EP0875017A1 - Beleuchtungseinrichtung für ein mikroskop - Google Patents

Beleuchtungseinrichtung für ein mikroskop

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Publication number
EP0875017A1
EP0875017A1 EP97946741A EP97946741A EP0875017A1 EP 0875017 A1 EP0875017 A1 EP 0875017A1 EP 97946741 A EP97946741 A EP 97946741A EP 97946741 A EP97946741 A EP 97946741A EP 0875017 A1 EP0875017 A1 EP 0875017A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microscope
lcd
illumination
illumination device
image
Prior art date
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Ceased
Application number
EP97946741A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Josef Schalz
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Leica Microsystems CMS GmbH
Original Assignee
Leica Mikroskopie und Systems GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Leica Mikroskopie und Systems GmbH filed Critical Leica Mikroskopie und Systems GmbH
Publication of EP0875017A1 publication Critical patent/EP0875017A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers
    • G02B21/088—Condensers for both incident illumination and transillumination

Definitions

  • the invention relates to an illumination device for a microscope, according to the preamble of patent claim 1 and patent claim 28.
  • the lighting device for a microscope includes
  • Illumination beam path a lamp, lighting optics and mechanical shutters.
  • the size and shape of the diaphragms must be adapted to the lens used and the desired type of lighting. For this reason, it has started to automatically control the variable sizes.
  • the mechanical screens and filters in the miroscope were each equipped with an electric drive or actuator and connected to a control device. Due to the large number of diaphragms and filters used in the most varied of microscopic lighting types, this type of control is associated with great mechanical and electrical complexity.
  • a lighting device for a microscope is known from DE 31 08 389 A1, in which a controllable liquid crystal cell with a defined structure is used as the mechanical diaphragm.
  • various types of lighting such as incident / transmitted light, oblique lighting, dark field lighting, phase contrast lighting and
  • a computer is specified as the control, which is connected to the liquid crystal cell via a special control circuit and via which current can be applied to the predetermined structures of the cell.
  • DE 37 34 691 A1 discloses a surface light source made up of individual LEDs arranged next to one another.
  • the LEDs are individually controllable and replace the commonly used halogen lamp.
  • the disadvantage of this arrangement is that only a limited amount of light is available for microscope illumination due to the relatively weakly illuminating LEDs.
  • self-illuminating LEDs are relatively large, so that only a relatively coarse resolution can be achieved in the display of various diaphragms.
  • an LCD which has a flat martix with individually controllable pixels, in a plane conjugated to the light field diaphragm or aperture diaphragm, either a Koehler or critical illumination is realized.
  • the individually controllable pixels can be used, for example, to generate a wide variety of transparent / opaque patterns and thus a wide variety of aperture shapes and aperture sizes on a computer.
  • the generated aperture can be displayed simultaneously on a monitor connected to the computer. It has also proven to be advantageous if the computer for data exchange is connected to the control device of the microscope. In this way, for example, the data can be passed on to the control program via the lens currently being used and the necessary aperture size and aperture shape can be determined with the control program loaded in the computer.
  • the commercially available video projectors for example Sony CPJ-PC200E or InFocus SYSTEMS LitePro620, can be flanged to the microscope stand using simple lighting optics and replace both the usual light source and the diaphragms and filters.
  • the control of the video projector can be realized in that the existing standardized Video input e.g. VGA, SVGA, PAL, SECAM, NTSC, RGB is connected to the corresponding output of a video card of a computer.
  • the color of the illuminating light can be set via the video signal. It is even possible in a simple manner to simultaneously produce different colors at different locations on the LCD, or to design the brightness of the illuminating light in the microscope differently at the various locations.
  • Standard devices can be used as video cards and computers.
  • a PC or portable is sufficient to control the video projector
  • the video card can be connected to both the video projector and another monitor to display the set transparent / opaque pattern.
  • the microscopic image of the object By displaying the microscopic image of the object via a TV camera and a connected TV monitor, it is advantageously achieved that the resulting change in the microscope image becomes visible on the TV monitor when the image is changed on the LCD.
