WO2021175739A1 - Steuerungssystem für ein mikroskop, mikroskopanordnung und verfahren zur bildgebenden positionierungsunterstützung - Google Patents

Steuerungssystem für ein mikroskop, mikroskopanordnung und verfahren zur bildgebenden positionierungsunterstützung Download PDF

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WO2021175739A1
WO2021175739A1 PCT/EP2021/054940 EP2021054940W WO2021175739A1 WO 2021175739 A1 WO2021175739 A1 WO 2021175739A1 EP 2021054940 W EP2021054940 W EP 2021054940W WO 2021175739 A1 WO2021175739 A1 WO 2021175739A1
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WO
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image detector
microscope
recording mode
control system
sample
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/054940
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Schacht
Oliver KEUL
Original Assignee
Leica Microsystems Cms Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor

Definitions

  • the present invention relates to a control system for a microscope, a microscope arrangement with a microscope and such a control system as well as a method for imaging positioning support of a sample which is located on an object table of a microscope
  • imaging or image generation methods can be used to record images of a sample by means of an image detector or a camera and to present them on a display means such as a display.
  • the sample to be imaged or, more precisely, any chosen reference point on this sample is located at a position in the object space of the microscope. In this way, real-time images or "live" images of the sample can be generated and viewed.
  • the imaging or image generation typically takes place here with image generation parameters that deliver the best possible image quality, which as a rule also includes a sufficiently long exposure time.
  • the sample to be imaged is usually located on a microscope or object table which, in order to position the sample, can be moved in at least the plane that is perpendicular to the optical axis defined by the objective or microscope objective.
  • the plane of the stage is usually referred to as the xy plane, so that the optical axis runs in the z direction.
  • the lens and / or the object table can usually be moved in the z-direction so that a relative movement is created between the lens and the object table.
  • the invention relates to a control system for a microscope which has an object table and an objective which can be moved relative to one another.
  • a sample can be arranged on the object table, and the microscope also has an image detector such as a camera, which is arranged in an observation beam path of the microscope.
  • the image detector is part of a (higher-level) microscope arrangement and is then assigned to the microscope.
  • an exposure time, an image frequency, and a signal amplification (these are ultimately image recording or image generation parameters) can be set.
  • the image detector is set up to repeat real-time images (or so-called "live" images) of an object arranged on the object table (and also in an object space of the microphone).
  • microscope located sample through the lens and output the corresponding image data. This image data can be received by the control system and then transmitted or output to a display means such as a display.
  • the microscope can be equipped with incident light illumination and / or with transmitted light illumination, with the desired type of illumination typically being selected for a specific application if both types of illumination are possible with the microscope.
  • the invention is particularly suitable for fluorescence microscopy and thus for a fluorescence microscope in which incident light illumination is then used in particular.
  • the control system is used to support the imaging positioning of the sample and is set up to control the image detector in such a way that the image detector does not move relative to the objective table - in particular, the object table can be stationary, but what is particularly relevant is that there is no relative movement to the objective - records first real-time images of the sample with predetermined values for an exposure time and a signal amplification of the image detector in a first recording mode.
  • the corresponding values for the exposure time and the signal amplification (also referred to as "gain") of the image detector are set in the image detector, but the control system provides corresponding instructions or specifications for this purpose.
  • the values for the exposure time and the signal amplification can in particular be selected or specified in this first recording mode in such a way that the (first) real-time images generated therewith have (as good) a quality as possible.
  • This can be achieved, for example, by selecting or specifying the exposure time to be sufficiently long so that even fine details of the sample or its surface can be recognized in the real-time images.
  • the signal gain is typically set to a rather low value.
  • Such a relatively long exposure time of typically 200 ms or longer also means that a frame rate or frame rate at which the real-time images are updated is rather low, i.e. 5 Hz or fps ("frames per second") or less.
  • this is readily accepted for the observation of the sample with (as far as possible) good image quality.
  • the control system is now also set up to detect a movement of the specimen table that changes a position of the specimen relative to the objective.
  • a movement can result from a movement of the specimen table (with the sample arranged on it), for example in the x-direction and / or y-direction.
  • a movement of the specimen table (with the objective at rest) in the z direction that is to say in the direction or parallel to the optical axis of the objective, can result in such a movement that changes the position of the specimen.
  • a movement of the objective in the direction of or along or parallel to the optical axis also leads to such a relative movement.
  • a focusing or an actuation of a focus drive - which typically means a movement of the stage or the objective in the direction or parallel to the optical (z) axis - falls under such a relative movement.
  • the purpose of such a movement is usually a (desired) positioning or repositioning of the sample.
  • the control system is expediently set up to detect a movement of the specimen table relative to the objective that changes the position of the specimen when a focus drive is actuated or when the specimen table is moved parallel to an optical axis of the objective.
  • the control system is set up to detect a movement of the stage relative to the objective that changes the position of the sample when the stage is moved perpendicular to an optical axis of the objective.
  • one or more position sensors can be provided on the object table, which supply corresponding position signals to the control system. By changing the position, the control system can recognize the corresponding movement. However, it can also be provided that the movement of the object table is motorized and also brought about in a targeted manner. A corresponding signal that a movement is taking place can then be transmitted to the control system so that it detects the movement. The control system can also initiate the movement itself and thus detect or recognize it.
  • focusing is, for example, motorized or automated.
