WO2014124849A1 - Verfahren zum betreiben eines lichtmikroskops und optikanordnung - Google Patents

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WO2014124849A1
WO2014124849A1 PCT/EP2014/052234 EP2014052234W WO2014124849A1 WO 2014124849 A1 WO2014124849 A1 WO 2014124849A1 EP 2014052234 W EP2014052234 W EP 2014052234W WO 2014124849 A1 WO2014124849 A1 WO 2014124849A1
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image
light
phase ring
phase
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PCT/EP2014/052234
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Jörg SCHAFFER
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Carl Zeiss Microscopy Gmbh
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    • G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes

Definitions

  • the present invention relates in a first aspect to a method for operating a light microscope according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to an optical arrangement according to the preamble of claim 6.
  • the light microscope has at least the following components: a modulator diaphragm for limiting a light cross section, a sample plane which is located in a beam path behind the modulator diaphragm and in which a sample can be positioned, a phase ring which is located in the beam path behind the light path Sample plane is arranged and a pupil camera for recording a pupil image. Over the cross section of the phase ring incident light is influenced differently.
  • a relative adjustment between the phase ring and the modulator diaphragm is performed, wherein the relative adjustment is performed depending on a determined position and a determined size of the image of the modulator diaphragm.
  • the light microscope can be any light microscope in which a modulator diaphragm and a phase ring, which can be located in pupil planes, must be positioned independently of each other.
  • it may be a phase contrast microscope.
  • a phase ring can also be referred to as a phase contrast device and has at least two cross-sectional areas over its cross section, which differ in the degree of light transmission and / or in a phase shift that is produced. Therefore, light that strikes the phase ring becomes sub-beams that strike different cross-sectional areas. fen, differently attenuated and / or phase-shifted. By this phase shift, an original phase offset between the sub-beams can be represented as an intensity difference in an interference image of the sub-beams.
  • the shape of the phase ring can in principle be arbitrary, for example rectangular.
  • the modulator diaphragm comprises a translucent area which is to be imaged onto a specific area of the phase ring if no influence is caused by the sample.
  • the relative adjustment is usually via an adjustable Modulatorblende. This comprises a mostly annular, translucent area whose size and position are adjustable transversely to the beam path of the microscope.
  • An optical arrangement is suitable for arranging in a beam path of a light microscope, which has a modulator diaphragm for limiting a light cross section, a sample plane which is arranged in the beam path behind the modulator diaphragm and in which a sample can be positioned, and optics for generating an intermediate image of the sample plane.
  • the optical arrangement comprises a phase ring, over the cross-section of which incident light can be influenced differently, and a pupil camera for recording a pupil image.
  • a relative adjustment between the modulator diaphragm and the phase ring can be carried out as a function of a position and size of the image of the modulator diaphragm determined in the pupil image.
  • the phase ring is arranged in an operating state in which the optical arrangement is located in a beam path of a light microscope in the beam path behind the sample plane.
  • any light microscope can be used, as long as it can be operated together with the optical arrangement as a phase contrast microscope. Therefore, any light microscope having a modulator aperture suitable for phase contrast illumination may be understood as a phase contrast microscope in the present disclosure.
  • the optics for generating an intermediate image of the sample plane may be part of an objective or may also comprise the objective and possibly further optical means.
  • the aforementioned imaging means generates an image of the intermediate image and thus of the sample plane at the sample image output port. At this a camera or an eyepiece can be connected for direct viewing.
  • the alignment of the modulator aperture and the phase ring relative to each other is critical.
  • the phase-contrast microscope described in JP 20 0-008793 A has an adjustable phase ring and an adjustable modulator diaphragm.
  • the sample image is output both via a camera and via an eyepiece.
  • JP 2005-004088 A describes a generic optical arrangement for a phase contrast microscope.
  • the Modulatorbiende is axially adjustable.
  • the modulator diaphragm when the sample is changed and when the sample is displaced, the modulator diaphragm must be readjusted relative to the phase ring.
  • a modification is made in known optical arrangements, by a pupil image is output instead of a sample image. This can be done for example by inserting a Bertrand lens in the beam path or by using a telescope eyepiece.
  • a pupil plane is to be understood as a plane which, via the Fourier transformation, is combined with the sample plane. hangs.
  • the Modulatorblende and the phase ring are usually arranged in each case in a pupil plane. Therefore, its orientation can be controlled in the pupil image. After a relative adjustment between these is conventionally changed back to an output of the sample image.
  • correction caps should be placed on the sample containers.
  • the correction covers have a curved surface to compensate for the effects of the curved surface of the sample liquids via a lens effect.
  • This has the disadvantage that existing sample containers, for which there are no special correction covers, continue to be subject to the aforementioned disadvantages.
  • the correction cover restricts access to the sample fluid. As a result, the introduction of active ingredients or other substances is hindered in the sample vessels.
  • a slit diaphragm is used in the aforementioned document JP 2010-008793 A instead of an annular modulator diaphragm. Accordingly, the phase ring is there rod-shaped. As a result, essentially only one direction of the beam deflection through the sample surface must be taken into account. Although so the alignment of the Modulatorblende and the phase ring can be simplified to each other. However, the resolution achieved here is not isotropic. In addition, the manual adjustment effort is still high.
  • a method for operating a light microscope which has at least the following components: a modulator diaphragm for limiting a light cross section, a sample plane which is located in a beam path behind the modulator diaphragm and in which a sample can be positioned, a phase ring which is located in the beam path behind the light path Sample plane is arranged and over the cross section incident light is influenced differently, and a pupil camera for recording a pupil image, the method steps, that with a beam splitter, which is in the beam path in front of the phase ring, light that comes from the sample, partially to the pupil camera and partially to the phase ring is passed to a pupil image, which is unaffected by the phase ring is recorded and at the same time a sample image is output, that with electronic image processing means in the recorded pupil image position un d size of an image of the modulator diaphragm, which is influenced by a sample and uninfluenced by the phase ring, it is determined that a relative displacement between the phase ring and the modulator
  • An optical arrangement according to the invention for arranging in a beam path of a light microscope which has a modulator diaphragm for limiting a light cross section, a sample plane which is located in the beam path behind the modulator diaphragm and in which a sample can be positioned, and optics for generating an intermediate image of the sample plane has at least the following components: a phase ring over the cross-section incident light is influenced differently, imaging means with an arrangement of the optical assembly in the beam path of the light microscope, the intermediate image on the phase ring at a sample image output port is mapped, a pupil camera for recording a pupil image and a beam splitter arranged in the beam path in front of the phase ring, for guiding light coming from the sample, partly to the pupil camera and partly to the phase ring, the figure being tion means are designed, together with the beam splitter, to produce a pupil image which is uninfluenced by the phase ring, and to generate the pupil image simultaneously for imaging the intermediate image at the specimen image output port, wherein electronic image processing means
  • a gist of the invention it may be considered to perform the relative skew based on an evaluation of a pupillary bijection in which an image of the modulator aperture is not affected or superimposed by the phase ring.
  • a pupil image is considered in which the images of the modulator diaphragm and the phase ring overlap.
  • a user views this pupil image, he performs the relative adjustment until the images of the modulator coil and the phase ring are aligned.
  • a faster and more precise determination of a suitable relative adjustment is made possible by electronic image processing means. Determining the position of the image of the modulator diaphragm can be carried out particularly precisely with image processing means if no superimposition with an image of the phase ring is to be taken into account. This is achieved according to the invention by the arrangement of the beam splitter in front of the phase ring. As a result, the image processing means can ascertain a position and size of the image of the modulator diaphragm, for example by evaluations for edge detection which are known in principle and / or due to brightness distributions. More complex image processing methods that involve mapping the phase ring are not required. In addition, speed advantages can be achieved over the case that a phase ring strongly absorbs light over areas of its cross section and possibly only for the remaining areas in which light is largely forwarded, sufficient light for an electronic image analysis is received.
  • a pupil camera The aim of a pupil camera is to understand a camera which is arranged in such a way that a pupil image is imaged on its photosensitive surface.
  • a camera can be formed with one or more spatially resolving light detectors.
  • the optical arrangement and the method according to the invention may be suitable for any light microscopes in which a modulator diaphragm in front of the sample plane and a phase ring behind the sample plane are to be adjusted relative to each other.
  • the modulator diaphragm can have a, in particular rectangular, gap. Due to the position of the gap, light is guided obliquely to the sample plane.
  • the phase ring comprises several areas with different light transmission. For example, there may be an area with as complete a translucency as possible, a partially transparent area and an area with substantially no translucency.
  • a phase gradient in the sample determines the angle of refraction of incident light. Therefore, depending on the phase gradient, light is directed to one of the different regions of the phase ring.
  • phase gradients of the sample can be converted into brightness differences.
  • the phase ring may cause a phase shift, a light absorption, a beam deflection and / or a polarization change.
  • the invention can also be used for microscopes that use the differential interference contrast (DIC) or PlasDlC.
  • DIC differential interference contrast
  • PlasDlC PlasDlC
  • the latter becomes the phase ring formed by two polarizers and a Wollaston prism disposed therebetween, wherein the polarizers are arranged crossed with respect to the passage directions to each other.
  • the Wollaston prism divides light polarization-dependent on two spatially separate paths.
  • the method according to the invention is preferably carried out continuously during the microscope operation.
  • the procedure is also carried out automatically after each movement of the sample.
  • an effect on the imaging of the modulator diaphragm that has been changed by the sample or the sample fluid can be recognized and taken into account immediately. It can be provided that various relative adjustments are made automatically depending on the examined sample area.
  • the relative adjustment can take place both with an adjustable modulator diaphragm and with an adjustable phase ring.
  • an adjustable modulator diaphragm has the advantage that it is already used in numerous light microscopes. In these, therefore, fewer components must be added for carrying out the method according to the invention.
  • phase ring is adjusted depending on a conditional by the sample influencing the position and size of the image of the modulator diaphragm. It is therefore not necessary to adjust the illumination via the modulator diaphragm.
  • the unchanged illumination allows sample images to be compared to different sample areas particularly well.
  • An adjustable phase ring may also result in a larger detectable amount of light than an adjustable modulator diaphragm.
  • Adjusting the modulator aperture may cause an even larger portion of the incident light to be truncated through the walls. This is advantageously avoided by an adjustable phase ring.
  • a phase shift between the background light and the light deflected by the sample can be variably set. This is not possible with a einzallbaren Modulatorblende.
  • an adjustable phase ring In addition, more compact designs of the optical arrangement of the invention are made possible via an adjustable phase ring.
  • electronic actuators are required for a phase ring or modulator diaphragm that is adjustable via the electronic control means.
  • an adjustable phase ring With an adjustable phase ring, these can be arranged close to the other components of the optical arrangement. This is particularly important when the optical assembly is offered as a separate device with which a conventional light microscope is to be easily upgraded.
  • a shape of the phase ring and the modulator diaphragm can be chosen the same.
  • both may be rectangular or annular.
  • the relative adjustment is preferably carried out so that the phase ring and the image of the modulator diaphragm are concentric with each other. If the phase ring and the modulator diaphragm have a ring shape, the centers of the ring shapes of the phase ring and the image of the modulator diaphragm therefore coincide.
  • the image of an annular Modulatorbrende may differ slightly from a ring shape. This can be compensated by adjusting the phase ring to the determined shape of the modulator diaphragm image.
  • a size-influencing of the mapping of the modulator diaphragm caused by the sample can also be detected and compensated.
  • the size of a region of the phase ring in which a certain phase influence and / or light attenuation takes place can be set the larger the sample increases the image of the modulator stop.
  • the said region of the phase ring can be brought into coincidence with the image of the modulator diaphragm.
  • the aforementioned settings can in principle be achieved by evaluating only the pupil image. For even more accurate results but can also Sample image is used.
