks entsprechend dem Strukturierungsgrad des mikroskopischen Objektes möglich.

Je höher die mikroskopische Vergrößerung, desto geringer ist die notwendige laterale Ver­ schiebung des Objekttranslators 8 zur Erzeugung der parallaktischen Differenz des mikrosko­ pischen Raumbildpaares.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines lateral arbeitenden Objekttranslators mit piezoelek­ trischen Antrieb.

Das mikroskopische Objekt 1 befindet sich auf dem Objektträger 2 und ist in einem Aufnahme­ rahmen 3 befestigt. Dieser bildet mit den Blattfedern 5 und 5′ und dem Grund­ rahmen 6 ein in X-Richtung schwingfähiges Parallelogramm, in Y- und Z-Richtung aber eine genaue Objektführung ohne Lose.

Der Aufnahmerahmen 3 wird mit einem piezoelektrischen Aktuator 4 seitlich verschoben.

Die dynamischen Eigenschaften des schwingfähigen Systems werden mit einer einstell­ baren Feder 7 abgestimmt.

Durch den Objekttranslator 8 sind aber auch prinzipiell andere Bewegungsabläufe realisierbar, die ebenfalls zur Erzeugung von stereoskopischen Raumbildpaaren mit parallaktischer Differenz geeignet sind (z. B. Fröhlichsche Wippe).

Speziell auch zusammengesetzte Bewegungsabläufe können vorteilhaft sein. So ist es z. B. möglich, zur Steigerung der Tiefenschärfe des Raumbildes, zusätzlich zur lateralen Bewegung des Objekttranslators eine für jedes Teilbild des Raumbildpaares unterschiedliche einstellbare Bewegung in z-Richtung zu überlagern. Dadurch wird bei dem einen Teilbild des Raum­ bildpaares die Schärfenebene etwas nach oben, bei dem anderen etwas nach unten verlagert.

Es werden also Halbbilder mit dicht hintereinander liegenden Schärfenebenen generiert. Da aber das räumliche Bild über den Strahlengangumschalter durch das Zusammenwirken bei­ der Teilbilder entsteht, ist die Tiefenschärfe des Raumbildes größer als die der beiden paral­ laktischen Teilbildern des Raumbildpaares.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 6 angegeben.

Als Strahlengangumschalter ist ein rotierender Sektorspiegel vorgesehen. Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der das aus dem mikroskopischen System stammende Zwi­ schenbild 1 durch den rotierenden Sektorspiegel 2 wechselseitig über die Spiegel S₁ bzw. S₂ und S₃ den Okularen O_L und O_R zur Beobachtung durch die Augen A_L und A_R zuge­ leitet wird.

Der Bereich 1 des Sektorspiegels ist transparent, der Bereich 2 ist reflektierend und die zwi­ schen diesen Bereichen liegenden Bereiche 3 und 3′ sind nicht reflektierend. Die Umschaltung des Objekttranslators erfolgt jeweils während des Durchgangs der Be­ reiche 3 und 3′. Die Steuerung des Objekttranslators 8 geschieht auf analoge Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel unter Verwendung der in Fig. 4 gezeigten elektronischen Steuerung. Verglichen mit einer Anordnung nach Fig. 1, ergibt sich die doppelte Bildhelligkeit.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 7 angegeben. Als Strahlengangumschalter sind zwei elektrooptische Modulatoren vorgesehen, die je­ weils zwischen zwei Polarisatoren angeordnet sind, und als Licht-Chopper arbeiten.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei der die Modulatoren M1 und M2 im Binokulartubus des Mikroskops angeordnet sind, und die wechselseitige Beobachtung des Zwischenbildes durch die Okulare O_L und O_R ermöglichen. Als Modulatoren eignen sich vorzugsweise Flüssigkristall-Lichtmodulatoren.

Die Steuerung 7 generiert den zeitlichen Takt zur flimmerfreien Erzeugung der Raumbild­ paare durch den Objekttranslator 8 und nimmt gleichzeitig die Ansteuerung der Modula­ toren M1 und M2 analog des in Fig. 3 gezeigten Zeitdiagramms vor. Fig. 8 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der elektronischen Steuerung 7.