  • an encoder or sensor can also be provided that can detect its actuation and transmit a corresponding signal to the control system To detect the object table by means of an encoder or a sensor. Or else, the control system is set up to detect an actuation of the focus drive or a movement of the object table as part of a motorized actuation of the focus drive or a motorized movement of the object table.
  • the control system is then further set up to control the image detector in such a way that the first recording mode is switched to a second recording mode when a movement of the specimen table relative to the objective that changes the position of the specimen is detected, the image detector in the second recording mode takes second real-time images of the sample with a value for the exposure time that is reduced compared to the first recording mode and an increased value for the signal amplification of the image detector, and that at a higher frame rate.
  • the corresponding values for the exposure time, the signal amplification and the image frequency of the image detector are set in the image detector, but the control system provides corresponding instructions or specifications for this purpose.
  • a typical value for the exposure time is, for example, 10 ms or possibly also 20 ms, which allows a frame rate of 100 fps or 50 fps. In this way, the desired positioning or focusing can be carried out significantly faster and more precisely than would be possible with the (first) real-time images in the first recording mode.
  • control system is also set up to control the image detector in such a way that the second recording mode is switched back to the first recording mode if no movement of the stage relative to the objective is detected any more.
  • the control system is also set up to control the image detector in such a way that the second recording mode is switched back to the first recording mode if no movement of the stage relative to the objective is detected any more.
  • the control system is preferably also set up to control the image detector in such a way that the image detector receives the (second) real-time images of the Sample in the second recording mode with a maximum possible value for the signal amplification (or "gain") with the image detector.
  • a maximum value is generally known for each image detector and can also be set by appropriate specification. This thus enables the shortest possible exposure time in the second recording mode and thus the highest possible frame rate, which allows particularly precise positioning or focusing.
  • control system is also set up to control the image detector in such a way that the image detector records the (second) real-time images of the sample in the second recording mode with values for the exposure time and the signal amplification with which a brightness of the images deviates from the brightness of the images in the first recording mode by at most 10%, preferably at most 5%, more preferably corresponds to the brightness of the images in the first recording mode.
  • the brightness per se can be defined, for example, via a luminous flux (which is specified in lumens).
  • the signal amplification can therefore preferably be selected in such a way that the lower amount of light detected by the image detector due to the shorter exposure time is compensated for.
  • a simple example would be halving the exposure time in the second recording mode, whereby a signal amplification would have to be specified that doubles the detected light signal with regard to its intensity.
  • it is therefore useful if the values for the exposure time and the signal amplification from the first to the second recording mode are changed, for example, antilinear to one another, which - depending on the image detector or camera - means that the brightness does not change.
  • the actual or absolute brightness in the two recording modes is less relevant, rather it is particularly relevant that the brightness does not (or at most hardly) change from the first to the second recording mode.
  • the brightness (which then ultimately applies to both recording modes) can be set or specified by a user, but this can also be done automatically.
  • control system is set up to control the image detector in such a way that in the second recording mode the values for the exposure time and the signal amplification are specified independently of the type and quantity of movement of the stage relative to the objective.
  • the signal amplification can be set (immediately) to a specific, in particular maximum possible value, regardless of whether the detected movement is fast or slow or whether a strong or less strong acceleration is present. Since a poorer image quality is consciously accepted in the second recording mode anyway, there is no need to even try to maintain a certain image quality. Rather, the aspect of fast and precise positioning or focusing can be supported in a targeted manner.
  • control system is also advantageously set up to control the image detector in such a way that further automated adjustments to exposure parameters, in particular the exposure time and / or the signal amplification, are suppressed (or not permitted) while the second exposure mode is being carried out. In this way, it is possible to prevent the otherwise customary automated adjustments from reducing the targeted, high image frequency again (even if only temporarily).
  • the invention also relates to a microscope arrangement with a microscope which has an object table and an objective which can be moved relative to one another, wherein a sample can be arranged on the object table.
  • the microscope arrangement (or, depending on the situation, the microscope) furthermore has an image detector which is arranged in an observation beam path of the microscope and which is set up to repeatedly record real-time images of a sample arranged on the specimen table through the objective and make corresponding Output image data.
  • the microscope arrangement has a control system according to the invention.
  • the microscope arrangement (or, depending on the situation, also the microscope) preferably also has a manually adjustable focus drive and an encoder or sensor for detecting an actuation of the focus drive, and / or an object table that can be manually adjusted parallel and / or perpendicular to an optical axis of the objective an encoder or sensor for detecting movement of the stage.
  • the microscope arrangement (or, depending on the situation, also the microscope) preferably has a motorized adjustable focus drive and / or a motorized adjustable object table parallel and / or perpendicular to an optical axis of the objective.
  • the invention also relates to a method for imaging positio n istsunterstützung a sample, which is located on an object table of a microscope, in which repeated real-time images of the sample by means of a Schmde detector such as a camera recorded through an objective of the microscope and on a display means such as shown on a display.
  • first real-time images of the sample with predetermined values for an exposure time and a signal amplification of the image detector are recorded by means of the image detector in a first recording mode.
  • a change is made from the first recording mode to a second recording mode when a movement of the stage relative to the objective that changes the position of the specimen is detected, with second real-time images of the sample using the image detector in the second recording mode with one compared to the first recording mode reduced value for the exposure time and an increased, particularly preferably maximum possible, value for the signal amplification of the image detector, at a higher image frequency, can be recorded.