  • the desired display of the object image can thus be set by changing the lighting step by step via the LCD image.
  • a video signal is then generated via a TV camera, for example, in which the drop in brightness towards the edge of the image is contained.
  • the drop in brightness is measured with a corresponding computer control device and the inverse image signal is generated accordingly.
  • This correction can advantageously be carried out automatically whenever, for example, a change in the lighting aperture becomes necessary.
  • the computer is connected to other computers via a network, as a result of which the
  • Fig. 1 a view of the microscope with a connected video projector
  • Fig. 2 a first image generated on the LCD
  • Fig. 3 a second image generated on the LCD
  • FIG. 4 a third image generated on the LCD.
  • FIG. 5 a fourth image generated on the LCD
  • Fig. 6 a fifth image generated on the LCD
  • FIG. 1 shows a microscope 1 with an objective 9 and an object 6.
  • the microscope 1 has an illumination beam path 4 with an illumination axis 10, in which an illumination optics 3 and an aperture diaphragm plane AP are provided.
  • a housing 11 of a video projector is connected to the microscope 1 via a coupling device 12 with an adaptation optics 20.
  • An LCD 5 is arranged in the housing 11 in a plane AP ′ conjugated to the aperture diaphragm plane AP, which plane is illuminated by a light source 2.
  • the LCD 5 is connected to a control computer device 7 via an LCD control device 23 integrated in the housing 11 and a video cable 19. There is an electrical connection between the control computer device 7 and a monitor 8 via a monitor cable 18.
  • An audio unit 21 is additionally integrated in the housing 11.
  • the control computer device 7 is also connected to the control device of the microscope 1 for data transmission via a data line 14 and an interface 13.
  • a network connection 22 is integrated in the control computer device 7, via which both the lighting device and all other microscope functions are designed to be remotely controllable.
  • a TV camera 15 for transmitting the image of the object 6 to a TV monitor 16 is also arranged on the microscope 1 via a TV cable 17.
  • the corresponding transparent ZOpak pattern can be generated on the LCD 5 via a control program loaded in the control computer unit 7. This pattern is simultaneously displayed on the monitor 8.
  • a WINDOWS surface can be used as the surface for the loaded control program, as a result of which all parameters to be changed can be set in an ergonomically favorable manner using a mouse control.
  • FIG. 2 shows the LCD 5 with the one arranged in the middle
  • Illumination axis 10 A circular image containing transparent (T) and opaque (O) areas is shown on the LCD 5. This setting corresponds to the opening of an aperture or illuminated field diaphragm.
  • FIG. 3 shows the LCD 5 with an image containing a transparent (T) semicircle, which is used to set the type of illumination oblique illumination in the microscope.
  • FIG. 4 shows the LCD 5 with an image containing a plurality of transparent (T) circle segments, it being possible for the individual segments to be colored differently. This type can also be used for oblique illumination in the microscope.
  • FIG. 5 shows the LCD 5 with an opaque circle (O) arranged in the illumination axis 10 and a transparent ring (T) arranged around this circle. This aperture is used for setting dark field illumination in the microscope.
  • FIG. 6 shows the LCD 5 with a transparent circle (T) provided in the illumination axis 10 and an opaque ring (T) arranged around this circle.
  • This aperture can be used, for example, for phase contrast illumination in the microscope.
  • the exemplary embodiment has been described with a video projector with an integrated LCD.
  • the invention is not limited to video projectors with LCD, but it is of course also possible to use video projectors of a different design. These are, for example, video projectors with DLP (digital light processing) technology that work with moving micromirrors based on reflection.
  • DLP digital light processing
  • LCD liquid crystal display
  • materials can be polymeric plastics, e.g. Polyimides that change their optical properties when controlled.