Der Grundtakt für den Objekttranslator 8, welcher an Ausgang T anliegt, wird durch N1A, J2A und J2B erzeugt. Er entsteht nach zweimaliger 2 : 1-Teilung durch J2A und J2B aus der durch N1A erzeugten (4fachen) Taktfrequenz.

J3A, J3B und N1B dienen der Erzeugung einer hochfrequenten Impulsgruppe zur An­ steuerung der LC-Lichtmodulatoren M1 und M2.

Durch J3A wird jeweils nach Umschaltung des Objekttranslators 8 eine Totzeit realisiert, bevor durch J3B N1B zur Bursterzeugung gestartet wird.

Für die Dauer des Bursts ist einer der beiden elektrooptischen Modulatoren M1 oder M2 geöffnet. Die Zuordnung erfolgt durch die Torschaltung J1A . . . J1D in Zusammenspiel mit dem Grundtakt und dem negierten Grundtakt, der nach dem Teiler J2B zur Verfügung steht.

Eine Umschaltung zwischen stereo- und pseudoskopischer Betrachtung (nicht darge­ stellt) kann analog zu Fig. 4 vorgenommen werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 8 angege­ ben.

Wie in Fig. 9 gezeigt, wird der Strahlengangumschalter durch den elektrooptischen Modulator 7 in Kombination mit dem Polarisations-Strahlteilerprisma P₂ gebildet.

Durch die Strahlteilerschicht 6 wird im Prisma P₂ der Abbildungsstrahlengang in zwei li­ near polarisierte Strahlengänge mit senkrecht zueinander stehender Polarisation aufge­ teilt.

Der elektrooptische Modulator 7 ist als Flüssigkristall-Lichtmodulator ausgebildet und im Binokulartubus des Mikroskops angeordnet.

Durch Anlegen eines HF-Bursts mit der Halbwellenspannung UH wird die Polarisations­ ebene des einfallenden, linear polarisierten Lichtes um 90° gedreht. Dadurch ist in Kom­ bination mit dem Polarisations-Strahlteilerprisma P₂ die wechselseitige Umschaltung des Abbildungsstrahlengangs in die Okulare O_L oder O_R möglich. Fig. 10 zeigt die Hüllkurven der HF-Bursts zur Ansteuerung der Flüssigkristall-Lichtmodu­ latoren 7 und 9 in ihrer zeitlichen Zuordnung zur Bewegung des Objekttranslators 8.

Der Modulator 9 ist zwischen zwei parallel ausgerichteten Polarisationsfiltern angeordnet und arbeitet als Licht-Chopper. Dadurch wird die lineare Polarisation des Lichtes im Ab­ bildungsstrahlengang erzeugt. Gleichzeitig kann durch Anlegen der Halbwellenspannung UH der Lichtfluß im Mikroskop unterbrochen werden. Diese Dunkeltastung erfolgt wäh­ rend der Bewegung des Objekttranslators 8, wodurch diese und die Umschaltung des Strahlengangs durch den Modulator 7 für den Beobachter unsichtbar bleiben. Wird die Taktfrequenz des Objekttranslators 8 gegenüber der des elektrooptischen Modulators 7 um 180° phasenverschoben, erfolgt eine Umschaltung zwischen stereos­ kopischer und pseudoskopischer Betrachtung.

Die durch die Polarisatoren des elektrooptischen Modulators 9 bedingte Dämpfung des Lichtes kann durch größere Helligkeit der Lichtquelle 1 ausgeglichen werden, ohne zu ei­ ner wesentlichen Mehrbelastung des mikroskopischen Präparates zu führen.

Da das mikroskopische Objekt mit linear polarisiertem Licht beleuchtet wird, können bei speziellen mikroskopischen Präparaten Nachteile auftreten, die durch eine Anord­ nung nach Fig. 11 vermieden werden können.