  • the values for the exposure time and the signal amplification in the second recording mode are preferably selected such that a brightness of the images differs from the brightness of the images in the first recording mode by at most 10%, preferably at most 5%, more preferably the brightness of the images in to the corresponds to the first recording mode.
  • the values for the exposure time and the signal amplification in the second recording mode are preferably selected independently of the type and quantity of movement of the stage relative to the objective.
  • the invention also relates to a computer program with program code for carrying out all method steps of a method according to the invention when the computer program is executed on a computer or a control system according to the invention.
  • the invention also relates to a computer program product with a computer program with program code for performing all method steps of a method according to the invention when the computer program is executed on a computer or a control system according to the invention.
  • aspects have been or will be described in the context of a device, it is clear that these aspects also represent a description of the corresponding method, with a block or a device corresponding to a method step or a function of a method step. Analogously, aspects that are described in the context of a method step also represent a description of a corresponding block or element or a property of a corresponding device.
  • FIG. 1A schematically shows a microscope arrangement according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 1B schematically shows a microscope arrangement according to the invention in a further preferred embodiment.
  • FIG. 1C schematically shows a microscope arrangement according to the invention in a further preferred embodiment.
  • FIG. 2 schematically shows a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 3 schematically shows a microscope arrangement according to the invention in a further preferred embodiment.
  • FIG. 4 schematically shows a microscope arrangement according to the invention in a further preferred embodiment.
  • FIG. 5 schematically shows a microscope arrangement according to the invention in a further preferred embodiment.
  • FIG. 6 schematically shows a microscope arrangement according to the invention in a further preferred embodiment.
  • a microscope arrangement 101a according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment.
  • the microscope arrangement 101a has a microscope 100a, which in turn has, for example, a lighting source 102, possibly with a condenser, an object table 104 and an objective 108, which can be moved relative to one another, the object table 104 is exemplified in the x direction and in y Movable direction, both of which are perpendicular to an optical axis 114 of the lens 108.
  • the objective 108 can be moved, for example, in the z direction and thus in the direction of the optical axis 114, which represents a focus drive.
  • a sensor or encoder 126 is provided by way of example, by means of which a position of the object table or the objective can be detected.
  • an operating unit 118 for (possibly manual) control or movement of the object table 104 and / or the objective 108 - and thus also for realizing a focus drive - is shown and provided by way of example. As will be shown later on the basis of further exemplary embodiments, the movement can take place or be initiated in a different manner.
  • a sample 106 is shown, which can be arranged on the object table 104 or is arranged in the illustration shown and lies in an illuminating beam 116.
  • the microscope arrangement 101 also has an image detector 112, for example designed as a camera, which is arranged in an observation beam path 124 of the microscope 100.
  • a mirror 110 is also provided, for example, in order to direct the light beam onto the image detector 112 in a suitable manner.
  • the use of transmitted light illumination is shown as an example.
  • An exposure time, an image frequency and a signal gain can be set in the image detector 112, and it is set up to repeatedly record real-time images of a sample 106 arranged on the specimen table 104 through the objective 108 and to output corresponding image data.
  • image data are given or transmitted, for example, to a control system 122 designed as a computer, which in turn transmits them to a display means 120 designed as a screen or display. In this way, real-time images of the sample 106 can be displayed on the display means 120.
  • control system 120 is set up to control the image detector 112 in such a way that the real-time images are recorded with specific values for the exposure time, the image frequency, and the signal amplification.
  • control system 120 is set up to detect a movement of the specimen stage 104 relative to the objective 108 that changes a position of the specimen 106, for example by receiving and evaluating suitable signals from the sensor 126. It goes without saying that several sensors can also be used for this For example, different spatial directions can be provided. In this sense, the control system 120 can also represent a control system according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 1B a microscope arrangement 101b according to the invention is shown schematically in a further preferred embodiment.
  • the microscope arrangement 101b has a microscope 100b.
  • the microscope arrangement 101b and the microscope 100b correspond to the microscope arrangement 101a and the microscope 100a, respectively, but with the difference that in the microscope 100b, for example, reflected-light illumination is used instead of transmitted-light illumination.
  • the basic mode of operation especially insofar as it is relevant to the present invention, however, corresponds to that of the microscope arrangement 101a or the microscope 100a, so that reference can be made to the description there, especially since the same components are provided with the same reference symbols.
  • a beam splitter 111 is provided in the microscope 100b, which is used to appropriately direct the illuminating beam 116 and the observation beam 124, as is necessary due to the arrangement of the illuminating beam 116 and the observation beam 124 on the same side of the sample 106.
  • the microscope 100b and the microscope arrangement 101a are also particularly suitable for fluorescence microscopy, the beam splitter 111 then also being able to be designed, for example, as a multiband beam splitter.
  • a microscope or a microscope arrangement can be designed in such a way that it or they can be used both with transmitted light illumination and with incident light illumination (in the specific application we then select one of the two), such as explained below.
  • a microscope arrangement 101c according to the invention is shown schematically in a further preferred embodiment.
  • the microscope arrangement 101c has a microscope 100c.
  • the microscope arrangement 101c and the microscope 100c correspond to the microscope arrangement 101b and the microscope 100b, respectively, but with the difference that in the microscope 100c, in addition to the incident-light illumination, transmitted-light illumination is provided.
  • the basic mode of operation corresponds to that of the microscope assemblies 101a and 101b or the microscopes 100a and 100b, so that reference can be made to the description there, especially since the same components are provided with the same reference numerals.