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Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1), mit einer Lichtquelle (2), einer Beleuchtungsoptik (3) und einem im Beleuchtungsstrahlengang (4) angeordneten LCD (5) beschrieben. Das Beleuchtungslicht wird von der Lichtquelle (2) über das LCD (5) auf das Objekt (6) gelenkt, wobei mit einer Steuer- und Rechnereinrichtung (7) ein Transparent-/Opakmuster auf dem LCD (5) erzeugt wird. Das LCD (5) ist in einer zur Leuchtfeld- oder Aperturblendenebene (AP) konjugierten Ebene (AP') angeordnet und weist eine flächige Matrix aus einzelnen, nebeneinander angeordneten und gleich dimensionierten Pixeln auf, wobei die Pixel zur Erzeugung eines beliebigen Transparent-/Opakmusters jeweils einzeln ansteuerbar ausgebildet sind. Die Steuer- und Rechnereinrichtung (7) ist als Computer mit Grafikkarte ausgebildet. Die Grafikkarte erzeugt das Bildsignal zur Ansteuerung des LCD (5), wobei das auf dem LCD (5) erzeugte Bild gleichzeitig auf einem separaten Monitor (8) darstellbar ist.

Description

Beleuchtunqseinrichtunq für ein Mikroskop
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 28.
Die Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop beinhaltet im
Beleuchtungsstrahlengang eine Lampe, eine Beleuchtungsoptik und mechanische Blenden. Die Größe und Form der Blenden müssen an das verwendet Objektiv und die gewünschte Beleuchtungsart jeweils angepasst werden. Aus diesem Grunde ist man dazu übergegangen, die veränderlichen Größen automatisch anzusteuern. Dazu wurden die mechanischen Blenden und Filter im Miroskop mit jeweils einem elektrischen Antrieb bzw. Stellglied ausgestattet und mit einer Steuereinrichtung verbunden. Durch die Vielzahl der der verwendeten Blenden und Filter bei den unterschiedlichsten mikrokopischen Beleuchtungsarten ist diese Art der Ansteuerung mit großem mechanischen und elektrischen Aufwand verbunden. Aus der DE 31 08 389 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop bekannt, bei der als mechanische Blende eine ansteuerbare Flüssigkristallzelle mit definierter Struktur verwendet wird. Für die verschiedenen Beleuchtungsarten, wie Auflicht/Durchlichtbeleuchtung, Schrägbeleuchtung, Dunkelfeldbeleuchtung, Phasenkontrastbeleuchtung und
Polariationsbeleuchtung, werden jeweils unterschiedlich ausgebildete Flüssigkristallzellen verwendet.
Durch die fest vorgegebenen Elektrodenstrukturen der jeweiligen Zelle, können diese nur für vorgegebene Vergrößerungsverhältnisse im Mikroskop verwendet werden. Bei einem Wechsel der Vergrößerung durch die Verwendung eines anderen Mikroskopobjektivs muß eine andere, daran angepaßte Flüssigkeitszelle in das Mikroskop eingebaut werden. Zur Einstellung von verschiedenen Beleuchtungsarten ist es außerdem notwendig, daß die verschiedenen Flüssigkristallzellen gegeneinander augetauscht werden. Durch die definierten Strukturen kann eine Änderung der Beleuchtungsart nicht ohne Hardware- Änderung durchgeführt werden.
Als Ansteuerung wird in dieser Schrift ein Computer angegeben, der über eine spezielle Steuerschaltung mit der Flüssigkristallzelle verbunden ist und über den die vorgegebenen Strukturen der Zelle mit Strom beaufschlagt werden können.