Das mikroskopische Objekt wird dabei mit natürlichem Licht beleuchtet und die Polarisa­ tion des Lichtes, welches für das Funktionieren der elektrooptischen Strahlengangum­ schaltung notwendig ist, erfolgt im Abbildungsstrahlengang unmittelbar vor dem elektrooptischen Modulator 7 durch das Polarisationsfilter 9, welches zusammen mit dem Modulator 7 im Binokulartubus des Mikroskops angeordnet ist.

Die Dunkeltastung des Mikroskops, welche während der Bewegung des Objekttranslators 8 erfolgt, wird durch Anlegen der Viertelwellenspannung UV an den elektrooptischen Modulator 7 erreicht. Dadurch entsteht zirkular polarisiertes Licht, welches über das Po­ larisations-Strahlteilerprisma P₂ zur gleichzeitigen 50%igen Reduzierung der Bildhellig­ keit in beiden Okularen O_L und O_R führt. Da die Bildwechselfrequenz oberhalb der Flimmergrenze liegt bleiben die Augen des Beobachters helladaptiert, so daß die Um­ schaltbewegung des Objekttranslators 8 für den Beobachter unsichtbar bleibt. Fig. 12 zeigt die Hüllkurve des HF-Bursts zur Ansteuerung des Flüssigkristall-Lichtmodu­ lators 7 und deren zeitliche Zuordnung zur Bewegung des Objekttranslators 8. Wird die Phasenlage der Taktfrequenz des Objekttranslators 8 zu der des elektroopti­ schen Modulators 7 um 180° verschoben, ist eine wahlweise Umschaltung zwischen ste­ reoskopischer und pseudoskopischer Beobachtung möglich.

Zu Dokumentationszwecken kann der üblicher Weise verwendete Fototubus in Kombi­ nation mit einem geeigneten Kamerasystem eingesetzt werden.

Durch den Objekttranslator 8 wird einmalig ein mikroskopisches Raumbildpaar erzeugt. Dieses kann mikrofotografisch oder elektronisch gespeichert werden. Die Auswertung mikrofotografischer Raumbildpaare geschieht wie üblich mittels Stereo­ bildbetrachter.

Zur Auswertung elektronisch gespeicherter Raumbildpaare sind verschiedene Verfahren und Anordnungen bekannt, bei denen das Raumbildpaar entweder gleichzeitig auf zwei Monitoren oder zeitlich seriell und periodisch alternierend bei hoher Folgefrequenz auf einem Monitor wiedergegeben wird.

Im letzten Fall sind zur Betrachtung Vorrichtungen zur Bildtrennung nötig, die verschie­ den ausgebildet sein können, synchron zur Bildwiedergabe gesteuert werden und mei­ stens elektrooptische Modulatoren auf Flüssigkristallbasis enthalten, z. B. in Form von LC-Brillen.

Es ist aber auch die Speicherung stereomikroskopischer Bewegungsabläufe durch den Anschluß einer elektronischen Kamera an den üblicher Weise verwendeten Fototubus des Mikroskops mit einem gewöhnlichen Videorecorder möglich.

Der Videorecorder zeichnet dabei eine zeitlich serielle Folge mikroskopischer Raumbild­ paare auf, die durch den Objekttranslator periodisch erzeugt werden. Zur Anpassung an die verwendete Fernsehnorm enthält die elektronische Steuerung 7 eine Vorrichtung zur externen Synchronisation der Bewegung des Objekttranslators 8 (Sync.).

Die externe Synchronisation wird sinngemäß auch zur Steuerung des Objekttranslators für Videorecorderaufnahmen mikroskopischer Bewegungsabläufe im Zeitraffermodus eingesetzt.

Die Wiedergabe dieser mit einem normalen Videorecorder in der üblichen Fernsehnorm aufgenommenen Folge mikroskopischer Raumbildpaare ist mit einer in DE 41 34 033 C1 vorgeschlagenen Vorrichtung zur Darstellung von dreidimensionalen Bildern möglich.