  • the sample image is recorded with a sample camera, that the recorded sample image is evaluated with electronic image processing means with respect to a rating and that the relative adjustment between the phase ring and the modulator diaphragm is additionally performed depending on the evaluation.
  • a brightness distribution in the sample image is evaluated in various ways. For example, a contrast in the sample image can be determined as the evaluation variable. By the relative adjustment then the contrast should be maximized.
  • the relative adjustment can start from a setting that was previously determined and made on the pupil image. To maximize the contrast, the relative adjustment can then be made iteratively. For this purpose, for example, a randomly selected adjustment change of the phase ring or the modulator diaphragm can take place, whereupon the contrast change is determined.
  • the adjustment changes may be conveniently limited to one or more types of changes, such as resizing and / or shifting a portion of the phase ring.
  • an edge brightening in the sample image can be determined. They are also referred to as Ha s and should be as low as possible. Edge brightening is understood to mean that a bright area or a bright outline of the edge occurs at an edge separating two areas of different brightness levels. These bright areas do not correspond to a sample structure. Rather, they are based on the fact that different sample areas produce different phase shifts, while a certain phase shift is set at the phase ring. Ideally, therefore, the phase shift provided with the phase ring should be changed depending on the particular sample or sample area.
  • the electronic control means may be configured to vary the amount of phase shift produced by the phase ring. For different phase shifts, the edge lightening in the sample image is determined. The phase ring adjustment, which results in the least edge whitening, is then selected and maintained as phase ring adjustment. The shape and size of the region of stronger light attenuation of the adjustable phase ring can therefore be adjusted solely depending on the pupil image or in addition depending on the sample image. The magnitude of the phase shift in this area, however, is determined solely from the sample image.
  • the beam splitter can in principle be of any type and, for example, comprise a partially transmissive mirror. This can also be designed so that it polarization dependent light either reflected or transmitted.
  • a larger proportion of light is conducted to the sample image output terminal than to the pupil camera.
  • the signal-to-noise ratio in the sample image is then only slightly affected by the simultaneous generation of the pupil image.
  • more than 70% of the incident light is relayed to the sample image output port with the beam splitter.
  • This proportion can be relatively large, since the beam splitter is arranged in the beam path in front of the phase ring. Because a considerable light attenuation is intended by the phase ring, enough light can be diverted to the pupil camera by the beam splitter in front of the phase ring than behind the phase ring so that it can record a pupil image of sufficiently good quality.
  • the phase ring preferably has at least one phase-shifting matrix with liquid crystal regions which can be switched between states in which they influence a phase of light passing through differently.
  • phase rings may also be referred to as liquid crystal phase modulator or LCPM.
  • LCPM liquid crystal phase modulator
  • a reflective phase ring is possible, which is formed with a mirror with matrixförmig arranged on the back of piezoelectric elements. Curvatures of the mirror surface can be adjusted via the piezoelements. Over the cross-sectional area of the mirror thus the light paths for incident light and thus the phase shifts are different.
  • the phase ring can additionally have a plurality of mechanically movable diaphragm blades. As a result, a light attenuation can be achieved.
  • the phase ring may additionally comprise polarization-influencing agents in front of the matrix of liquid crystal regions.
  • polarization-influencing means With the polarization-influencing means, a polarization direction of light can be adjusted to set a light absorption by the liquid crystal regions.
  • the polarization-influencing means may in particular be a ⁇ / 2 plate.
  • the phase ring for setting a light absorption on another matrix with independently adjustable matrix elements Preferably, the number of matrix elements of the further matrix and the phase-shifting matrix preferably match.
  • the further matrix is likewise formed with switchable liquid crystal regions.
  • the same shapes are preferably set with both matrices. As a result, both a light attenuation and a certain phase shift can be achieved for the same portion of the light.
  • the phase ring is a transmitting phase ring with which light for generating the sample biofil is passable. Due to the transmissive design, the optical arrangement can be relatively easily integrated into a microscope stand. As a result, the imaging means of the optical arrangement can also be formed at least partially by lenses and / or mirrors, which are already present in a microscope stand.
  • the phase ring is a reflective phase ring with which light for generating the sample image is reflectable.
  • the phase ring is LCPM
  • a better image quality can be achieved hereby.
  • the liquid crystals of the LCPM are passed through twice, so that the maximum possible phase shift is twice as large as in a comparable transmissive design.
  • a further beam splitter may be present in the beam path in front of the phase ring. This passes light, which comes from a lens and thus from the sample, to the phase ring and passes light coming from the phase ring to the sample image output port.
  • This beam splitter can in particular transmit or reflect light dependent on polarization. It can thereby be achieved that light coming from the objective is conducted essentially completely to the phase ring and light from the phase ring is conducted substantially completely to the sample image output connection.
  • the optical arrangement has connection means for connecting to a camera terminal of the light microscope, in particular a phase contrast microscope.
  • a camera terminal of the light microscope in particular a phase contrast microscope.
  • an intermediate image of the sample plane can be provided, which is further imaged by the optical arrangement.
  • changes in the beam path within a microscope stand of the light microscope are not necessarily required in this embodiment of the invention. Rather, it is sufficient to connect the optical assembly to a camera port of a conventional light microscope.
  • the lens of the light microscope without phase ring can be equipped for phase shifting and light attenuation.
  • optical assembly is formed as an intermediate tube.
  • This has first connection means for connection to a tube connection of a light microscope and second connection means for connecting a camera and / or an eyepiece.
  • first connection means for connection to a tube connection of a light microscope
  • second connection means for connecting a camera and / or an eyepiece.
  • a conventional light microscope can also be easily retrofitted here. There are no modifications to optical components required, which are held on the microscope stand. Additional devices for connection to the tube connection of a conventional light microscope can be advantageously used in the present embodiment further by being connected to the second connection means of the optical arrangement.
  • the invention also relates to a light microscope with an optical arrangement according to the invention.
  • This can, as described above, be designed as a retrofittable device.
  • the phase ring of the optical arrangement but also within a microscope stand of the light microscope.
  • a microscope stand can be understood to mean a microscope base which comprises at least holding means for an objective and for a sample holder or a sample table.
  • a microscope stand can comprise optical components for generating an intermediate image of the sample plane. If the phase ring is accommodated within the microscope stand, the imaging means of the optical arrangement can be at least partially formed by optical components, which are present anyway on microscope stands. The total number of optical components can thereby be kept lower, which advantages in the image quality and particularly space-saving embodiments can be realized.
  • the optical arrangement according to the invention is preferably set up for automatically carrying out the method according to the invention and its variants. Additional preferred variants of the method result from the operation of the embodiments of the optical arrangement according to the invention.
  • Fig. 1 an annular modulator diaphragm
  • Fig. 2 an annular phase ring
  • FIG. 4 shows a phase ring and an image of a modulator diaphragm, an annular region of the image of the modulator diaphragm being larger than an annular region of the phase ring;
  • Fig. 5 shows a phase ring and an image of a modulator aperture which is offset relative to the phase ring
  • Fig. 6 is a schematic representation of a first embodiment of a light microscope according to the invention with an optical arrangement according to the invention
  • Fig. 7 is a schematic representation of another embodiment of a light microscope according to the invention with an optical arrangement according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a modulator diaphragm 20 of a light microscope according to the invention.
  • the modulator diaphragm 20 has a transmissive region and a light blocking region.
  • the transparent area is annular.
  • the modulator diaphragm is positioned in a pupil plane of a condenser of the light microscope.
  • the position of the light-transmissive region and the light-blocking region ensures that essentially no light is guided vertically, that is to say along an optical axis, into the sample plane of the light microscope. Instead, the light alone reaches the sample plane at an angle.
  • Such a configuration is important for the image quality of a light microscope operated as a phase contrast microscope.
  • a modulator diaphragm is used in other microscopy methods.
  • a modulator diaphragm with a generally slot-shaped opening is used.
  • the method, the optical arrangement and the light microscope of the invention can therefore also be used for other microscopy methods than the (Zernike) phase contrast method.
  • the following section discusses designs for the phase contrast method.
  • a different design, in particular shaping, the modulator diaphragm and the phase ring can be provided.
  • Light falls obliquely on a sample in the sample plane with the annular modulator diaphragm 20.
  • Part of the obliquely incident light is deflected, in particular diffracted or broken.
  • a large portion of the light travels substantially straight without distraction in the sample.
  • This proportion of light is also referred to as background light.
  • the light deflected by the sample may have undergone a phase shift relative to the background light.
  • This phase shift is visualized in a phase contrast microscope by converting the phase shift into a light intensity difference. This is achieved by interference of the backlight with the light deflected by the sample.
  • To an additional phase shift between the background light and the deflected light is required, which is generated via a phase ring.
  • a light attenuation of the background light takes place via the phase ring.
  • phase ring 70 is shown schematically in FIG.
  • the phase ring 70 has a ring shape in the example shown and is also arranged in a pupil plane of the light microscope, that is, in a plane which is conjugate to the plane of the modulator diaphragm 20.
  • a pupil plane of the light microscope that is, in a plane which is conjugate to the plane of the modulator diaphragm 20.
  • the phase ring 70 it is important that the light-transmissive region of the modulator diaphragm 20 is imaged on the region shown hatched in FIG. In this area, incident light is attenuated and shifted in phase relative to light which strikes the phase ring outside the hatched area.
  • sample pots are used, for example, in microtiter or multiwell plates.
  • the sample fluid generally forms a curved surface toward the walls of the sample vessel. This curved surface can act like a lens.
  • the curved surface of the sample liquid can cause an enlargement or reduction of an image.
  • FIG. an illustration of the modulator diaphragm 20 is enlarged compared to the example of FIG. 3.
  • the dimensions of the phase ring 70 should be increased or the dimensions of the light-transmissive region of the modulator diaphragm should be reduced in this case.
  • the curved surface of the sample liquid when examining an area outside the center of the sample vessel.
  • the curved surface of the sample liquid may have a Incident of the passing light effect. This results in a displacement of the image of the modulator diaphragm 20 within the plane of the phase ring 70, as shown in FIG. If there is no relative adjustment between the modulator diaphragm 20 and the phase ring 70, the image quality is significantly deteriorated. For a good image quality, therefore, it is necessary that an adjustment of the modulator diaphragm and the phase ring to each other be made for each sample. In addition, this setting should be adjusted when changing a currently examined sample area.
  • these setting changes can be carried out automatically while a sample image is still output to a user. It is therefore not necessary to interrupt the output of the sample image in order to determine an effect of the surface of the sample liquid on the position and the dimensions of the image of the modulator diaphragm. This avoids measurement interruptions and improves user comfort.
  • a particularly accurate adaptation of the phase ring and the modulator diaphragm relative to each other can be done in a short time.
  • the light microscope 110 comprises a microscope stand 10 and an optical arrangement 100 according to the invention.
  • the light passes through a modulator diaphragm 20. This is located in a pupil plane, that is, a plane that is to the sample plane 30 is determined by a Fourier transformation. Then the light is focused with a condenser 25 on the sample plane 30. In this a sample 32 can be positioned. Shown here is a curved surface of the sample liquid.
  • optics 35 which may in particular comprise a lens, whereby an image of the sample 32 can be generated in an intermediate image plane 40.
  • the microscope stand 10 also comprises deflecting means 37, for example a mirror, through which the intermediate image plane in the region of a Final of the microscope stand 10 is generated.
  • This port can be a camera port and / or port for a tube or sub-tube.
  • the optical arrangement 100 comprises mechanical connection means (not shown) with which it is fastened to the connection of the microscope stand 10.
  • the optical assembly 100 can be used with conventional microscope tripods.
  • the optical assembly 100 has a pupil camera 65, a sample image output port 85 and an adjustable phase ring 70.