Aus der DE 37 34 691 A1 ist eine Flächenlichtquelle aus einzelnen, nebeneinander angeordneten LEDs bekannt. Die LEDs sind einzeln ansteuerbar ausgebildet und ersetzen die gewöhnlich verwendete Halogenlampe. Nachteilig ist an dieser Anordnung, daß durch die relativ schwach leuchtenden LEDs nur eine begrenzte Lichtmenge für die Mikroskopbeleuchtung zur Verfügung steht. Außerdem sind derartige selbstleuchtende LEDs relativ groß, so daß sich nur einer relativ grobe Auflösung bei der Darstellung von verschiedenen Blenden erreichen läßt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den bekannten Stand der Technik so weiterzubilden, daß mit einer einzigen steuerbaren Zelle die unterschiedlichsten Beleuchtungsarten realisiert werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 28 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Durch die Anordnung eines LCD, das eine flächige Martix mit einzeln ansteuerbaren Pixeln aufweist, in einer zur Leuchtfeldblende oder Aperturblende konjugierten Ebende wird entweder eine Köhlersche oder eine Kritische Beleuchtung realisiert. Durch die einzeln ansteuerbaren Pixel lassen sich beispielsweise über einen Computer die verschiedensten Transparent/Opakmuster und somit die verschiedensten Blendenformen und Blendengrößen erzeugen.
Dabei kann die erzeugte Blende gleichzeitig auf einem an den Computer angeschlossenen Monitor dargestellt werden. Es hat sich auch von Vorteil erwiesen, wenn der Rechner zum Datenaustausch mit der Steuereinrichtung des Mikroskops verbunden ist. Dadurch können dann beispielweise die Daten über das gerade verwendete Objektiv an das Steuerprogramm weitergegeben und mit dem im Computer geladenen Steuerprogramm die notwendige Blendengröße und Blendenform bestimmt werden.
Durch die Verwendung eines handelsüblichen Videoprojektors mit LCD oder auch DLP (Digital Light Technologie) als Beleuchtungseinrichtung am Mikroskop, können die verschiedensten Beleuchtungsarten realisiert werden, ohne daß die bisher üblichen mechanischen Anpassungen über Blenden, Filter o.a. notwendig sind. Die bisher im Mikroskop verwendeten mechanischen Blenden, Filter, Phasenringe u.a. können daher völlig entfallen.
Die handelsüblichen Videoprojektoren, beispielsweise Sony CPJ-PC200E oder InFocus SYSTEMS LitePro620 können über eine einfache Beleuchtungsoptik an das Mikroskopstativ angeflanscht werden und ersetzen sowohl die übliche Lichtquelle als auch die Blenden und Filter. Die Ansteuerung des Videoprojektors kann dadurch realisiert werden, daß der vorhandene standardisierte Videoeingang z.B. VGA, SVGA, PAL, SECAM, NTSC, RGB mit dem entsprechenden Ausgang einer Videokarte eines Computers verbunden wird.
Bei der Verwendung eines Videoprojektors mit Farb-LCD kann über das Videosignal die Farbe des Beleuchtungslichtes eingestellt werden. Dabei ist es sogar in einfacher Art und Weise möglich, an verschiedenen Stellen des LCDs gleichzeitig unterschiedliche Farben zu erzeugen, bzw. die Helligkeit des Beleuchtungslichtes im Mikroskop an den verschiedenen Stellen unterschiedlich zu gestalten.
Als Videokarte und Computer können dabei handelsübliche Geräte verwendet werden. Zur Ansteuerung des Videoprojektors genügt ein PC oder tragbarer
Compter mit eingebauter Videokarte. Dabei kann die Videokarte sowohl mit dem Videoprojektor als auch mit einem weiteren Monitor zur Darstellung des eingestellten Transparent/Opakmusters verbunden sein.
Mit der Darstellung des mikroskopischen Bildes vom Objekt über eine TV- Kamera und einen angeschlossenen TV-Monitor, wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, daß mit der Änderung des Bildes auf dem LCD die resultierende Änderung des Mikroskopbildes auf dem TV-Monitor sichtbar wird. Damit läßt sich durch schrittweises Ändern der Beleuchtung über das LCD-Bild die gewünschte Darstellung des Objektbildes einstellen.