Dabei wird ein handelsübliches TV-Gerät speichertechnisch modifiziert, so daß eine Ver­ dopplung der Auslesefrequenz der beiden stereoskopischen Teilbilder für eine flimmer­ freie Darstellung möglich ist. Die Betrachtung erfolgt z. B. durch eine spezielle Brille, wel­ che LC-Lichtmodulatoren enthält, die synchron zur Bildwiedergabefrequenz gesteuert werden.

Das stereoskopische Verfahren zur räumlichen Betrachtung bzw. Beobachtung mikro­ skopischer Objekte kann bei verschiedenen einkanaligen mikroskopischen Systemen eingesetzt werden. Solche Systeme sind z. B. Lichtmikroskope und Lichtdoppel­ mikroskope, Ultraschallmikroskope, Elektronen- und Rasterelektronenmikroskope, Röntgenmikroskope, Rastertunnelmikroskope oder andere Atomkraftmikroskope. Es soll am Beispiel des Einsatzes in einem Elektronenmikroskop erläutert werden und beinhaltet grundsätzlich den Prozeß der Bildgenerierung, der zeitlich seriell erfolgt, sowie den Prozeß der Bildtrennung der zeitlich parallel dazu erfolgt und mit dem der Bildgene­ rierung phasenstarr gekoppelt ist.

Laufen beide Prozesse in Echtzeit und gleichzeitig ab, kann die tatsächliche Bewegung des mikroskopischen Objektes beobachtet werden. Anderenfalls spricht man von einer stereoskopischen Betrachtung des mikroskopischen Objektes, die zeitlich verzögert er­ folgt und einen Bewegungsablauf oder einen "eingefrorenen" Zustand betrifft. Die Beob­ achtung kann als spezieller Fall der Betrachtung aufgefaßt werden.

Im Elektronenmikroskop wird das mikroskopische Objekt auf einem Objekttranslator angebracht. Durch ihn erfolgt der Prozeß der Bildgenerierung, wodurch zeitlich seriell, stereoskopische Raumbildpaare mit einstellbarer parallaktischer Differenz erzeugt wer­ den.

Da es sich in der Regel in der Elektronenmikroskopie um unbewegliche mikroskopische Objekte handelt, muß der Prozeß der Bildgenerierung durch den Objekttranslator nicht periodisch erfolgen, sondern es wird pro Aufnahme durch zweimalige Bewegung ein ste­ reoskopisches Raumbildpaar erzeugt. Die parallaktische Differenz des Raumbildpaares ist dabei durch Veränderung der Größe der Verschiebung des Objekttranslators an die gewählte mikroskopische Vergrößerung anzupassen.

Im einfachsten Fall können hierzu die manuellen Verstellmöglichkeiten zur Objektmani­ pulation genutzt werden. Die beiden Teilbilder des stereoskopischen Raumbildpaares werden elektronisch in einem Computer gespeichert.

Durch den Computer erfolgt dann die zeitlich serielle periodisch alternierende Ausgabe der beiden Teilbilder des stereoskopischen Raumbildpaares mit einer Folgefrequenz, die eine flimmerfreie Bilddarstellung ermöglicht. Der Prozeß der Bildtrennung erfolgt zeitlich parallel dazu, in dem der Beobachter den Computermonitor durch eine spezielle Brille mit LC-Lichtmodulatoren betrachtet.

Durch die phasenstarre, synchrone Steuerung der LC-Lichtmodulatoren entsprechend der im Wechsel durch den Computer ausgegebenen Teilbilder des stereoskopischen Raumbildpaares, entsteht für den Betrachter ein flimmerfreies räumliches Bild des mikro­ skopischen Objektes. Wird der Prozeß der Bildgenerierung zu dem der Bildtrennung in der Phasenlage um 180° verschoben, ist die wahlweise Umschaltung zwischen stereo­ skopischer und pseudoskopischer Betrachtung möglich.

Die Variation des Raumtiefeneindrucks erfolgt durch die Veränderung der lateralen Ver­ schiebung des Objekttranslators.