  • the pupil camera 65 is located in a pupil plane 60. As a result, it can record an image of the modulator diaphragm 20. Simultaneously with this recording, an image of the sample 32 is generated in the region of the sample image output connection 85 in an image plane 80.
  • a beam splitter 42 is first arranged behind the intermediate image plane 40, which reflects a part of the incident light 50 and transmits the remaining part.
  • a pupil image in the pupil plane 60 is generated via an optic 44.
  • the remaining part of the light 50 is guided with an optic 46 in the direction of the phase ring 70 and the image plane 80.
  • a further beam splitter 47 is arranged, the incident light 50 is either transmitted or reflected.
  • Light 50 coming from the optics 46 is essentially completely guided by the beam splitter 47 to the phase ring 70, that is to say essentially completely transmitted in the example shown.
  • the phase ring 70 is embodied here so reflective phase ring 70, whereby it reflects a portion of the incident light 50 back.
  • This reflected portion is guided by the beam splitter 47 substantially completely in the direction of the image plane 80, in the illustrated case thus reflected.
  • This beam splitting can, for example, be polarization-dependent.
  • further polarization-changing means can be arranged in the beam path.
  • the beam splitter 47 also a semitransparent mirror, for example, a 50:50 divider, which, however, larger
  • a further optical system 48 is present in front of this and behind the beam splitter 47.
  • the optics 44, 46 and 48 may each be formed by a single lens or a lens group of a plurality of lenses cemented or spaced apart from each other. In addition to or instead of lenses, curved mirrors may also be used.
  • the number of total required optics 44, 46 and 48 can be kept low with relatively simple optical design, if the distances from them to each other or to a pupil or image plane are respectively 1f and 2f.
  • f denotes the focal length of the respective optics 44, 46 and 48 and may be different for the different optics 44, 46 and 48.
  • a sample camera and / or an eyepiece may be connected at the sample image output port 85.
  • the sample image output port 85 is formed for a mechanically detachable connection to a camera or an eyepiece, for example via a screw or plug-in closure.
  • the adjustment of the phase ring 70 should take place as a function of the influence of the imaging of the modulator diaphragm 20 through the sample 32, that is to say through the surface of the sample fluid.
  • the pupil image which is recorded with the pupil camera 65, is evaluated with electronic image processing means (not shown). These detect a position or position of the modulator aperture image in the pupil image. In particular, a size change caused by the sample 32 and displacement of the modulator diaphragm image are recognized.
  • phase ring 70 is set.
  • the phase ring 70 is set.
  • the said region of the phase ring 70 is also enlarged relative to an initial setting. If it is detected that the sample 32 causes a displacement of the image of the modulator diaphragm 20, said region of the phase ring 70 is displaced in the same direction. In particular, it can be provided that the aforementioned light-attenuating and phase-shifting region of the phase ring 70 is brought into coincidence with an image of the modulator diaphragm 20, which is influenced by the sample 32.
  • phase ring 70 For a phase shift over the cross-sectional area of the phase ring 70 to be variably adjustable, this preferably comprises a phase-shifting matrix with liquid crystal areas. Depending on an adjustable orientation of the liquid crystals in the different areas, the phase can be shifted differently by passing light,
  • the phase ring preferably comprises additional polarization-influencing means with which a direction of polarization over the cross-section of incident light is variably adjustable.
  • the polarization-influencing means may in particular have a further matrix with switchable liquid-crystal regions. This further matrix can also be arranged in front of the beam splitter 47 in the region of a pupil plane in the illustrated beam path.
  • the electronic control means adjust the phase ring 70, the output of a sample image already takes place.
  • the optical assembly 100 already outputs a sample image while the pupil image is being evaluated and the phase ring 70 is automatically adjusted.
  • the electronic control means may also be designed to additionally adjust the phase ring 70 depending on the generated sample image.
  • the optical assembly 100 first comprises a sample camera which is attached to the sample image. port 85 is connected. A sample image recorded herewith is automatically evaluated with the electronic image processing means with respect to a rating. Depending on an evaluation result, the phase ring 70 is adjusted. This process can be iterative. Here, the image processing means determines whether the adjustment has led to the phase ring 70 to an improvement in terms of the evaluation size. Depending on this, a next adjustment of the phase ring 70 takes place.
  • the rating size can be an image contrast.
  • an enlargement of the light-attenuating and phase-shifting region can take place. If this leads to a reduction in the image contrast, in a subsequent adjustment of the phase ring 70 the area mentioned is reduced and the image contrast is evaluated again. In this way it is possible to determine iteratively a setting with the greatest possible image contrast.
  • an undesired edge brightening in the sample image can also be determined.
  • the size of a phase shift of the light-attenuating and phase-shifting region of the phase ring 70 can be varied.
  • phase ring 70 Due to the reflective design of the phase ring 70, light 50 passes through its liquid crystal regions twice, with which a maximum possible phase shift is twice as large as in the case of a transmissive design of the phase ring 70.
  • phase ring 70 uses a phase-shifting matrix of liquid-crystal regions, the image quality is generally better in a reflective embodiment than in a transmissive embodiment.
  • a transmissive executed phase ring 70 offers advantages.
  • a light microscope 110 according to the invention and an optical arrangement 100 according to the invention with such a phase ring 70 are shown schematically in FIG. Due to the transmissive design of the beam splitter 47 can be omitted.
  • a fundamentally more compact design is possible.
  • a transmissive design is particularly suitable if the optical assembly 100 is to be accommodated within the microscope stand 10.
  • the optics 46 and 48 also by Optics may be formed, which are already present in conventional microscope tripods.
  • the beam splitter 42 is arranged in the beam path in front of the phase ring 70. As a result, there is no superimposition in the pupil image with an image of the phase ring 70.
  • the effects of a sample on the imaging of a modulator diaphragm can be taken into account in a particularly precise and time-efficient manner. This can be done automatically for the greatest possible ease of use.
  • samples dissolved in a curved-surface fluid can be examined in a particularly simple and accurate manner.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Lichtmikroskops, welches zumindest folgende Komponenten aufweist: eine Modulatorblende zum Beschränken eines Lichtquerschnitts, eine Probenebene, welche sich in einem Strahlengang hinter der Modulatorblende befindet und in welcher eine Probe positionierbar ist, einen Phasenring, der in dem Strahlengang hinter der Probenebene angeordnet ist und über dessen Querschnitt auftreffendes Licht unterschiedlich beeinflusst wird, und eine Pupillenkamera zum Aufzeichnen eines Pupillenbilds. Das Verfahren weist die Schritte auf, dass mit einem Strahlteiler, der sich im Strahlengang vor dem Phasenring befindet, Licht, das von der Probe kommt, teilweise zu der Pupillenkamera und teilweise zu dem Phasenring geleitet wird, dass ein Pupillenbild, welches durch den Phasenring unbeeinflusst ist, aufgezeichnet wird und gleichzeitig ein Probenbild ausgegeben wird, dass mit elektronischen Bildverarbeitungsmitteln in dem aufgezeichneten Pupillenbild Lage und Größe einer Abbildung der Modulatorblende, welche durch eine Probe beeinflusst und durch den Phasenring unbeeinflusst ist, ermittelt wird, dass eine Relativverstellung zwischen dem Phasenring und der Modulatorblende abhängig von der ermittelten Lage und der ermittelten Größe der Abbildung der Modulatorblende mit elektronischen Steuerungsmitteln durchgeführt wird. Zudem betrifft die Erfindung eine entsprechende Optikanordnung.

Description

4
1
VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES LICHTMIKROSKOPS UND OPTIKANORDNUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich in einem ersten Aspekt auf ein Verfahren zum Betreiben eines Lichtmikroskops nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einem zweiten Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Optikanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Bei Verfahren zum Betreiben eines Lichtmikroskops weist das Lichtmikroskop zumindest folgende Komponenten auf: eine Modulatorblende zum Beschränken eines Lichtquerschnitts, eine Probenebene, welche sich in einem Strahlengang hinter der Modulatorblende befindet und in welcher eine Probe positionierbar ist, einen Phasenring, der in dem Strahlengang hinter der Probenebene angeordnet ist und eine Pupillenkamera zum Aufzeichnen eines Pupillenbilds. Über den Querschnitt des Phasenrings wird auftreffendes Licht unterschiedlich beeinflusst. Bei dem Verfahren wird eine Relativverstellung zwischen dem Phasenring und der Modulatorblende durchgeführt, wobei die Relativverstellung abhängig von einer ermittelten Lage und einer ermittelten Größe der Abbildung der Modulatorblende durchgeführt wird.
Das Lichtmikroskop kann prinzipiell ein beliebiges Lichtmikroskop sein, bei dem eine Modulatorblende und ein Phasenring, die sich in Pupillenebenen befinden können, abhängig voneinander positioniert werden müssen. Insbesondere kann es sich um ein Phasenkontrastmikroskop handeln. Ein Phasenring kann auch als Phasenkon- trasteinrichtung bezeichnet werden und weist über seinen Querschnitt zumindest zwei Querschnittsbereiche auf, die sich im Grad der Lichtdurchlässigkeit und/oder in einer erzeugten Phasenverschiebung unterscheiden. Von Licht, das auf den Phasenring trifft, werden daher Teilbündel, die auf verschiedene Querschnittsbereiche tref- fen, unterschiedlich abgeschwächt und/oder phasenverschoben. Durch diese Phasenverschiebung kann ein ursprünglicher Phasenversatz zwischen den Teilbündeln als Intensitätsunterschied in einem Interferenzbild der Teilbündel dargestellt werden. Die Form des Phasenrings kann dabei grundsätzlich beliebig, beispielsweise rechteckig, sein.
Mit der Relativverstellung soll eine geeignete Ausrichtung des Phasenrings und der Modulatorblende zueinander erreicht werden. So umfasst die Modulatorblende einen lichtdurchlässigen Bereich, der auf einen bestimmten Bereich des Phasenrings abgebildet werden soll, wenn es zu keiner Beeinflussung durch die Probe kommt. Die Relativverstellung erfolgt in der Regel über eine einstellbare Modulatorblende. Diese umfasst einen meist ringförmigen, lichtdurchlässigen Bereich, dessen Größe und Position quer zu dem Strahlengang des Mikroskops einstellbar sind.
Eine Optikanordnung ist zum Anordnen in einem Strahlengang eines Lichtmikroskops geeignet, welches eine Modulatorblende zum Beschränken eines Lichtquerschnitts, eine Probenebene, welche im Strahlengang hinter der Modulatorblende angeordnet ist und in welcher eine Probe positionierbar ist, und Optiken zum Erzeugen eines Zwischenbildes der Probenebene aufweist. Die Optikanordnung umfasst einen Phasenring, über dessen Querschnitt auftreffendes Licht unterschiedlich beeinflussbar ist, und eine Pupillenkamera zum Aufzeichnen eines Pupillenbilds. Eine Relativverstellung zwischen der Modulatorblende und dem Phasenring kann abhängig von einer im Pupillenbild ermittelten Lage und Größe der Abbildung der Modulatorblende durchgeführt werden.
Der Phasenring ist in einem Betriebszustand, in dem sich die Optikanordnung in einem Strahlengang eines Lichtmikroskops befindet, im Strahlengang hinter der Probenebene angeordnet.
Bei einer Gestaltung des Lichtmikroskops als Phasenkontrastmikroskop kann ein beliebiges Lichtmikroskop genutzt werden, solange es zusammen mit der Optikanordnung als Phasenkontrastmikroskop betrieben werden kann. Daher kann jedes Lichtmikroskop, das eine Modulatorblende aufweist, die für eine Phasenkontrastbe- leuchtung geeignet ist, in der vorliegenden Offenbarung als Phasenkontrastmikroskop aufgefasst werden. Die Optiken zum Erzeugen eines Zwischenbildes der Probenebene können Teil eines Objektivs sein oder auch das Objektiv und eventuell weitere optische Mittel umfassen. Die vorgenannten Abbildungsmittel erzeugen eine Abbildung des Zwischenbildes und somit der Probenebene an dem Probenbildausgabeanschluss. An diesem kann eine Kamera oder ein Okular zur direkten Betrachtung angeschlossen werden.
