DE4311603A1 - Stereoskopische Anordnung und Verfahren zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte - Google Patents
Stereoskopische Anordnung und Verfahren zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer ObjekteInfo
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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 OL und OR 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 OL und OR 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 OL und OR 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 OL und OR 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 OL und OR zur Beobachtung durch die Augen AL und AR 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 OL und OR 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 OL oder OR 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 OL und OR 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.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934311603 DE4311603A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Stereoskopische Anordnung und Verfahren zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte |
DE19934319566 DE4319566A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-06-08 | Anordnung zur Darstellung stereomikroskopischer Bilder und deren Speicherung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934311603 DE4311603A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Stereoskopische Anordnung und Verfahren zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4311603A1 true DE4311603A1 (de) | 1994-10-13 |
Family
ID=6485063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934311603 Withdrawn DE4311603A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Stereoskopische Anordnung und Verfahren zur räumlichen Beobachtung mikroskopischer Objekte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4311603A1 (de) |
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