  • microscope 100c has a further beam splitter 111 'and two mirrors or deflection mirrors 130,
  • the beam splitters 111 and 111 ' can be designed in such a way that that either one or the other can be introduced into the relevant beam path in order to display either reflected-light illumination or transmitted-light illumination. In principle, however, it is also conceivable that both beam splitters 111 and 111 'are or can be introduced at the same time.
  • FIG. 2 a sequence of a method according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment, as can be carried out, for example, with the microscope 100 or the control system 120 according to FIG.
  • step or block 200 the sample 106 is first placed in the microscope 100 or there on the object table 104.
  • first real-time images 212 or “live” images are then recorded in a first recording mode 210 by means of the image detector 112 and displayed on the display means 120.
  • the control system 122 can control the image detector 112 accordingly and transmit the received images to the display means 120 for display.
  • the values for the exposure time and the signal amplification used here can be selected in such a way that an image quality (as good as possible) is obtained. A long exposure time may be necessary for this, particularly with fluorescence microscopy.
  • the control system 122 can now be used to repeatedly or continuously check whether or not there is a movement of the reti cal 104 relative to the objective 108. If there is no movement or no such movement is detected, the image detector 112 remains in the first recording mode 210 or the control system 122 does not change the recording mode.
  • step or block 220 If, however, a movement of the object table 104 relative to the objective 108 is detected in step or block 220, then in a step or block 230, changed values for the exposure time 232 and the signal amplification 234 with which the Image detector 112 which is to record real-time images.
  • the value for the exposure time is reduced compared to the previous value used in the first recording mode, the value for the signal amplification is increased, in particular to a maximum possible value with the image detector 112.
  • the brightness of the real-time images, in particular as they ultimately appear on the display means 120 does not differ, or at most only insignificantly, from that in the first recording mode for the second recording mode.
  • This is done in particular by a suitable choice of the value for the exposure time, especially since the value for the signal amplification, as mentioned, is expediently set to the maximum possible value.
  • the image detector 112 is then activated by the control system 122 in such a way that, in a second recording mode 240, it records second real-time images with the changed values for exposure time and signal amplification.
  • the image frequency 236 is also set to a value that is possible with the selected exposure time (maximum).
  • (second) real-time images 242 of the sample 106 with a higher image frequency, but deliberately lower quality, are displayed on the display means 120.
  • step or block 250 by means of the control system 122 - as well as according to step or block 220 - it is repeatedly or continuously checked whether or not there is (still) a movement of the specimen stage 104 relative to the objective 108. As long as there is movement or as long as such a movement is detected, the second recording mode is used.
  • FIG. 3 schematically shows a microscope arrangement 301 according to the invention with a microscope 300 in a further preferred embodiment.
  • the microscope 300 includes an image detector and its mode of operation corresponds to the microscope 100 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there.
  • control device 322 and a display means 320 are provided, the functionality of which basically corresponds to that of the control device 122 and the display means 120 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there. While the control system 320 is communicatively connected to the microscope 300 or to the relevant components there, the display means 320 is connected to the control system 322.
  • the control system 322 can be, for example, a computer or a PC on which a corresponding software or a corresponding computer program is executed so that the relevant functions, as proposed within the scope of the invention, can be carried out.
  • the display means 320 does not necessarily have to be a display or a screen; a tablet with a corresponding display option is also conceivable, e.g. in the context of a so-called app or a GUI ("Graphical User Interface").
  • an operating unit 318 is provided, which is used to control or move, for example, the specimen table and / or to focus, as has already been explained for the operating unit 118 according to FIG.
  • the control unit 318 is connected separately from the control system 322 to the microscope 300 or there to corresponding (motorized) components such as the object table and / or the focus drive (or objective) so that these can be controlled.
  • the operating unit 318 is designed, for example, as a digital operating unit, for example as a tablet with a corresponding app or GUI.
  • FIG. 4 schematically shows a microscope arrangement 401 according to the invention with a microscope 400 in a further preferred embodiment.
  • the microscope 400 includes an image detector and its mode of operation corresponds to the microscope 100 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there.
  • control device 422 and a display means 420 are provided, the functionality of which is fundamentally that of the control device 122 and the display means 120 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there. While the control system 420 is communicatively connected to the microscope 400 or to the relevant components there, the display means 420 is connected to the control system 422.
  • the control system 422 can be, for example, a computer or a PC on which a corresponding software or a corresponding computer program is executed so that the relevant functions, as proposed within the scope of the invention, can be carried out.
  • the display means 420 does not necessarily have to be a display or a screen; a tablet with a corresponding display option is also conceivable, for example in the context of a so-called app or a GUI ("Graphical User Interface").
  • an operating unit 418 is provided, which is used to control or move, for example, the specimen table and / or to focus, as has already been explained for the operating unit 118 according to FIG.
  • the operating unit 418 is - in comparison to the embodiment according to FIG corresponding connection - to the microscope or there to corresponding components such as the object table and / or the focus drive (or the objective), or these (motorized) components are controlled accordingly.
  • FIG. 5 schematically shows a microscope arrangement 501 according to the invention with a microscope 500 in a further preferred embodiment.
  • the microscope 500 includes an image detector and its mode of operation corresponds to the microscope 100 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there.
  • control device 522 and a display means 520 are provided, the functionality of which basically corresponds to that of the control device 122 and the display means 120 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there. While the control system 520 is communicatively connected to the microscope 500 or to the relevant components there, the display means 520 is connected to the control system 522.