Für eine Qualität des aufgezeichneten Probenbildes ist die Ausrichtung der Modulatorblende und des Phasenrings relativ zueinander entscheidend. Zu diesem Zweck weist das Phasenkontrastmikroskop, das in JP 20 0-008793 A beschrieben sind, einen verstellbaren Phasenring und eine verstellbare Modulatorblende auf. Eine Ausgabe des Probenbildes erfolgt sowohl über eine Kamera als auch über ein Okular.
Zudem ist in JP 2005-004088 A eine gattungsgemäße Optikanordnung für ein Phasenkontrastmikroskop beschrieben. Hierbei ist die Modulatorbiende axial verstellbar.
Für eine geeignete Positionierung der Modulatorblende relativ zum Phasenring kann eine unerwünschte Beeinflussung durch die Probenform problematisch sein. Dies kann beispielsweise bei Proben in Probentöpfchen eintreten, weiche insbesondere bei Mikrotiter-Platten oder Multiwell-Platten eingesetzt werden. Ist die Probe in einer Flüssigkeit gelöst, so bildet die Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung einen Wassermeniskus. Durch dessen gebogene Oberfläche wird Licht in Durchlichtmes- sungen unerwünscht beeinflusst. Die gebogene Oberfläche der Probenflüssigkeit bewirkt zunächst eine Maßstabsänderung der Abbildung der Modulatorblende. Dieser Effekt ist abhängig von einem momentan betrachteten Probenbereich. Zudem führt eine Verschiebung der Probe, um einen Probenbereich am Rand des Probengefäßes zu untersuchen, zu einer Verschiebung der Abbildung der Modulatorblende quer zu einer optischen Achse des Lichtmikroskops.
Deshalb muss bei einem Wechsel der Probe sowie bei einer Verschiebung der Probe eine erneute Justage der Modulatorblende relativ zum Phasenring erfolgen. Dazu wird bei bekannten Optikanordnungen ein Umbau vorgenommen, durch den anstelle eines Probenbildes ein Pupillenbild ausgegeben wird. Dies kann beispielsweise durch Einfügen einer Bertrand-Linse in den Strahlengang oder durch Verwendung eines Teleskopokulars erfolgen. Unter einer Pupillenebene soll eine Ebene verstanden werden, die über die Fouriertransformation mit der Probenebene zusammen- hängt. Die Modulatorblende und der Phasenring sind in der Regel jeweils in einer Pupillenebene angeordnet. Daher kann in dem Pupillenbild deren Ausrichtung kontrolliert werden. Nach einer Relativverstellung zwischen diesen wird herkömmlicherweise wieder zurück zu einer Ausgabe des Probenbildes gewechselt.
Dieses Vorgehen ist zum einen zeitaufwändig. Zum anderen besteht die Gefahr, dass aufgrund einer mangelhaften Ausrichtung zwischen der Modulatorblende und dem Phasenring Probenbilder zu verschiedenen Probenbereichen nicht miteinander vergleichbar sind.
Basierend auf dieser Problematik wurde in US 6,238,91 1 B1 vorgeschlagen, Korrekturdeckel auf die Probengefäße zu setzen. Die Korrekturdeckel haben eine gebogene Oberfläche, um über eine Linsenwirkung die Folgen der gebogenen Oberfläche der Probenflüssigkeiten auszugleichen. Hieran ist nachteilig, dass vorhandene Probengefäße, für die keine speziellen Korrekturdeckel vorhanden sind, weiterhin den vorgenannten Nachteilen unterliegen. Zudem wird durch die Korrekturdeckel ein Zugang zu der Probenflüssigkeit beschränkt. Dadurch wird das Einbringen von Wirkstoffen oder anderen Substanzen in die Probengefäße behindert.
Um negative Folgen der Probenoberfläche einzuschränken, wird in der vorgenannten Schrift JP 2010-008793 A anstelle einer ringförmigen Modulatorblende eine Spaltblende verwendet. Entsprechend ist der Phasenring dort stabförmig. Dadurch muss im Wesentlichen nur eine Richtung der Strahlablenkung durch die Probenoberfläche berücksichtigt werden. Zwar kann so das Ausrichten der Modulatorblende und des Phasenrings zueinander vereinfacht werden. Die erreichte Auflösung ist hierbei jedoch nicht isotrop. Zudem ist der manuelle Justageaufwand weiterhin hoch.
Als eine A u f g a b e der Erfindung kann angesehen werden, ein Verfahren zum Betreiben eines Lichtmikroskops und eine Optikanordnung zum Anordnen in einem Strahlengang eines Lichtmikroskops anzugeben, mit denen Probenbilder möglichst guter Qualität bei einem möglichst geringen Aufwand für den Benutzer erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch die Optikanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Optikanordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden außerdem in der folgenden Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Lichtmikroskops, welches zumindest folgende Komponenten aufweist: eine Modulatorblende zum Beschränken eines Lichtquerschnitts, eine Probenebene, welche sich in einem Strahlengang hinter der Modulatorblende befindet und in welcher eine Probe positionierbar ist, einen Phasenring, der in dem Strahlengang hinter der Probenebene angeordnet ist und über dessen Querschnitt auftreffendes Licht unterschiedlich beeinflusst wird, und eine Pupillenkamera zum Aufzeichnen eines Pupillenbilds, weist die Verfahrensschritte auf, dass mit einem Strahlteiler, der sich im Strahlengang vor dem Phasenring befindet, Licht, das von der Probe kommt, teilweise zu der Pupillenkamera und teilweise zu dem Phasenring geleitet wird, dass ein Pupillenbild, welches durch den Phasenring unbeeinflusst ist, aufgezeichnet wird und gleichzeitig ein Probenbild ausgegeben wird, dass mit elektronischen Bildverarbeitungsmitteln in dem aufgezeichneten Pupillenbild Lage und Größe einer Abbildung der Modulatorblende, welche durch eine Probe beeinflusst und durch den Phasenring unbeeinflusst ist, ermittelt wird, dass eine Relativverstellung zwischen dem Phasenring und der Modulatorblende abhängig von der ermittelten Lage und der ermittelten Größe der Abbildung der Modulatorblende mit elektronischen Steuerungsmitteln durchgeführt wird.
Eine erfindungsgemäße Optikanordnung zum Anordnen in einem Strahlengang eines Lichtmikroskops, welches eine Modulatorblende zum Beschränken eines Lichtquerschnitts, eine Probenebene, welche sich im Strahlengang hinter der Modulatorblende befindet und in welcher eine Probe positionierbar ist, und Optiken zum Erzeugen eines Zwischenbilds der Probenebene aufweist, weist mindestens folgende Komponenten auf: einen Phasenring, über dessen Querschnitt auftreffendes Licht unterschiedlich beeinflussbar ist, Abbildungsmittel, mit denen bei einer Anordnung der Optikanordnung im Strahlengang des Lichtmikroskops das Zwischenbild über den Phasenring an einem Probenbildausgabeanschluss abbildbar ist, eine Pupillenkamera zum Aufzeichnen eines Pupillenbilds und einen Strahlteiler, der im Strahlengang vor dem Phasenring angeordnet ist, zum Leiten von Licht, das von der Probe kommt, teilweise zu der Pupillenkamera und teilweise zu dem Phasenring, wobei die Abbil- dungsmittel dazu gestaltet sind, zusammen mit dem Strahlteiler ein Pupillenbild zu erzeugen, welches durch den Phasenring unbeeinflusst ist, und das Pupillenbild gleichzeitig zum Abbilden des Zwischenbilds am Probenbildausgabeanschluss zu erzeugen, wobei elektronische Bildverarbeitungsmittel vorhanden sind, mit denen in einem aufgezeichneten Pupillenbild Lage und Größe einer Abbildung der Modulatorblende, welche durch eine Probe beeinflusst und durch den Phasenring unbeeinflusst ist, ermittelbar ist und wobei elektronische Steuerungsmittel vorhanden sind, mit denen eine Relativverstellung zwischen der Modulatorblende und dem Phasenring abhängig von der ermittelten Lage und Größe der Abbildung der Modulatorblende durchführbar ist.
Als ein Kerngedanke der Erfindung kann angesehen werden, die Relativversteilung auf Grundlage einer Auswertung eines Pupillenbiids durchzuführen, in welchem eine Abbildung der Modulatorblende nicht von dem Phasenring beeinflusst oder überlagert ist.
Herkömmlicherweise wird bei einer manuellen Relativverstellung ein Pupillenbild betrachtet, in dem die Abbildungen der Modulatorblende und des Phasenrings überlagern. Während ein Benutzer dieses Pupiilenbild betrachtet, führt er die Relativverstel- iung aus, bis die Abbildungen der Modulatorbiende und des Phasenrings in Deckung gebracht sind.
Ein schnelleres und präziseres Bestimmen einer geeigneten Relativverstellung wird durch elektronische Bildverarbeitungsmittel ermöglicht. Eine Positionsermittlung der Abbildung der Modulatorblende kann mit Bildverarbeitungsmitteln besonders genau durchgeführt werden, wenn keine Überlagerung mit einer Abbildung des Phasenrings zu berücksichtigen ist. Dies wird gemäß der Erfindung durch die Anordnung des Strahlteilers vorm Phasenring erreicht. Dadurch können die Bildverarbeitungsmittel beispielsweise durch prinzipiell bekannte Auswertungen zur Kantenfindung und/oder auf Grund von Helligkeitsverteilungen eine Position und Größe der Abbildung der Modulatorblende ermitteln. Komplexere Bildverarbeitungsmethoden, die eine Abbildung des Phasenrings miteinbeziehen, sind nicht erforderlich. Zudem können Geschwindigkeitsvorteile gegenüber dem Fall erreicht werden, dass ein Phasenring über Bereiche seines Querschnitts Licht stark absorbiert und womöglich nur für die übrigen Bereiche, in denen Licht größtenteils weitergeleitet wird, genügend Licht für eine elektronische Bildauswertung empfangen wird.
Indem über Bildverarbeitungsmittel und elektronische Steuerungsmittel die Relativverstellung automatisch erfolgt, braucht dem Benutzer nicht zwingend ein Pupillenbild bereitgestellt zu werden. Vorteilhafterweise kann daher eine Betrachtung der Probe durch den Benutzer gleichzeitig zu einer Aufzeichnung und Auswertung einer Abbildung der Modulatorblende in einer Pupillenebene erfolgen. Es ist somit nicht erforderlich, dass zunächst allein ein Pupillenbild ausgegeben wird, mit dem eine Lage der Abbildung der Modulatorblende bestimmt wird, und erst anschließend ein Probenbild ausgegeben wird.
Linter einer Pupillenkamera soll eine Kamera verstanden werden, die so angeordnet ist, dass auf ihrer lichtempfindlichen Fläche ein Pupillenbild abgebildet wird. Dabei kann eine Kamera mit einem oder mehreren ortsauflösenden Lichtdetektoren gebildet sein.