Bei derartigen TV-Adaptern bzw. TV-Kameras zur Beobachtung des mikroskopischen Bildes enstehen bei 3-Chip Videokameras am Bildrand Farbfehler (colour shading). Der Fehler resultiert aus der Dispersion an den Prismen innerhalb der Kameras. Bei der Erzeugung des LCD-Bildes kann dieser Farbfehler bereits bei der Beleuchtung berücksichtigt werden. Dabei wird über das LCD ein am Rand enstsprechend farbkorrigiertes Bild erzeugt oder bei kritischer Beleuchtung eine entsprechende Begrenzung der Apertur vorgenommen werden. Es können so auf relativ einfache Art und Weise ortsabhängige Farbfehler in der Beleuchtung entsprechend korrigiert werden. Bei einer Köhler' sehen Beleuchtung nimmt bei großen Feldern die Lichtintensität zum Rand hin ab. Mit der LCD-Beleuchtungseinrichtung kann diese abnehmende Lichtintensitäts durch ein „inverses" Blendenbild auf dem LCD kompensiert werden. Die Helligkeit nimmt bei einem derartigen Blendenbild auf dem LCD dann zum Rand hin zu.
Diese Funktion kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung selbstverständlich auch automatisiert werden. Über eine TV-Kamera wird dann beispielsweise ein Videosignal erzeugt, in welchem der Helligkeitsabfall zum Bildrand hin enthalten ist. Mit einer entsprechenden Computer-Regeleinrichtung wird der Helligkeitsabfall gemessen und das inverse Bildsignal entsprechend erzeugt. Diese Korrektur kann in vorteilhafter Weise immer dann automatisch erfolgen, wenn beispielsweise eine Änderung der Beleuchtungapertur notwendig wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Computer über ein Netzwerk mit weiteren Rechnern verbunden, wodurch sich die
Beleuchtungsbedingungen fernsteuern lassen. Dies ist insbesondere in Seminarräumen mit mehreren Mikroskopen sinnvoll, um z.B. im Rahmen einer Lehrveranstaltung überall die gleichen Beleuchtungsbedingungen zu schaffen. Über dieses Netzwerk können dann natürlich auch die weiteren Mikroskopfunktionen ferngesteuert werden.
Es hat sich außerdem von Vorteil erwiesen, wenn über das LCD zusätzliche Orientierungs- und/oder Schriftzeichen in den mikroskopischen Strahlengang einblendbar sind. Diese Einblendung kann auch zusammen mit der Darstellung der Blenden für die Beleuchtung auf dem LCD erfolgen.
Durch die Verwendung eines Videoprojektors erfolgt die Umschaltung auf eine andere Beleuchtungsart bzw. eine andere Blende ohne bewegte Massen. Dadurch ist es auch möglich, verschiedene Blenden bzw. Beleuchtungsarten z.B. mit der Wechselfrequenz des Videosignals zu ändern. Dieser „stroboskopartige Effekt" für eine Mikroskopbeleuchtung kann dann beispielsweise zur Bewegungsanalyse von sich bewegenden Objekten, wie lebende Zellen, unter dem Mikroskop, z.B. bei fotografischen Aufnahmen, genutzt werden.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine Ansicht des Mikroskops mit angeschlossenem Videoprojektor
Fig. 2: ein erstes auf dem LCD erzeugtes Bild
Fig. 3: ein zweites auf dem LCD erzeugtes Bild
Fig. 4: ein drittes auf dem LCD erzeugtes Bild Fig. 5: ein viertes auf dem LCD erzeugtes Bild
Fig. 6: ein fünftes auf dem LCD erzeugtes Bild
Die Figur 1 zeigt ein Mikroskop 1 mit einem Objektiv 9 und einem Objekt 6. Das Mikroskop 1 weist einen Beleuchtungsstahlengang 4 mit einer Beleuchtungsachse 10 auf, in dem eine Beleuchtungsoptik 3 und eine Aperturblendenebene AP vorgesehen ist. Über eine Ankoppeleinrichtung 12 mit einer Anpassungsoptik 20 ist ein Gehäuse 1 1 eines Videoprojektors am Mikroskop 1 angeschlossen. Im Gehäuse 1 1 ist ein LCD 5 in einer zur Aperturblendenebene AP konjugierten Ebene AP' angeordnet, das von einer Lichtquelle 2 beleuchtet wird. Das LCD 5 ist über eine im Gehäuse 11 integrierte LCD-Ansteuereinrichtung 23 und ein Videokabel 19 an eine Steuer- ZRechnereinrichtung 7 angeschlossen. Über ein Monitorkabel 18 besteht eine elektrische Verbindung zwischen der Steuer-ZRechnereinrichtung 7 und einem Monitor 8.