  • the control system 522 can be, for example, a computer or a PC on which corresponding software or a corresponding computer program is executed so that the relevant functions, as proposed within the scope of the invention, can be carried out.
  • the display means 520 does not necessarily have to be a display or a screen; a tablet with a corresponding display option is also conceivable, for example in the context of a so-called app or a GUI ("Graphical User Interface").
  • an operating unit 518 is provided, which is used to control or move, for example, the object table and / or focusing, and which is designed as a mechanical-specific operating unit, for example with a rotary knob that can be turned manually, the rotary movement then being converted into a vertical movement, for example, of the lens is implemented in the z-direction.
  • the operating unit 518 can thus be a focus drive, for example.
  • a movement of the specimen table in the x-direction and / or y-direction can of course also be implemented in a comparable manner.
  • sensors as already shown in FIG. 1 or mentioned in the associated description, can be used to detect a position of the object table and / or the lens and to transmit corresponding signals or information to the control system .
  • FIG. 6 schematically shows a microscope arrangement 601 according to the invention with a microscope 600 in a further preferred embodiment.
  • the microscope 600 includes an image detector and its mode of operation corresponds to the microscope 100 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there.
  • control device 622 is provided, the mode of operation of which basically corresponds to that of the control device 122 according to FIG. 1, so that reference can be made to the description there.
  • the control system 620 is connected in terms of communication technology to the microscope 400 or to the relevant components there.
  • the control system 622 can be, for example, a computer or a PC on which a corresponding software or a corresponding computer program is executed so that the relevant functions, as proposed within the scope of the invention, can be carried out.
  • a display means 620 is provided, which at the same time serves as an operating unit 618 and is thus designed as a combined display and operating means.
  • a tablet with a corresponding display option for example in the context of a so-called app or a GUI ("Graphical User Interface") can be used, which, for example, also provides an input option for a user through the app or GUI to enable the To move or adjust the specimen stage and / or a focus drive or the lens (for focusing).
  • operating commands can first be transmitted to the control system, from which these - with the appropriate connection - are transmitted to the microscope or there to corresponding components such as the object table and / or the focus drive, or these (motorized) components are accordingly controlled.
  • Both the real-time images and an operating unit can be visualized on the combined display and operating means 618, 620, for example side by side.
  • a microscope arrangement that comprises a system or a control system as described in connection with one or more of FIGS. 1 to 6.
  • a microscope can be part of a system as described in connection with one or more of FIGS. 1 to 6, or be connected to the same.
  • Fig. 1 shows a schematic presen- tation of a system.
  • Control system 122 that is configured to carry out a method described herein.
  • the microscope arrangement 101 comprises a microscope 100 and a computer system or control system 122.
  • the micro- The scope 100 is designed to record images and is connected to the computer system 122.
  • the computer system 122 is designed to carry out at least a part of a method described herein.
  • the computer system 122 can be configured to execute a machine learning algorithm.
  • the computer system 122 and the microscope 100 can be separate units, but can also be integrated together in a common housing.
  • the computer system 122 could be part of a central processing system of the microscope 100 and / or the computer system 122 could be part of a subcomponent of the microscope 100, such as a sensor, an actuator, a camera or a lighting unit, etc. of the microscope 100.
  • the computing system 122 may be a local computing device (e.g., personal computer, laptop, tablet, or cell phone) with one or more processors and one or more storage devices, or it may be a distributed computing system (e.g., a cloud computing system with one or more processors or one or more storage devices distributed in different locations, for example on a local client and / or one or more remote server farms and / or data centers).
  • the computer system 122 may include any circuit or combination of circuits.
  • computer system 122 can include one or more processors, which can be of any type.
  • processor can mean any type of computing circuit such as, but not limited to, a microprocessor, a microcontroller, a complex instruction set microprocessor (CISC), a reduced instruction set microprocessor (RISC), a very long- Instruction Word (Very Long Instruction Word; VL1W) microprocessor, a graphics processor, a digital signal processor (DSP), a multi-core processor, a field-programmable gate array (FPGA), e.g. a microscope or a microscope component (e.g. B. Camera) or any other type of processor or processing circuitry.
  • CISC complex instruction set microprocessor
  • RISC reduced instruction set microprocessor
  • VL1W Very Long Instruction Word
  • DSP digital signal processor
  • FPGA field-programmable gate array
  • circuitry may be a custom built circuit, an application specific integrated circuit (AS1C), or the like, such as for example one or more circuits (e.g. a communication circuit) for use in wireless devices such as e.g. B. cell phones, tablet computers, laptop computers, walkie-talkies and similar electronic systems.
  • the computer system 122 may include one or more storage devices, which may include one or more storage elements suitable for the particular application, such as a main memory in the form of random access memory (RAM), one or more hard drives, and / or or one or more drives that handle removable media such as CDs, flash memory cards, DVDs, and the like.
  • the computer system 122 may also include a display device, one or more speakers, and a keyboard and / or controller that may include a mouse, track ball, touch screen, voice recognition device, or any other device that allows a system user to view information in enter the computer system 122 and receive information therefrom.
  • Some or all of the method steps can be performed by (or using) a hardware device, such as a processor, a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the most important method steps can be performed by such a device are executed.
  • a hardware device such as a processor, a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the most important method steps can be performed by such a device are executed.
  • embodiments of the invention can be implemented in hardware or software.