Die Optikanordnung und das Verfahren gemäß der Erfindung können für beliebige Lichtmikroskope geeignet sein, bei denen eine Modulatorblende vor der Probenebene und ein Phasenring hinter der Probenebene relativ zueinander eingestellt werden sollen. Außer bei einem Phasenkontrastmikroskop ist dies beispielsweise bei der Hoffmann-Modulationskontrastmikroskopie der Fall. Hierbei kann die Modulatorblende einen, insbesondere rechteckigen, Spalt aufweisen. Durch die Position des Spalts wird Licht ausschließlich schräg auf die Probenebene geführt. Der Phasenring um- fasst mehrere Bereiche mit unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit. Beispielsweise können ein Bereich mit möglichst vollständiger Lichtdurchlässigkeit, ein teildurchlässiger Bereich und ein Bereich mit im Wesentlichen keiner Lichtdurchlässigkeit vorhanden sein. Ein Phasengradient in der Probe bestimmt den Winkel einer Brechung von auftreffendem Licht. Daher wird abhängig vom Phasengradienten Licht auf einen der verschiedenen Bereiche des Phasenrings geleitet. Somit können Phasengradienten der Probe in Helligkeitsunterschiede überführt werden.
Je nach Mikroskopieverfahren kann der Phasenring eine Phasenverschiebung, eine Lichtabsorption, eine Strahlablenkung und/oder eine Polarisationsänderung bewirken. So kann die Erfindung auch für Mikroskope eingesetzt werden, die den Differentialinterferenzkontrast (DIC) oder PlasDlC nutzen. Bei letzterem wird der Phasenring durch zwei Polarisatoren und ein dazwischen angeordnetes Wollaston-Prisma gebildet, wobei die Polarisatoren hinsichtlich der Durchlassrichtungen zueinander gekreuzt angeordnet sind. Das Wollaston-Prisma teilt Licht polarisationsabhängig auf zwei räumlich getrennte Pfade auf.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Mikroskops wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt während des Mikroskopbetriebs durchgängig ausgeführt. Dadurch wird das Verfahren auch nach jedem Verschieben der Probe automatisch durchgeführt. So kann eine durch die Probe oder die Probenflüssigkeit veränderte Auswirkung auf die Abbildung der Modulatorblende umgehend erkannt und berücksichtigt werden. Es kann vorgesehen sein, dass verschiedene Relativverstellungen abhängig vom untersuchten Probenbereich automatisch vorgenommen werden.
Die Relativverstellung kann prinzipiell sowohl mit einer einstellbaren Modulatorblende als auch mit einem einstellbaren Phasenring erfolgen. Die Nutzung einer einstellbaren Modulatorblende hat den Vorteil, dass solche bereits bei zahlreichen Lichtmikroskopen Anwendung findet. Bei diesen müssen also weniger Komponenten zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens hinzugefügt werden.
Besondere Vorteile werden aber erreicht, wenn die Relativverstellung mit einem Phasenring durchgeführt wird, über dessen Querschnitt eine Lichtintensität und eine Phasenbeeinflussung von Licht variabel einstellbar sind. Hierbei wird, bevorzugt ausschließlich, der Phasenring abhängig von einer durch die Probe bedingte Beeinflussung der Position und Größe der Abbildung der Modulatorblende eingestellt. Es ist somit keine Verstellung der Beleuchtung über die Modulatorblende nötig. Durch die unveränderte Beleuchtung können Probenbilder zu verschiedenen Probenbereichen besonders gut miteinander verglichen werden.
Ein einstellbarer Phasenring kann gegenüber einer einstellbaren Modulatorblende außerdem zu einer größeren nachweisbaren Lichtmenge führen. So wird abhängig von der Geometrie des genutzten Probengefäßes schräg einfallendes Licht an Wänden des Probengefäßes beschnitten. Ein Verstellen der Modulatorblende kann dazu führen, dass ein noch größerer Anteil des einfallenden Lichts durch die Wände beschnitten wird. Dies wird durch einen einstellbaren Phasenring vorteilhafterweise vermieden. Als weiterer Vorteil kann bei einem einstellbaren Phasenring auch eine Phasenverschiebung zwischen Hintergrundlicht und von der Probe abgelenktem Licht variabel einstellbar sein. Dies ist mit einer einstallbaren Modulatorblende nicht möglich.
Zudem werden über einen einstellbaren Phasenring kompaktere Bauformen der Optikanordnung der Erfindung ermöglicht. So sind für einen Phasenring oder eine Modulatorblende, die über die elektronischen Steuerungsmittel einstellbar sind, elektronische Stellglieder erforderlich. Bei einem einstellbaren Phasenring können diese nahe an den übrigen Komponenten der Optikanordnung angeordnet sein. Dies ist besonders wichtig, wenn die Optikanordnung als separate Vorrichtung angeboten wird, mit der ein herkömmliches Lichtmikroskop in einfacher Weise aufgerüstet werden soll.
Zweckmäßigerweise können eine Form des Phasenrings und der Modulatorblende gleich gewählt sein. Beispielsweise können beide rechteckförmig oder ringförmig sein. Die Relativverstellung erfolgt bevorzugt so, dass der Phasenring und die Abbildung der Modulatorblende konzentrisch zueinander liegen. Haben der Phasenring und die Modulatorblende eine Ringform, so stimmen folglich die Mittelpunkte der Ringformen des Phasenrings und der Abbildung der Modulatorblende überein.
Weiterhin kann mit der Relativverstellung eine durch die Probe bedingte Verformung der Abbildung der Modulatorblende kompensiert werden. So kann die Abbildung einer ringförmigen Modulatorblende geringfügig von einer Ringform abweichen. Dies kann kompensiert werden, indem der Phasenring auf die ermittelte Form der Abbildung der Modulatorblende eingestellt wird.
Schließlich kann auch eine durch die Probe hervorgerufene Größenbeeinflussung der Abbildung der Modulatorblende erfasst und kompensiert werden. So kann als Relativverstellung die Größe eines Bereichs des Phasenrings, in dem eine bestimmte Phasenbeeinflussung und/oder Lichtabschwächung erfolgt, umso größer eingestellt werden, je stärker die Probe die Abbildung der Modulatorblende vergrößert. Insbesondere kann der genannte Bereich des Phasenrings in Deckung mit der Abbildung der Modulatorblende gebracht werden.
Die vorgenannten Einstellungen können prinzipiell erreicht werden, indem allein das Pupillenbild ausgewertet wird. Für noch genauere Ergebnisse kann aber auch das Probenbild herangezogen wird. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Probenbild mit einer Probenkamera aufgezeichnet wird, dass das aufgezeichnete Probenbild mit elektronischen Bildverarbeitungsmitteln im Hinblick auf eine Bewertungsgröße ausgewertet wird und dass die Relativverstellung zwischen dem Phasenring und der Modulatorblende zusätzlich abhängig von der Auswertung durchgeführt wird.
Abhängig von der genutzten Bewertungsgröße wird eine Helligkeitsverteilung im Probenbild in verschiedener Weise ausgewertet. Beispielsweise kann als Bewertungsgröße ein Kontrast im Probenbild bestimmt werden. Durch die Relativverstellung soll sodann der Kontrast maximiert werden. Die Relativverstellung kann von einer Einstellung ausgehen, die zuvor über das Pupillenbild ermittelt und vorgenommen wurde. Zum Maximieren des Kontrasts kann die Relativverstellung sodann iterativ erfolgen. Hierzu kann beispielsweise eine zufällig ausgewählte Einstellungsänderung des Phasenrings oder der Modulatorblende erfolgen, woraufhin die Kontraständerung bestimmt wird. Die Einstellungsänderungen können zweckmäßigerweise auf eine oder mehrere Änderungsarten beschränkt sein, beispielsweise eine Größenänderung und/oder eine Verschiebung eines Bereichs des Phasenrings.
In analoger Weise kann eine Relativverstellung auch bei einer anderen Bewertungsgröße erfolgen. So kann als Bewertungsgröße eine Kantenaufhellung im Probenbild bestimmt werden. Sie werden auch als Ha s bezeichnet und sollten möglichst gering sein. Unter einer Kantenaufhellung ist zu verstehen, dass an einer Kante, die zwei Bildbereiche verschiedener Helligkeiten voneinander trennt, ein heller Bereich oder ein heller Umriss der Kante auftritt. Diese hellen Bereiche entsprechen nicht einer Probenstruktur. Vielmehr beruhen sie darauf, dass unterschiedliche Probenbereiche verschiedene Phasenverschiebungen erzeugen, während am Phasenring eine bestimmte Phasenverschiebung eingestellt ist. Idealerweise sollte daher die Phasenverschiebung, die mit dem Phasenring bereitgestellt wird, abhängig von der jeweiligen Probe oder dem jeweiligen Probenbereich geändert werden. Um die Kantenaufhellung im Probenbild zu minimieren, können die elektronischen Steuermittel dazu eingerichtet sein, die Größe einer Phasenverschiebung, die mit dem Phasenring erzeugt wird, zu variieren. Für verschieden große Phasenverschiebungen werden jeweils die Kantenaufhellungen im Probenbild ermittelt. Die Phasenringeinstellung, die zur geringsten Kantenaufhellung führt, wird sodann als Phasenringeinstellung ausgewählt und beibehalten. Die Form und Größe des Bereichs stärkerer Lichtabschwächung des einstellbaren Phasenrings kann demnach allein abhängig vom Pupillenbild oder auch zusätzlich abhängig vom Probenbild eingestellt werden. Die Größe der Phasenverschiebung in diesem Bereich wird hingegen allein aus dem Probenbild ermittelt.
Der Strahlteiler kann prinzipiell beliebiger Art sein und beispielsweise einen teildurchlässigen Spiegel umfassen. Dieser kann auch so gestaltet sein, dass er polarisationsabhängig Licht entweder reflektiert oder transmittiert. Bevorzugt wird mit dem Strahlteiler ein größerer Lichtanteil zum Probenbildausgabeanschluss als zur Pupillenkamera geleitet. Das Signal-zu-Rausch-Verhältnis im Probenbild wird dann durch die gleichzeitige Erzeugung des Pupillenbilds nur geringfügig beeinflusst. Bevorzugt werden mit dem Strahlteiler mehr als 70% des auftreffenden Lichts zum Probenbildausgabeanschluss weitergeleitet. Dieser Anteil kann verhältnismäßig groß ausfallen, da der Strahlteiler im Strahlengang vor dem Phasenring angeordnet ist. Weil durch den Phasenring eine beträchtliche Lichtabschwächung beabsichtigt ist, kann durch den Strahlteiler vor dem Phasenring leichter als hinter dem Phasenring genügend Licht zur Pupillenkamera abgezweigt werden, damit diese ein Pupillenbild ausreichend guter Qualität aufzeichnen kann.
Der Phasenring weist bevorzugt mindestens eine phasenverschiebende Matrix mit Flüssigkristallbereichen auf, die zwischen Zuständen schaltbar sind, in welchen sie eine Phase von durchlaufendem Licht unterschiedlich beeinflussen. Solche Phasenringen können auch als Liquid Crystal Phase Modulator oder LCPM bezeichnet werden. Durch unterschiedliche Ausrichtungen der Flüssigkristalle können zwei oder auch mehr verschiedene Phasenbeeinflussungen des durchlaufenden Lichts eingestellt werden. Durch einen LCPM kann in einfacher und schneller Weise eine bestimmte Phasenverschiebung für einen beliebig geformten Querschnittsbereich eingestellt werden. Dabei wird außerhalb dieses Bereichs eine andere Phasenverschiebung erzeugt.
Alternativ ist ein reflektierender Phasenring möglich, der mit einem Spiegel mit mat- rixförmig an dessen Rückseite angeordneten Piezoelementen gebildet ist. Über die Piezoelemente können Krümmungen der Spiegeloberfläche eingestellt werden. Über die Querschnittsfläche des Spiegels sind somit die Lichtlaufwege für auftreffendes Licht und damit die Phasenverschiebungen unterschiedlich. Prinzipiell kann der Phasenring zusätzlich über mehrere mechanisch bewegbare Blendenflügel verfügen. Hierdurch kann auch eine Lichtabschwächung erreicht werden.