Im Gehäuse 11 ist zusätzlich eine Audioeinheit 21 integriert.
Die Steuer-ZRechnereinrichtung 7 ist außerdem zur Datenübertragung über eine Datenleitung 14 und eine Schnittstelle 13 mit der Steuereinrichtung des Mikroskops 1 verbunden. Zusätzlich ist in der Steuer-ZRechnereinrichtung 7 ein Netzwerkanschluß 22 integriert, über den sowohl die Beleuchtungseinrichtung als auch alle weiteren Mikroskopfunktionen fernsteuerbar ausgebildet sind. Am Mikroskop 1 ist ferner eine TV-Kamera 15 zur Übertragung des Bildes des Objekts 6 über ein TV-Kabel 17 an einen TV-Monitor 16 angeordnet.
Über ein in der Steuer-ZRechnereinrichtung 7 geladenes Steuerprogramm läßt sich menuegeführt das entsprechende Transparent-ZOpakmuster auf dem LCD 5 erzeugen. Dieses Muster wird gleichzeitig über den Monitor 8 dargestellt. Als Oberfläche für das geladene Steuerprogramm kann beispielsweise eine WINDOWS-Oberfläche verwendet werden, wodurch sämtliche zu veränderden Parameter in ergonomisch günstiger Weise über eine Maussteuerung einstellbar sind.
Die Figur 2 zeigt das LCD 5 mit der in der Mitte angeordneten
Beleuchtungsachse 10. Auf dem LCD 5 ist ein kreisförmiges, transparente (T) und opake (O) Bereiche enthaltenes Bild dargestellt. Diese Einstellung enspricht der Öffnung einer Apertur- oder Leuchtfeldblende.
Die Figur 3 zeigt das LCD 5 mit einem, einen transparenten (T) Halbkreis enthaltenen Bild, welches zur Einstellung der Beleuchtungsart Schiefe Beleuchtung im Mikroskop Verwendung findet.
Die Figur 4 zeigt das LCD 5 mit einem, einen mehrere transparente (T) Kreissegmente enthaltenen Bild, wobei die einzelnen Segmente unterschiedlich eingefärbt sein können. Diese Art kann ebenfalls für eine Schiefe Beleuchtung im Mikroskop verwendet werden.
Die Figur 5 zeigt das LCD 5 mit einem in der Beleuchtungsachse 10 angeordneten opaken Kreis (O) und einem um diesen Kreis angeordneten transparenten Ring (T). Diese Blende wird für die Einstellung einer Dunkelfeldbeleuchtung im Mikroskop verwendet.
Die Figur 6 zeigt das LCD 5 mit einem in der Beleuchtungsachse 10 vorgesehenen transparenten Kreis (T) und einem um diesen Kreis angeordneten opaken Ring (T). Diese Blende kann beispielsweise für eine Phasenkontrastbeleuchtung im Mikroskop verwendet werden. Das Ausführungsbeispiel wurde mit einem Videoprojektor mit integriertem LCD beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Videoprojektoren mit LCD beschränkt, sondern es können selbstverständlich auch anders aufgebaute Videoprojektoren verwendet werde. Dies sind beispielsweise Videoprojektoren mit DLP (Digital-Light-Processing) Technik, die mit bewegten Mikrospiegeln auf Refiexionsbasis arbeiten.