  • the implementation can be carried out with a non-volatile storage medium such as a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a Blu-Ray, a CD, a ROM, a PROM and EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, on which electronically readable control signals are stored, which interact (or can cooperate) with a programmable computer system in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
  • Some exemplary embodiments according to the invention comprise a data carrier with electronically readable control signals which can interact with a programmable computer system so that one of the methods described herein is carried out.
  • exemplary embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with a program code, the program code being effective for executing one of the methods when the computer program product is running on a computer.
  • the program code can, for example, be stored on a machine-readable carrier.
  • an exemplary embodiment of the present invention is therefore a computer program with a program code for carrying out one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
  • a further exemplary embodiment of the present invention is therefore a storage medium (or a data carrier or a computer-readable medium) which comprises a computer program stored thereon for executing one of the methods described herein when it is executed by a processor.
  • the data carrier, the digital storage medium or the recorded medium are usually tangible and / or not seamless.
  • Another embodiment of the present invention is an apparatus as described herein comprising a processor and the storage medium.
  • a further embodiment of the invention is therefore a data stream or a signal sequence that the computer program for performing one of the herein represents the method described.
  • the data stream or the signal sequence can for example be configured in such a way that they are transmitted via a data communication connection, for example via the Internet.
  • Another embodiment comprises a processing means, for example a computer or a programmable logic device, which is configured or adapted to carry out one of the methods described herein.
  • a processing means for example a computer or a programmable logic device, which is configured or adapted to carry out one of the methods described herein.
  • Another exemplary embodiment comprises a computer on which the computer program for carrying out one of the methods described herein is installed.
  • Another exemplary embodiment according to the invention comprises an apparatus or a system which is configured to transmit (for example electronically or optically) a computer program for carrying out one of the methods described herein to a receiver.
  • the receiver can be, for example, a computer, a mobile device, a storage device, or the like.
  • the device or the system can for example comprise a file server for transmitting the computer program to the recipient.
  • a programmable logic device eg, a field programmable gate array, FPGA
  • FPGA field programmable gate array
  • a field programmable gate arrangement can cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by any hardware device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem (122) für ein Mikroskop (100b), das einen Bilddetektor (112) aufweist, bei dem eine Belichtungszeit, eine Bildfrequenz (236), und eine Signalverstärkung (234) einstellbar sind, und der dazu eingerichtet ist, wiederholt Echtzeit-Bilder einer auf dem Objekttisch (104) angeordneten Probe (106) aufzunehmen, wobei das Steuerungssystem (122) zur bildgebenden Positionierungsunterstützung der Probe dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor (112) derart anzusteuern, dass der Bilddetektor (112) in einem ersten Aufnahmemodus erste Echtzeit-Bilder der Probe (106) mit vorgegebenen Werten für eine Belichtungszeit und eine Signalverstärkung des Bilddetektors (112) aufnimmt, eine Bewegung des Objekttisches (104) relativ zu dem Objektiv (108) zu detektieren, und den Bilddetektor (112) derart anzusteuern, dass von dem ersten Aufnahmemodus (210) in einen zweiten Aufnahmemodus gewechselt wird, wenn eine Bewegung detektiert (220) wird, wobei der Bilddetektor (112) in dem zweiten Aufnahmemodus (240) zweite Echtzeit-Bilder der Probe (106) mit einem gegenüber dem ersten Aufnahmemodus reduziertem Wert für die Belichtungszeit und einem erhöhten Wert für die Signalverstärkung des Bilddetektors (112), bei einer höheren Bildfrequenz, aufnimmt, sowie eine entsprechende Mikroskopanordnung (101b) und ein zugehöriges Verfahren.

Description

Steuerungssystem für ein Mikroskop, Mikroskopanordnung und Verfahren zur bildgebenden Positionierungsunterstützung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Mikroskop, eine Mikroskopanordnung mit einem Mikroskop und einem solchen Steuerungssystem sowie ein Verfahren zur bildgebenden Positionierungsunterstützung einer Probe, die sich auf einem Objekttisch eines Mikroskops befindet
Stand der Technik
Bei Mikroskopen können Bildgebungs- bzw. Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, um Bilder einer Probe mittels eines Bilddetektors bzw. einer Kamera auf zunehmen und auf einem Anzeigemittel wie einem Display darzustellen. Dabei be findet sich die abzubildende Probe oder genauer gesagt ein beliebig gewählter Be zugspunkt auf dieser Probe an einer Position im Objektraum des Mikroskops. Auf diese Weise können Echtzeit-Bilder bzw. "Live"-Bilder der Probe erzeugt und be trachtet werden. Die Bildgebung bzw. Bilderzeugung erfolgt hierbei typischer weise mit Bilderzeugungsparametern, die eine möglichst gute Bildqualität liefern, wozu in aller Regel auch eine ausreichend lange Belichtungszeit gehört.
Üblicherweise befindet sich die abzubildende Probe auf einem Mikroskop- bzw. Objekttisch, der zum Positionieren der Probe in mindestens der Ebene verfahren werden kann, die senkrecht zu der durch das Objektiv bzw. Mikroskopobjektiv definierten optischen Achse steht. Üblicherweise wird die Ebene des Objekttisches als x-y-Ebene bezeichnet, sodass die optische Achse in z-Richtung verläuft. Zur Fo- kussierung sind Objektiv und/oder der Objekttisch meist in z-Richtung verschieb bar, sodass eine Relativbewegung zwischen Objektiv und Objekttisch entsteht.