Wird eine Matrix mit Flüssigkristallbereichen verwendet, kann der Phasenring auch zusätzlich polarisationsbeeinflussende Mittel vor der Matrix aus Flüssigkristallbereichen aufweisen. Mit den polarisationsbeeinflussenden Mitteln ist zum Einstellen einer Lichtabsorption durch die Flüssigkristallbereiche eine Polarisationsrichtung von Licht einstellbar. Bei den polarisationsbeeinflussenden Mitteln kann es sich insbesondere um eine λ/2-Platte handeln.
Bevorzugt weist der Phasenring zum Einstellen einer Lichtabsorption eine weitere Matrix mit unabhängig voneinander einstellbaren Matrixelementen auf. Die Anzahl an Matrixelementen der weiteren Matrix und der phasenverschiebenden Matrix stimmen bevorzugt überein. Vorzugsweise ist die weitere Matrix ebenfalls mit schaltbaren Flüssigkristallbereichen gebildet. Für eine möglichst gute Bildqualität werden mit beiden Matrizen bevorzugt gleiche Formen eingestellt. Dadurch kann für denselben Anteil des Lichts sowohl eine Lichtabschwächung als auch eine bestimmte Phasenverschiebung erreicht werden.
Bei einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Optikanordnung ist der Phasenring ein transmittierender Phasenring, mit dem Licht zum Erzeugen des Proben- biids durchlassbar ist. Durch die transmittierende Ausführung kann die Optikanordnung verhältnismäßig einfach in ein Mikroskopstativ integriert werden. Hierdurch können die Abbildungsmittel der Optikanordnung auch zumindest teilweise durch Linsen und/oder Spiegel gebildet sein, die ohnehin in einem Mikroskopstativ vorhanden sind.
Bei einer bevorzugten Alternative ist der Phasenring ein reflektierender Phasenring, mit dem Licht zum Erzeugen des Probenbilds reflektierbar ist. Bei einer Gestaltung des Phasenrings als LCPM kann hiermit eine bessere Bildqualität erreicht werden. Zudem werden bei einer reflektierenden Gestaltung die Flüssigkristalle des LCPM zweimal durchlaufen, womit die maximal mögliche Phasenverschiebung doppelt so groß wie bei einer vergleichbaren transmittierenden Ausführung ist. Bei einem reflektierenden Phasenring kann im Strahlengang vor dem Phasenring ein weiterer Strahlteiler vorhanden sein. Dieser leitet Licht, das von einem Objektiv und somit von der Probe kommt, zum Phasenring weiter und leitet Licht, das vom Phasenring kommt, zum Probenbildausgabeanschluss weiter. Dieser Strahlteiler kann insbesondere polarisationsabhängig Licht transmittieren oder reflektieren. Dadurch kann erreicht werden, dass Licht vom Objektiv kommend im Wesentlichen vollständig zum Phasenring geleitet wird und Licht vom Phasenring im Wesentlichen vollständig zum Probenbildausgabeanschluss geleitet wird.
Ein besonders leichtes Nachrüsten herkömmlicher Lichtmikroskope wird ermöglicht, wenn die Optikanordnung Anschlussmittel aufweist zum Verbinden mit einem Kame- raanschluss des Lichtmikroskops, insbesondere eines Phasenkontrastmikroskops. An dem Kameraanschluss des Lichtmikroskops kann ein Zwischenbild der Probenebene bereitgestellt werden, welches von der Optikanordnung weiter abgebildet wird. Vorteilhafterweise sind bei dieser Ausführung der Erfindung nicht zwingend Veränderungen im Strahlengang innerhalb eines Mikroskopstativs des Lichtmikroskops erforderlich. Vielmehr genügt es, die Optikanordnung an einem Kameraanschluss eines herkömmlichen Lichtmikroskops anzuschließen. Zweckmäßigerweise kann dabei das Objektiv des Lichtmikroskops ohne Phasenring zur Phasenschiebung und Licht- abschwächung ausgestattet sein.
Eine große Flexibilität im Einsatz und ein leichtes Nachrüsten werden erreicht, wenn die Optikanordnung als Zwischentubus gebildet ist. Dieser weist erste Anschlussmittel zum Verbinden mit einem Tubusanschluss eines Lichtmikroskops auf und zweite Anschlussmittel zum Anschließen einer Kamera und/oder eines Okulars. Wie zuvor beschrieben, kann auch hier ein herkömmliches Lichtmikroskop leicht nachgerüstet werden. Dabei sind keine Umbauten an optischen Komponenten erforderlich, die am Mikroskopstativ gehalten werden. Zusätzliche Vorrichtungen zum Anschließen an den Tubusanschluss eines herkömmlichen Lichtmikroskops können vorteilhafterweise bei der vorliegenden Ausführungsform weiterhin genutzt werden, indem sie an die zweiten Anschlussmittel der Optikanordnung verbunden werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Lichtmikroskop mit einer erfindungsgemäßen Optikanordnung. Diese kann, wie zuvor beschrieben, als nachrüstbare Vorrichtung ausgeführt sein. Alternativ kann der Phasenring der Optikanordnung aber auch innerhalb eines Mikroskopstativs des Lichtmikroskops aufgenommen sein. Im Sinne der Erfindung kann unter einem Mikroskopstativ eine Mikroskopbasis verstanden werden, welche zumindest Halterungsmittel für ein Objektiv und für eine Probenhalterung o- der einen Probentisch umfasst. Insbesondere kann ein Mikroskopstativ optische Komponenten zum Erzeugen eines Zwischenbilds der Probenebene umfassen. Ist der Phasenring innerhalb des Mikroskopstativs aufgenommen, können die Abbildungsmittel der Optikanordnung zumindest teilweise durch optische Komponenten gebildet sein, die ohnehin an Mikroskopstativen vorhanden sind. Die Gesamtzahl optischer Komponenten kann dadurch geringer gehalten werden, womit Vorteile in der Abbildungsqualität und besonders raumsparende Ausführungsformen realisierbar sind.
Die erfindungsgemäße Optikanordnung ist bevorzugt zur automatischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen Varianten eingerichtet. Zusätzliche bevorzugte Verfahrensvarianten ergeben sich durch den Betrieb der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Optikanordnung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine ringförmige Modulatorblende;
Fig. 2 einen ringförmigen Phasenring;
Fig. 3 einen Phasenring und die Abbildung einer Modulatorblende;
Fig. 4 einen Phasenring und eine Abbildung einer Modulatorblende, wobei ein Ringbereich der Abbildung der Modulatorblende größer ist als ein Ringbereich des Phasenrings;
Fig. 5 einen Phasenring und eine Abbildung einer Modulatorblende, die relativ zum Phasenring versetzt ist;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops mit einer erfindungsgemäßen Optikanordnung und Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops mit einer erfindungsgemäßen Optikanordnung.
Gleiche und gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren in der Regel mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Figur 1 zeigt schematisch eine Modulatorblende 20 eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops. Die Modulatorblende 20 hat einen lichtdurchlässigen Bereich und einen lichtblockierenden Bereich. Im dargestellten Beispiel ist der lichtdurchlässige Bereich ringförmig. Die Modulatorblende wird in einer Pupillenebene eines Kondensors des Lichtmikroskops positioniert. Durch die Position des lichtdurchlässigen Bereichs und des lichtblockierenden Bereichs wird erreicht, dass im Wesentlichen kein Licht senkrecht, das heißt entlang einer optischen Achse, in die Probenebene des Lichtmikroskops geführt wird. Vielmehr gelangt das Licht allein schräg auf die Probenebene. Eine solche Konfiguration ist für die Bildqualität eines als Phasenkontrastmikroskop betriebenen Lichtmikroskops wichtig.
Auch bei anderen Mikroskopieverfahren wird eine Modulatorblende verwendet. So wird beispielsweise beim Hoffmann-Phasenkontrast eine Modulatorblende mit einer in der Regel schlitzförmigen Öffnung genutzt. Das Verfahren, die Optikanordnung und das Lichtmikroskop der Erfindung können daher auch für andere Mikroskopieverfahren als dem (Zernike-)Phasenkontrastverfahren genutzt werden. Im Folgenden wird auf Ausführungen für das Phasenkontrastverfahren eingegangen. Für andere Mikroskopieverfahren kann eine andere Gestaltung, insbesondere Formung, der Modulatorblende und des Phasenrings vorgesehen sein.
Mit der ringförmigen Modulatorblende 20 fällt Licht schräg auf eine Probe in der Probenebene ein. Ein Teil des schräg einfallenden Lichts wird abgelenkt, insbesondere gebeugt oder gebrochen. Ein großer Anteil des Lichts bewegt sich aber ohne Ablenkung in der Probe im Wesentlichen geradlinig fort. Dieser Lichtanteil wird auch als Hintergrundlicht bezeichnet. Das von der Probe abgelenkte Licht kann eine Phasenverschiebung relativ zum Hintergrundlicht erfahren haben. Diese Phasenverschiebung wird bei einem Phasenkontrastmikroskop sichtbar gemacht, indem die Phasenverschiebung in eine Lichtintensitätsdifferenz überführt wird. Dies wird durch Interferenz des Hintergrundlichts mit dem von der Probe abgelenkten Licht erreicht. Dazu ist eine zusätzliche Phasenverschiebung zwischen dem Hintergrundlicht und dem abgelenkten Licht erforderlich, welche über einen Phasenring erzeugt wird. Zudem erfolgt über den Phasenring eine Lichtabschwächung des Hintergrundlichts.
Ein solcher Phasenring 70 ist schematisch in Figur 2 dargestellt. Der Phasenring 70 hat im dargestellten Beispiel eine Ringform und wird ebenfalls in einer Pupillenebene des Lichtmikroskops angeordnet, das heißt in einer Ebene, die zu der Ebene der Modulatorblende 20 konjugiert ist. Für die Positionierung des Phasenrings 70 ist wichtig, dass der lichtdurchlässige Bereich der Modulatorblende 20 auf den in Figur 2 schraffiert dargestellten Bereich abgebildet wird. In diesem Bereich wird auftreffendes Licht abgeschwächt und in der Phase relativ zu Licht verschoben, welches außerhalb des schraffierten Bereichs auf den Phasenring trifft.
In Figur 3 ist schematisch der Fall gezeigt, dass der Phasenring 70 in Deckung gebracht ist mit einer Abbildung der Modulatorblende 20, das heißt einer Abbildung in die Ebene des Phasenrings 70. Die Deckung soll im Mikroskopbetrieb erreicht werden, wo die Abbildung der Modulatorblende 20 durch eine in der Probenebene angeordnete Probe beeinflusst sein kann.
Dies ist insbesondere bei Proben bedeutsam, die in einer Flüssigkeit in einem Pro- bentöpfchen vorliegen. Solche Probentöpfchen werden beispielsweise in Mikrotiter- oder Multiwell-Platten verwendet. Die Probenflüssigkeit bildet im Allgemeinen eine gebogene Oberfläche zu den Wänden des Probengefäßes hin aus. Diese gebogene Oberfläche kann wie eine Linse wirken.
Wird ein zentraler Bereich innerhalb des Probengefäßes untersucht, so kann die gebogene Oberfläche der Probenflüssigkeit eine Vergrößerung oder Verkleinerung einer Abbildung bewirken. Ein solcher Fall ist schematisch in Figur 4 gezeigt. Hier ist eine Abbildung der Modulatorblende 20 vergrößert gegenüber dem Beispiel aus Figur 3. Idealerweise sollten daher in diesem Fall die Abmessungen des Phasenrings 70 vergrößert oder die Abmessungen des lichtdurchlässigen Bereichs der Modulatorblende verkleinert werden.