Zur Verbesserung der Tiefenschärfe des stereoskopischen Raumbildes kann die Gene­ rierung der beiden Teilbilder des Raumbildpaares mit unterschiedlichen, dicht hinterein­ ander liegenden Schärfenebenen erfolgen, in dem der die Parallaxe erzeugenden Be­ wegung des Objekttranslators eine zusätzliche Bewegung in z-Richtung überlagert wird.

Anzumerken ist, daß zu Aufzeichnungszwecken die zeitliche Kopplung des Prozesses der optischen Bildgenerierung und Bildtrennung aufgehoben wird. Das Verfahren ist an der Stelle der Bildgenerierung unterbrochen, um die durch sie erzeugten stereoskopi­ schen Raumbilder oder Raumbildfolgen zu speichern. Zu einem späteren Zeitpunkt, bei der Wiedergabe, wird durch Auslesen der Speicher der Prozeß der Bildgenerierung wiederholt, und erst dann zeitgleich und synchron mit dem der Bildtrennung verbunden.

Claims (17)

1. Stereoskopische Anordnung zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte, bestehend aus einem einkanaligen mikroskopischen System, gekennzeichnet dadurch, daß im dingseitigen Strahlengang in der Objektebene ein Objekttranslator und im abbildungsseitigen Strahlengang ein Strahlengangumschalter angeordnet und durch eine elektronische Steuerung phasenstarr gekoppelt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das einkanalige mikroskopische System ein einobjektiviges Lichtmikroskop mit Binokulartubus ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Objekttranslator ein schwingfähiges System ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Antrieb des Objekttranslators vorzugsweise als piezoelektrischer Aktuator ausgebildet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 und 4 gekennzeichnet dadurch, daß die elektronische Steuerung einen geregelten Verstärker, eine Vorrichtung zur externen Synchronisation und eine Vorrichtung zur Umschaltung der Phasenlage um 180° zwischen Objekttranslator und Strahlengangumschalter umfaßt.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Strahlengangumschalter zur binokular wechselseitigen Umschaltung des mikroskopischen Zwischenbildes eine rotierende Sektorblende oder ein rotierender Sektorspiegel ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Strahlengangumschalter aus zwei elektrooptischen Modulatoren vorzugsweise Flüssigkristall-Lichtmodulatoren besteht.

8. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Strahlengangumschalter aus einem elektrooptischen Modulator in Kombination mit einen Polarisations-Strahlteilerprisma besteht.

9. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Dunkeltastung des Mikroskops durch einen zweiten im Beleuchtungsstrahlengang als Licht-Chopper arbeitenden elektrooptischen Modulator erfolgt.

10. Anordnung nach Anspruch 1, 2 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Dunkeltastung des Mikroskops durch den elektrooptischen Modulator des Strahlengangumschalters erfolgt.

11. Stereoskopisches Verfahren zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte, gekennzeichnet dadurch, daß der Prozeß der Bildgenerierung zeitlich seriell und der Prozeß der Bildtrennung zeitlich parallel vorgenommen wird und mit dem der Bildgenerierung phasenstarr gekoppelt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Bildgenerierung einmalig oder periodisch wiederholt durchgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 und 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Bildgenerierung mit einer Frequenz oberhalb der Flimmergrenze erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 11, 12, und 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Bildgenerierung zu Aufzeichnungszwecken extern synchronisiert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Kopplung von Bildgenerierung und Bildtrennung in ihrer Phasenlage um 180° verschoben wird.

16. Verfahren nach Anspruch 11 und 12, gekennzeichnet dadurch, daß die parallaktische Differenz der durch die Bildgenerierung erzeugten stereoskopischen Raumbildpaare kontinuierlich der mikroskopischen Vergrößerung angepaßt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 11 bis 16, gekennzeichnet dadurch, daß die Generierung der beiden Teilbilder des stereoskopischen Raumbildpaares mit unterschiedlichen, dicht hintereinander liegenden Schärfenebenen erfolgt.