Wie sich gezeigt hat, führen bei einer Relativbewegung zwischen Objektiv und Ob jekttisch - sei es aufgrund einer Positionierung der Probe in x-y-Richtung oder aufgrund einer Fokussierung - die für die gute Bildqualität nötigen Bilderzeu gungsparameter dazu, dass die Relativbewegung nicht hinreichend gut abgebildet werden kann, was die Positionierung mitunter deutlich erschwert.
Es besteht somit Bedarf, auch bei Betrachtung einer Probe mittels eines Bilddetek tors durch ein Mikroskop, die Probe hinreichend genau und/oder schnell positio nieren zu können.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Steuerungssystem für ein Mikroskop, eine Mikro skopanordnung sowie ein Verfahren zur bildgebenden Positionierungsunterstüt zung einer Probe mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorge schlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Steuerungssystem für ein Mikroskop, das einen Objekttisch und ein Objektiv aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind. Dabei ist eine Probe auf dem Objekttisch anordenbar, und das Mikroskop weist weiterhin einen Bilddetektor wie z.B. eine Kamera auf, der in einem Beobach tungsstrahlengang des Mikroskops angeordnet ist. Denkbar ist auch, dass der Bild detektor Teil einer (übergeordneten) Mikroskopanordnung ist und dem Mikro skop dann zugeordnet ist. Bei dem Bilddetektor sind eine Belichtungszeit, eine Bildfrequenz, und eine Signalverstärkung (hierbei handelt es sich letztlich um Bildaufnahme- bzw. Bilderzeugungsparameter) einstellbar. Außerdem ist der Bilddetektor dazu eingerichtet, wiederholt Echtzeit-Bilder (bzw. sog. "Live"-Bilder) einer auf dem Objekttisch angeordneten (und auch in einem Objektraum des Mik- roskops befindlichen) Probe durch das Objektiv aufzunehmen und entsprechende Bilddaten auszugeben. Diese Bilddaten können von dem Steuerungssystem emp fangen und dann an ein Anzeigemittel wie z.B. ein Display übermittelt bzw. ausge geben werden.
Das Mikroskop kann dabei mit einer Auflichtbeleuchtung und/oder mit einer Durchlichtbeleuchtung ausgestattet sein, wobei, wenn beide Beleuchtungsarten mit dem Mikroskop möglich sind, typischerweise die gewünschte Beleuchtungsart für eine bestimmte Anwendung ausgewählt wird. Wie sich aus den späteren Erläu terungen noch ergibt, eignet sich die Erfindung insbesondere bei der Fluoreszenz mikroskopie und damit bei einem Fluoreszenzmikroskop, bei dem dann insbeson dere eine Auflichtbeleuchtung verwendet wird.
Das Steuerungssystem dient der bildgebenden Positionierungsunterstützung der Probe und ist dazu eingerichtet, den Bilddetektor derart anzusteuern, dass der Bilddetektor bei relativ zum Objektiv unbewegtem Objekttisch - hierbei kann ins besondere der Objekttisch unbewegt sein, relevant ist insbesondere aber, dass es keine Relativbewegung zum Objektiv gibt - in einem ersten Aufnahmemodus erste Echtzeit-Bilder der Probe mit vorgegebenen Werten für eine Belichtungszeit und eine Signalverstärkung des Bilddetektors aufnimmt. Die entsprechenden Werte für die Belichtungszeit und die Signalverstärkung (auch als "Gain" bezeichnet) des Bilddetektors werden im Bilddetektor eingestellt, das Steuerungssystem liefert hierzu jedoch entsprechende Anweisungen bzw. Vorgaben.
Die Werte für die Belichtungszeit und die Signalverstärkung (im Sinne von Bilder zeugungsparametern) können in diesem ersten Aufnahmemodus insbesondere derart gewählt bzw. vorgeben werden, dass die damit erzeugten (ersten) Echtzeit- Bilder eine (möglichst) gute Qualität aufweisen. Dies kann z.B. erreicht werden, indem die Belichtungszeit ausreichend lange gewählt bzw. vorgegeben wird, so- dass auch feine Details der Probe bzw. von deren Oberfläche in den Echtzeit- Bildern erkennbar sind. Die Signalverstärkung wird hierzu typischerweise auf ei nen eher niedrigen Wert gesetzt. Eine solche, relativ lange Belichtungszeit von typischerweise 200 ms oder länger hat auch zur Folge, dass eine Bildfrequenz bzw. Bildrate (auch "frame rate"), mit der die Echtzeit-Bilder aktualisiert werden, eher gering ist, also 5 Hz bzw. fps ("frames per second") oder weniger beträgt. Dies wird für die Beobachtung der Probe mit (möglichst) guter Bildqualität jedoch ohne Weiteres in Kauf genommen.