Weitere Schwierigkeiten werden durch eine gebogene Oberfläche der Probenflüssigkeit erzeugt, wenn ein Bereich außerhalb des Zentrums des Probengefäßes untersucht wird. In diesem Fall kann die gebogene Oberfläche der Probenflüssigkeit eine Neigung des durchlaufenden Lichts bewirken. Dies resultiert in einer Verschiebung der Abbildung der Modulatorblende 20 innerhalb der Ebene des Phasenrings 70, wie in Figur 5 dargestellt. Erfolgt keine Relativverstellung zwischen der Modulatorblende 20 und dem Phasenring 70, wird die Bildqualität signifikant verschlechtert. Für eine gute Bildqualität ist es deshalb erforderlich, dass eine Einstellung der Modulatorblende und des Phasenrings zueinander für jede Probe neu vorgenommen wird. Zudem sollte diese Einstellung bei einer Änderung eines momentan untersuchten Probenbereichs angepasst werden.
Durch das erfindungsgemäße Lichtmikroskop und die erfindungsgemäße Optikanordnung können diese Einstellungsänderungen automatisch ausgeführt werden, während einem Benutzer weiterhin ein Probenbild ausgegeben wird. Es ist also nicht erforderlich, die Ausgabe des Probenbilds zu unterbrechen, um eine Auswirkung der Oberfläche der Probenflüssigkeit auf die Position und die Abmessungen der Abbildung der Modulatorblende zu ermitteln. Dadurch können Messunterbrechungen vermieden und der Benutzerkomfort verbessert werden. Zudem kann in kurzer Zeit eine besonders genaue Anpassung des Phasenrings und der Modulatorblende relativ zueinander erfolgen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtmikroskops, mit dem diese Vorteile erreicht werden, ist schematisch in Figur 6 dargestellt. Das Lichtmikroskop 110 umfasst ein Mikroskopstativ 10 und eine erfindungsgemäße Optikanordnung 100.
Eine Lichtquelle 15, die zum Mikroskopstativ 10 gehören kann oder an diese anschließbar sein kann, sendet Licht 50 in Richtung einer Probenebene 30. Zunächst durchläuft das Licht eine Modulatorblende 20. Diese befindet sich in einer Pupillenebene, das heißt einer Ebene, die zu der Probenebene 30 durch eine Fouriertransformation bestimmt ist. Sodann wird das Licht mit einem Kondensor 25 auf die Probenebene 30 fokussiert. In dieser kann eine Probe 32 positioniert werden. Dargestellt ist hierbei eine gebogene Oberfläche der Probenflüssigkeit. Licht von der Probe wird mit Optiken 35, die insbesondere ein Objektiv umfassen können, weitergeleitet, womit in einer Zwischenbildebene 40 ein Bild der Probe 32 erzeugt werden kann. Im dargestellten Beispiel umfasst das Mikroskopstativ 10 zudem Umlenkmittel 37, beispielsweise einen Spiegel, durch den die Zwischenbildebene im Bereich eines An- Schlusses des Mikroskopstativs 10 erzeugt wird. Bei diesem Anschluss kann es sich um einen Kameraanschluss und/oder einen Anschluss für einen Tubus oder Zwischentubus handeln.
Die erfindungsgemäße Optikanordnung 100 umfasst mechanische Verbindungsmittel (nicht dargestellt), mit denen sie an den Anschluss des Mikroskopstativs 10 befestigt ist. Vorteilhafterweise kann dadurch die Optikanordnung 100 auch mit herkömmlichen Mikroskopstativen genutzt werden.
Als wesentliche Komponenten weist die Optikanordnung 100 eine Pupillenkamera 65, einen Probenbildausgabeanschluss 85 und einen einstellbaren Phasenring 70 auf.
Die Pupillenkamera 65 befindet sich in einer Pupillenebene 60. Dadurch kann sie ein Bild der Modulatorblende 20 aufzeichnen. Gleichzeitig zu dieser Aufzeichnung wird im Bereich des Probenbildausgabeanschlusses 85 in einer Bildebene 80 ein Bild der Probe 32 erzeugt.
Hierzu ist zunächst hinter der Zwischenbildebene 40 ein Strahlteiler 42 angeordnet, der einen Teil des auftreffenden Lichts 50 reflektiert und den übrigen Teil transmittiert. Mit einem dieser Anteile wird über eine Optik 44 ein Pupillenbild in der Pupillenebene 60 erzeugt. Der übrige Teil des Lichts 50 wird mit einer Optik 46 in Richtung des Phasenrings 70 und der Bildebene 80 geleitet.
Zwischen der Optik 46 und dem Phasenring 70 ist ein weiterer Strahlteiler 47 angeordnet, der auftreffendes Licht 50 entweder transmittiert oder reflektiert. Von der Optik 46 kommendes Licht 50 wird im Wesentlichen vollständig vom Strahlteiler 47 zum Phasenring 70 geleitet, im dargestellten Beispiel also im Wesentlichen vollständig transmittiert. Der Phasenring 70 ist hier also reflektierender Phasenring 70 ausgeführt, wodurch er einen Anteil des auftreffenden Lichts 50 zurückwirft. Dieser zurückgeworfene Anteil wird vom Strahlteiler 47 im Wesentlichen vollständig in Richtung der Bildebene 80 geleitet, im dargestellten Fall also reflektiert. Diese Strahlteilung kann beispielsweise polarisationsabhängig erfolgen. Für eine geeignete Polarisationsrichtung des Lichts können weitere, nicht dargestellte polarisationsändernde Mittel im Strahlengang angeordnet werden. Alternativ kann der Strahlteiler 47 auch ein teildurchlässiger Spiegel sein, beispielsweise ein 50:50-Teiler, womit jedoch größere
Lichtverluste einhergehen.
Zum Erzeugen eines Probenbilds in der Bildebene 80 ist vor dieser und hinter dem Strahiteiler 47 eine weitere Optik 48 vorhanden.
Die Optiken 44, 46 und 48 können jeweils durch eine einzelne Linse oder auch eine Linsengruppe aus mehreren miteinander verkitteten oder voneinander beabstande- ten Linsen gebildet sein. Zusätzlich oder an Stelle von Linsen können auch gebogene Spiegel verwendet werden.
Die Anzahl insgesamt erforderlicher Optiken 44, 46 und 48 kann bei gleichzeitig verhältnismäßig einfachem Optikdesign gering gehalten werden, wenn die Abstände von diesen zueinander oder zu einer Pupillen- oder Bildebene jeweils 1f beziehungsweise 2f betragen. Dabei bezeichnet f die Brennweite der jeweiligen Optik 44, 46 und 48 und kann für die verschiedenen Optiken 44, 46 und 48 unterschiedlich sein.
Am Probenbildausgabeanschluss 85 kann eine Probenkamera und/oder ein Okular angeschlossen sein. Bevorzugt ist der Probenbildausgabeanschluss 85 für eine mechanisch lösbare Verbindung zu einer Kamera oder einem Okular gebildet, beispielsweise über einen Schraub- oder Steckverschluss.
Die Einstellung des Phasenrings 70 soll abhängig von der Beeinflussung der Abbildung der Modulatorblende 20 durch die Probe 32, das heißt durch die Oberfläche der Probenflüssigkeit, erfolgen. Hierzu wird zunächst das Pupillenbild, das mit der Pupillenkamera 65 aufgezeichnet wird, mit elektronischen Bildverarbeitungsmitteln (nicht dargestellt) ausgewertet. Diese erkennen eine Lage oder Position der Modulatorblendenabbildung im Pupillenbild. Insbesondere werden eine durch die Probe 32 bedingte Größenänderung und Verschiebung der Modulatorblendenabbildung erkannt.
Diese Daten werden von elektronischen Steuerungsmitteln (nicht dargestellt) genutzt, um den Phasenring 70 einzustellen. Prinzipiell kann auch vorgesehen sein, dass die elektronischen Steuerungsmittel die Modulatorblende 20 an Stelle des Phasenrings 70 verstellen können. Um keine apparativen Änderungen an herkömmlichen Mikroskopstativen vornehmen zu müssen, wird aber bevorzugt der Phasenring 70 eingestellt. Über die Querschnittsfläche des Phasenrings 70 sind die Größe, Form und Position eines Bereichs einstellbar, in dem eine Lichtabschwä- chung und eine Phasenverschiebung anders ist, als in einem restlichen Bereich des Phasenrings 70.
Wird beispielsweise mit den Bildverarbeitungsmitteln erkannt, dass durch die Probe 32 die Modulatorblende 20 vergrößert dargestellt wird, so wird auch der genannte Bereich des Phasenrings 70 gegenüber einer Ausgangseinstellung vergrößert. Wird erkannt, dass die Probe 32 eine Verschiebung der Abbildung der Modulatorblende 20 bewirkt, so wird der genannte Bereich des Phasenrings 70 in dieselbe Richtung verschoben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der vorgenannte lichtabschwächende und phasenverschiebende Bereich des Phasenrings 70 in Deckung gebracht wird mit einer Abbildung der Modulatorblende 20, welche durch die Probe 32 beeinflusst ist.
Damit eine Phasenverschiebung über die Querschnittsfläche des Phasenrings 70 variabel einstellbar ist, umfasst dieser bevorzugt eine phasenverschiebende Matrix mit Flüssigkristallbereichen. Abhängig von einer einstellbaren Ausrichtung der Flüssigkristalle in den verschiedenen Bereichen kann die Phase von durchlaufendem Licht unterschiedlich verschoben werden,
Zudem soll eine lichtabschwächende Wirkung erreicht werden. Hierzu umfasst der Phasenring bevorzugt zusätzliche polarisationsbeeinflussende Mittel, mit denen eine Polarisationsrichtung über den Querschnitt von auftreffendem Licht variabel einstellbar ist. Die polarisationsbeeinflussenden Mittel können insbesondere eine weitere Matrix mit schaltbaren Flüssigkristallbereichen aufweisen. Diese weitere Matrix kann im dargestellten Strahlengang auch vor dem Strahlteiler 47 im Bereich einer Pupillenebene angeordnet sein.
Während die elektronischen Steuerungsmittel den Phasenring 70 einstellen, erfolgt bereits die Ausgabe eines Probenbilds. Somit gibt die Optikanordnung 100 bereits ein Probenbild aus, während das Pupillenbild ausgewertet wird und der Phasenring 70 automatisch eingestellt wird.
Die elektronischen Steuerungsmittel können auch dazu gestaltet sein, den Phasenring 70 zusätzlich abhängig vom erzeugten Probenbild einzustellen. Hierzu umfasst die Optikanordnung 100 zunächst eine Probenkamera, die an dem Probenbildaus- gabeanschluss 85 angeschlossen ist. Ein hiermit aufgezeichnetes Probenbild wird mit den elektronischen Bildverarbeitungsmitteln automatisch im Hinblick auf eine Bewertungsgröße ausgewertet. Abhängig von einem Auswertungsergebnis wird der Phasenring 70 verstellt. Dieser Vorgang kann iterativ erfolgen. Hierbei bestimmen die Bildverarbeitungsmittel, ob die Verstellung am Phasenring 70 zu einer Verbesserung im Hinblick auf die Bewertungsgröße geführt hat. Abhängig davon erfolgt eine nächste Verstellung des Phasenrings 70.
Bei der Bewertungsgröße kann es sich um einen Bildkontrast handeln. So kann in einer ersten Verstellung des Phasenrings 70 eine Vergrößerung des lichtabschwächenden und phasenverschiebenden Bereichs erfolgen. Führt dies zu einer Reduzierung im Bildkontrast, wird in einer darauf folgenden Verstellung des Phasenrings 70 der genannte Bereich verkleinert und es wird erneut der Bildkontrast ausgewertet. In dieser Weise kann iterativ eine Einstellung mit möglichst großem Bildkontrast ermittelt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann auch eine unerwünschte Kantenaufhellung im Probenbild ermittelt werden. Um diese zu minimieren, kann insbesondere die Größe einer Phasenverschiebung des lichtabschwächenden und phasenverschiebenden Bereichs des Phasenrings 70 variiert werden.