Ferner können an Stelle eines LCD auch andere elektrisch undZoder magnetisch beeinflußbare Materialien verwendet werden. Diese Materialien können poiymere Kunststoffe sein, wie z.B. Polyimide, die entsprechend angesteuert ihre optischen Eigenschaften ändern.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die beschriebene Beleuchtungseinerichtung im Auflicht am Mikroskop zu betreiben, wobei über bekannte Schaltmittel, wie klappbare Umlenkspiegel auch eine wahlweise Auflicht-ZDurchlichtbeleuchtung am Mikroskop realisiert werden kann.
Bezugszeichenliste
1 - Mikroskop
2 - Lichtquelle 3 - Beleuchtungsoptik
4 - Beleuchtungsstrahlengang
5- LCD
6- Objekt
7 - Steuer-ZRechnereinrichtung 8- Monitor 9- Objektiv
10- Beleuchtungsachse 11 - Gehäuse 12- Ankoppeleinrichtung 13- Schnittstelle
14 - Datenleitung
15 - TV- Kamera
16- TV -Monitor
17- TV -Kabel 18 - Monitorkabel 19- Videokabel
20 - Anpassungsoptik
21 - Audioeinheit
22 - Netzwerkanschluß 23- LCD-Steuereinrichtung
AP - Aperturblendenebene
AP'- konjugierte Aperturblendenebene

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ), mit einer Lichtquelle (2), einer Beleuchtungsoptik (3) und einem im Beleuchtungsstrahlengang (4) angeordneten LCD (5), wobei das Beleuchtungslicht von der Lichtquelle (2) über das LCD (5) auf das Objekt (6) gelenkt wird, mit einer Steuer- und
Rechnereinrichtung (7) zum Ansteuern des LCD (5), wobei auf dem LCD (5) ein Transparent-ZOpakmuster erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das LCD (5) in einer zur Leuchtfeld- oder Aperturblendenebene (AP) konjugierten Ebene (AP') angeordnet ist und das LCD (5) eine flächige Matrix aus einzelnen, nebeneinander angeordneten und gleich dimensionierten
Pixeln aufweist, wobei die Pixel zur Erzeugung eines beliebigen Transparent- ZOpakmusters jeweils einzeln ansteuerbar ausgebildet sind, und daß die Steuer- und Rechnereinrichtung (7) als Computer mit Grafikkarte ausgebildet ist, und die Grafikkarte das Bildsignal zur Ansteuerung des LCD (5) erzeugt, wobei das auf dem LCD (5) erzeugte Bild gleichzeitig auf einem separaten
Monitor (8) darstellbar ist.
2. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das LCD (5) als Farb-LCD ausgebildet ist.
3. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Köhler'schen Beleuchtung mit der
Steuer-ZRechnereinrichtung (7) auf dem LCD (5) ein an das verwendete Objektiv (9) angepaßtes Transparent-ZOpakmuster erzeugt wird und dieses mit der Beleuchtungsoptik (3) in die Aperturebene (AP) abgebildet wird.
4. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 1 - 2 , dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Kritischen Beleuchtung mit der
Steuer-ZRechnereinrichtung (7) auf dem LCD (5) ein an das verwendete Objektiv (9) angepaßtes Transparent-ZOpakmuster erzeugt wird und dieses mit der Beleuchtungsoptik (3) in die Leuchtfeldblendenebene abgebildet wird.
5. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Transparent-ZOpakmuster auf dem LCD (5) ein aus einzelnen Pixeln bestehendes, in der Beleuchtungsachse (10) des Beleuchtungsstrahlenganges (4) angeordnetes, transparent und kreisförmig ausgebildetes, Bild erzeugt wird (Fig. 2).
6. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Transparent-ZOpakmuster auf dem LCD (5) ein aus einzelnen Pixeln bestehendes, in der Beleuchtungsachse (10) des Beleuchtungsstrahlenganges (4) angeordnetes, opak und kreisförmig ausgebildetes, Bild erzeugt wird (Fig. 5).
7. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Transparent-ZOpakmuster auf dem LCD (5) ein aus einzelnen Pixeln bestehendes, in der Beieuchtungsachse (10) des Beleuchtungsstrahlenganges (4) angeordnetes und mindestens ein Kreissegment aufweisendes, Bild erzeugt wird (Fig. 3; Fig 4).
8. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Transparent-ZOpakmuster auf dem LCD (5) ein aus einzelnen Pixeln bestehendes, in der Beieuchtungsachse (10) des Beleuchtungsstrahlenganges (5) angeordnetes und einzelne ringförmig opake Bereiche aufweisendes, Bild erzeugt wird. (Fig. 6)
9. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) einem der Ansprüche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) und das LCD (5) als separate Baueinheit ausgebildet sind.
10. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit in einem separaten Gehäuse (11) angeordnet ist. Beleuchtungseinnchtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (1) eine Ankoppeleinrichtung (12) für das Gehäuse (11 ) aufweist
Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach einem der Ansprüche 9 - 11 , dadurch gekennzeichnet, daß als separate Baueinheit ein handelsüblicher Video-Projektor verwendet wird
Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit mit einer Audioeinheit (21) ausgestattet ist
Beleuchtungseinnchtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Audioeinheit über die Steuer-ZRechnereinrichtung (7) ansteuerbar ist
Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das LCD (5) zusätzlich zur Darstellung von Schrift- und Zoder Orientierungszeichen verwendet wird
Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über das LCD (5) die Helligkeit undZoder Farbtemperatur des Beleuchtungshchts einstellbar ist
Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, mit der Bild- oder Halbbild-
Wechselfrequenz des Bildsignals eine andere Beieuchtungsart einstellbar ist
Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Transparent-ZOpakmuster über die Steuer-ZRechnereinrichtung (7) zeitlich nacheinander an verschiedenen Stellen auf dem LCD (5) erzeugt werden
19. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (1 ) eine elektronische Schnittstelle (13) aufweist.
20. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-ZRechnereinrichtung (7) zur Ansteuerung der elektrisch schaltbaren Mikroskopfunktionen über die Schnitstelle (13) mit dem Mikroskop (1) verbunden ist.
21. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 19-20, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroskop (1 ) zur externen Steuerung mit einem Netzwerk verbunden ist.
22. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß über das Netzwerk die Beleuchtung für mindestens ein Mikroskop (1 ) einstellbar ist.
23. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß über das Netzwerk sämtliche Mikroskopfunktionen einstellbar sind.
24. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach mindestens einem der vorherigen Anspüche, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des LCD ein DMD (Digital-Mirror-Device) verwendet wird.
25. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspuch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation eines Helligkeitsabfalls im beobachteten Bild auf dem LCD ein Bild mit zum Rand hin zunehmender Lichtintensität erzeugt wird.
26. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspuch 25, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer am Mikroskop angeordneten TV-Kamera ein
Videosignal des beobachteten Bilds erzeugt wird und dieses Signal zur automatischen Kompensation des Helligkeitsabfalls einer ComputerZRegeleinric tung zugeführt wird.
27. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach Anspuch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vorhandene Farbfehler im beobachteten Bild durch ein entsprechend angepaßtes, ortsabhängiges Signal auf dem LCD kompensiert wird, wobei über die SteuerZRegeleinrichtung auf dem LCD ein Transparent/Opakmuster mit ortsabhängig unterschiedlicher Farbtemperatur erzeugt wird.
28. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ), dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (2) ein Videoprojektor verwendet wird, der von einem Videosignal einer handelsüblichen Grafikkarte einer Steuer- ZRechnereinrichtung (7) angesteuert wird.
29. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuer-ZRechnereinrichtung (7) ein handelsüblicher PC oder tragbarer Computer verwendet wird.
30. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des LCD ein elektrisch undZoder magnetisch beeinflußbarer polymerer Werkstoff verwendet wird.
31. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1 ) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung im Auflicht oder im Durchlicht am Mikroskop betrieben wird.
32. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop (1) nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, daß im Mikroskop Schaltmittel zur wahlweisen Umschaltung zwischen der Auflicht und Durchlichtbeleuchtung angeordnet sind.
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