Durch die reflektierende Gestaltung des Phasenrings 70 durchläuft Licht 50 dessen Flüssigkristallbereiche zweimal, womit eine maximal mögliche Phasenverschiebung doppelt so groß ist wie bei einer transmittierenden Gestaltung des Phasenrings 70.
Nutzt der Phasenring 70 eine phasenverschiebende Matrix aus Flüssigkristallbereichen, so ist bei einer reflektierenden Ausgestaltung zudem die Bildqualität im Allgemeinen besser als bei einer transmittierenden Ausführung.
Aber auch ein transmittierend ausgeführter Phasenring 70 bietet Vorteile. Ein erfindungsgemäßes Lichtmikroskop 110 und eine erfindungsgemäße Optikanordnung 100 mit einem solchen Phasenring 70 sind schematisch in Fig. 7 gezeigt. Durch die transmittierende Ausführung kann der Strahlteiler 47 entfallen. Zudem ist eine prinzipiell kompaktere Bauform möglich. Des Weiteren ist eine transmittierende Gestaltung besonders geeignet, wenn die Optikanordnung 100 innerhalb des Mikroskopstativs 10 aufgenommen sein soll. In diesem Fall können die Optiken 46 und 48 auch durch Optiken gebildet sein, die in herkömmlichen Mikroskopstativen bereits vorhanden sind.
Für die Auswertung des Pupillenbildes, das mit der Pupillenkamera 65 aufgenommen wird, ist es vorteilhaft, dass der Strahlteiler 42 im Strahlengang vor dem Phasenring 70 angeordnet ist. Hierdurch kommt es im Pupillenbild zu keiner Überlagerung mit einer Abbildung des Phasenrings 70.
Durch die erfindungsgemäße Optikanordnung und das erfindungsgemäße Verfahren können die Auswirkungen einer Probe auf die Abbildung einer Modulatorblende besonders genau und zeitlich effizient berücksichtigt werden. Für einen möglichst hohen Benutzungskomfort kann dies automatisch erfolgen. Insbesondere können Proben, die in einer Flüssigkeit mit gebogener Oberfläche gelöst sind, so besonders einfach und akkurat untersucht werden.
Bezugszeichenliste
10 Mikroskopstativ
15 Lichtquelle
20 Modulatorblende
5 Kondensor
0 Probenebene
2 Probe
5 Optik, Objektiv
7 Spiegel, Umlenkmittel
0 Zwischenbildebene
2, 47 Strahlteiler
4, 46, 48 Optiken
0 Licht
0 Pupillenebene
5 Pupillenkamera
0 Phasenring Probenbildebene
Probenbiidausgabeanschluss Optikanordnung
Lichtmikroskop

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betreiben eines Lichtmikroskops,
wobei das Lichtmikroskop zumindest folgende Komponenten aufweist:
- eine Modulatorblende (20) zum Beschränken eines Lichtquerschnitts,
- eine Probenebene (30), welche sich in einem Strahiengang hinter der Modulatorblende (20) befindet und in welcher eine Probe (32) positionierbar ist,
- einen Phasenring (70), der in dem Strahlengang hinter der Probenebene (30) angeordnet ist und über dessen Querschnitt auftreffendes Licht (50) unterschiedlich beeinflusst wird, und
- eine Pupillenkamera (65) zum Aufzeichnen eines Pupillenbilds,
bei dem mit einem Strahlteiler (42), der sich im Strahlengang vor dem Phasenring (70) befindet, Licht (50), das von der Probe (32) kommt, teilweise zu der Pupillenkamera (65) und teilweise zu dem Phasenring (70) geleitet wird, bei dem ein 'Pupillenbild, welches durch den Phasenring (70) unbeeinflusst ist, aufgezeichnet wird und gleichzeitig ein Probenbild ausgegeben wird, bei dem mit elektronischen Biidverarbeitungsmitteln in dem aufgezeichneten Pupillenbild Lage und Größe einer Abbildung der Modulatorblende (20), welche durch eine Probe (32) beeinflusst und durch den Phasenring (70) unbeeinflusst ist, ermittelt wird,
bei dem eine Relativverstellung zwischen dem Phasenring (70) und der Modulatorblende (20) abhängig von der ermittelten Lage und der ermittelten Größe der Abbildung der Modulatorblende (20) mit elektronischen Steuerungsmitteln durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Relativverstellung mit einem Phasenring (70) durchgeführt wird, über dessen Querschnitt eine Lichtintensität und/oder eine Phasenbeeinflussung von Licht (50) variabel einstellbar sind.
3. ■ Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Probenbild mit einer Probenkamera aufgezeichnet wird,
dass das aufgezeichnete Probenbild mit elektronischen Bildverarbeitungsmitteln im Hinblick auf eine Bewertungsgröße ausgewertet wird,
dass die Relativverstellung zwischen dem Phasenring (70) und der Modulatorblende (20) zusätzlich abhängig von der Auswertung des Probenbilds durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Bewertungsgröße ein Kontrast im Probenbild bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Bewertungsgröße eine Kantenaufhellung im Probenbiid bestimmt wird.
6. Optikanordnung zum Anordnen in einem Strahlengang eines Lichtmikroskops, wobei das Lichtmikroskop eine Modulatorblende (20) zum Beschränken eines Lichtquerschnitts, eine Probenebene (30), welche sich im Strahlengang hinter der Modulatorblende (20) befindet und in weicher eine Probe (32) positionierbar ist, und Optiken (35) zum Erzeugen eines Zwischenbilds der Probenebene (30) aufweist,
- mit einem Phasenring (70), über dessen Querschnitt auftreffendes Licht (50) unterschiedlich beeinfiussbar ist,
- mit Abbildungsmitteln (44, 46, 48), mit denen bei einer Anordnung der Optikanordnung im Strahlengang des Lichtmikroskops das Zwischenbild über den Phasenring (70) an einem Probenbildausgabeanschluss (85) abbildbar ist,
- mit einer Pupillenkamera (65) zum Aufzeichnen eines Pupillenbilds und
- mit einem Strahlteiler (42), der im Strahlengang vor dem Phasenring (70) angeordnet ist, zum Leiten von Licht (50), das von der Probe (32) kommt, teilweise zu der Pupillenkamera (65) und teilweise zu dem Phasenring (70),
wobei die Abbildungsmittel (44, 46, 48) dazu gestaltet sind, zusammen mit dem Strahlteiler (42) ein Pupillenbild zu erzeugen, welches durch den Phasen- ring (70) unbeeinflusst ist, und das Pupillenbild gleichzeitig zum Abbilden des Zwischenbilds am Probenbildausgabeanschluss (85) zu erzeugen,
wobei elektronische Bildverarbeitungsmittel vorhanden sind, mit denen in einem aufgezeichneten Pupillenbild Lage und Größe einer Abbildung der Modulatorblende (20), welche durch eine Probe (32) beeinflusst und durch den Phasenring (70) unbeeinflusst ist, ermittelbar ist und
wobei elektronische Steuerungsmittel vorhanden sind, mit denen eine Relativverstellung zwischen der Modulatorblende (20) und dem Phasenring (70) abhängig von der ermittelten Lage und Größe der Abbildung der Modulatorblende (20) durchführbar ist.
7. Optikanordnung nach Anspruch 6,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Phasenring (70) mindestens eine phasenverschiebende Matrix mit Fiüssigkristallbereichen aufweist, die zwischen Zuständen schaltbar sind, in welchen sie eine Phase von durchlaufendem Licht (50) unterschiedlich beeinflussen.
8. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Phasenring (70) polarisationsbeeinflussende Mittel vor der phasenverschiebenden Matrix aus Fiüssigkristallbereichen aufweist, mit denen zum Einstellen einer Lichtabsorption durch die Flüssigkristallbereiche eine Polarisationsrichtung von Licht (50) einstellbar ist.
9. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Phasenring (70) zum Einstellen einer Lichtabsorption eine weitere Matrix mit unabhängig voneinander einstellbaren Matrixelementen aufweist.
10. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Matrix mit schaltbaren Flüssigkristallbereichen gebildet ist.
11. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Phasenring (70) ein transmittierender Phasenring (70) ist, mit dem Licht (50) zum Erzeugen des Probenbilds durchlassbar ist.
12. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Phasenring (70) ein reflektierender Phasenring (70) ist, mit dem Licht (50) zum Erzeugen des Probenbilds reflektierbar ist,
dass im Strahiengang vor dem Phasenring (70) ein weiterer Strahlteiier (47) vorhanden ist, der Licht (50), das von einem Objektiv (35) kommt, zum Phasenring (70) weiterleitet und der Licht (50), das vom Phasenring (70) kommt, zum Probenbiidausgabeanschluss (85) weiterleitet.
13. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass Anschlussmittel vorhanden sind zum Verbinden mit einem Kameraan- schluss eines Lichtmikroskops.
14. Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Optikanordnung als Zwischentubus gebildet ist, welcher erste Anschlussmittel zum Verbinden mit einem Tubusanschluss eines Lichtmikroskops aufweist und zweite Anschlussmittel zum Anschließen einer Kamera und/oder eines Okulars.
15. Lichtmikroskop,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Optikanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 14 vorhanden ist.
Lichtmikroskop nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Phasenring (70) innerhalb eines Mikroskopstativs (10) aufgenommen ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015111426B3 (de) * 2015-07-14 2016-10-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Phasenkontrastmikroskopie sowie Phasenkontrastmikroskop
DE102017110638B3 (de) * 2017-05-16 2018-09-27 Leica Microsystems Cms Gmbh Mikroskop und Mikroskopbeleuchtungsverfahren

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6238911B1 (en) 1998-06-29 2001-05-29 Olympus Optical Co., Ltd. Culture vessel and microscope for observing sample in culture vessel
JP2003195180A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Japan Science & Technology Corp 位相差顕微鏡
JP2005004088A (ja) 2003-06-13 2005-01-06 Nikon Corp 位相差顕微鏡
EP1521067A2 (de) * 2003-10-01 2005-04-06 Carl Zeiss SMS GmbH Optisches Abbildungssystem
US20090161209A1 (en) * 2007-12-25 2009-06-25 Olympus Corporation Microscope
JP2010008793A (ja) 2008-06-27 2010-01-14 Nikon Corp 顕微鏡装置
US20120257040A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Kairos Instruments, Llc Adaptive phase contrast microscope

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3647062B2 (ja) * 1993-05-17 2005-05-11 オリンパス株式会社 正立型顕微鏡
JP4020714B2 (ja) * 2001-08-09 2007-12-12 オリンパス株式会社 顕微鏡
JP5804441B2 (ja) * 2011-05-18 2015-11-04 株式会社ニコン 顕微鏡システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6238911B1 (en) 1998-06-29 2001-05-29 Olympus Optical Co., Ltd. Culture vessel and microscope for observing sample in culture vessel
JP2003195180A (ja) * 2001-12-28 2003-07-09 Japan Science & Technology Corp 位相差顕微鏡
JP2005004088A (ja) 2003-06-13 2005-01-06 Nikon Corp 位相差顕微鏡
EP1521067A2 (de) * 2003-10-01 2005-04-06 Carl Zeiss SMS GmbH Optisches Abbildungssystem
US20090161209A1 (en) * 2007-12-25 2009-06-25 Olympus Corporation Microscope
JP2010008793A (ja) 2008-06-27 2010-01-14 Nikon Corp 顕微鏡装置
US20120257040A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Kairos Instruments, Llc Adaptive phase contrast microscope

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