Das Steuerungssystem ist nun weiterhin dazu eingerichtet, eine eine Position der Probe verändernde Bewegung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv zu detek- tieren. Eine solche Bewegung kann aus einer Bewegung des Objekttisches (mit der darauf angeordneten Probe) z.B. in x-Richtung und/oder y- Richtung resultieren. Ebenso kann aber eine Bewegung des Objekttisches (bei ruhendem Objektiv) in z- Richtung, sprich in Richtung bzw. parallel der optischen Achse des Objektivs in einer solchen, die Position der Probe verändernden Bewegung resultieren. Wei terhin führt auch eine Bewegung des Objektivs in Richtung bzw. entlang oder pa rallel zu der optischen Achse zu einer solchen relativen Bewegung. Damit fällt also auch eine Fokussierung bzw. eine Betätigung eines Fokustriebs - was typischer weise ein Bewegung des Objekttisches oder des Objektivs in Richtung bzw. parallel der optischen (z-)Achse bedeutet - unter eine solche relative Bewegung. Der Zweck einer solchen Bewegung ist in aller Regel eine (gewünschte) Positionierung bzw. Neu-Positionierung der Probe. ln diesem Sinne ist das Steuerungssystem zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, eine die Position der Probe verändernde Bewegung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv zu detektieren, wenn eine Betätigung eines Fokustriebs erfolgt oder wenn eine Bewegung des Objekttischs parallel zu einer optischen Achse des Objek tivs durchgeführt wird. Oder aber, das Steuerungssystem ist dazu eingerichtet, ei ne die Position der Probe verändernde Bewegung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv zu detektieren, wenn der Objekttisch senkrecht zu einer optischen Achse des Objektivs bewegt wird. Zum Erkennen bzw. Detektieren einer solchen Bewegung können z.B. einer oder mehrere Positionssensoren an dem Objekttisch vorgesehen sein, die entsprechen de Positionssignale an das Steuerungssystem liefern. Durch eine Veränderung der Position kann das Steuerungssystem somit die entsprechende Bewegung erken nen. Ebenso kann aber vorgesehen sein, dass die Bewegung des Objekttisches mo torisch erfolgt und auch gezielt herbeigeführt wird. Dann kann ein entsprechendes Signal, dass eine Bewegung erfolgt, an das Steuerungssystem übermittelt werden, sodass dieses die Bewegung detektiert. Auch kann das Steuerungssystem die Be wegung auch selbst veranlassen und somit detektieren bzw. erkennen. Gleiches gilt für eine Fokussierung, die z.B. motorisiert bzw. automatisiert erfolgt. Bei einem manuellen Fokustrieb kann auch ein Encoder bzw. Sensor vorgesehen sein, der dessen Betätigung erfassen und ein entsprechendes Signal an das Steuerungssys tem übermitteln kann ln diesem Sinne ist das Steuerungssystem zweckmäßiger weise dazu eingerichtet, eine manuelle Betätigung des Fokustriebs oder eine ma nuelle Bewegung des Objekttisches mittels eines Encoders oder eines Sensors zu detektieren. Oder aber, das Steuerungssystem ist dazu eingerichtet, eine Betäti gung des Fokustriebs oder eine Bewegung des Objekttisches im Rahmen einer mo torisierten Betätigung des Fokustriebs oder einer motorisierten Bewegung des Objekttisches zu detektieren.
Das Steuerungssystem ist dann weiterhin dazu eingerichtet, den Bilddetektor der art anzusteuern, dass von dem ersten Aufnahmemodus in einen zweiten Aufnah memodus gewechselt wird, wenn eine die Position der Probe verändernde Bewe gung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv detektiert wird, wobei der Bildde tektor in dem zweiten Aufnahmemodus zweite Echtzeit-Bilder der Probe mit ei nem gegenüber dem ersten Aufnahmemodus reduziertem Wert für die Belich tungszeit und einem erhöhten Wert für die Signalverstärkung des Bilddetektors, und das bei einer höheren Bildfrequenz, aufnimmt. Wie auch für den bzw. im ers ten Aufnahmemodus werden die entsprechenden Werte für die Belichtungszeit, die Signalverstärkung und die Bildfrequenz des Bilddetektors im Bilddetektor ein gestellt, das Steuerungssystem liefert hierzu jedoch entsprechende Anweisungen bzw. Vorgaben. Dadurch, dass im zweiten Aufnahmemodus der Wert für die Belichtungszeit gerin ger, der Wert für die Signalverstärkung aber höher gewählt wird als im ersten Auf nahmemodus, ist auch eine höhere Bildfrequenz möglich, d.h. die (zweiten) Echt zeit-Bilder werden öfter aktualisiert. Ein typischer Wert für die Belichtungszeit ist z.B. 10 ms oder ggf. auch 20 ms, was eine Bildfrequenz von 100 fps bzw. 50 fps er laubt. Damit kann die gewünschte Positionierung bzw. Fokussierung deutlich schneller und genauer vorgenommen werden, als dies mit den (ersten) Echtzeit- Bildern im ersten Aufnahmemodus möglich wäre. Fälle, bei denen ein Bediener die Probe bzw. den Objekttisch (auch z.B. während des Fokussierens) über den ge wünschten Punkt hinaus bewegt, da das Bild auf der Anzeige nicht schnell genug aktualisiert wird, treten damit nicht mehr oder zumindest mit (deutlich) geringe rem Ausmaß auf. ln diesem Zusammenhang ist auch daraufhinzuweisen, dass auf diese Weise in dem zweiten Aufnahmemodus bewusst eine - gegenüber dem ersten Aufnahme modus - schlechtere Bildqualität in Kauf genommen wird. Eine solche schlechtere Bildqualität äußert sich z.B. in auftretenden Bildartefakten oder einem gewissen Rauschen, das aufgrund der höheren Signalverstärkung auftritt. Wie sich heraus gestellt hat, überwiegen die Vorteile des schnelleren und genaueren Positionierens (bzw. Fokussierens) etwaige (nur kurzzeitig auftretenden) Nachteile der schlech teren Bildqualität erheblich. ln diesem Sinne ist es auch besonders zweckmäßig, wenn das Steuerungssystem weiterhin dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor derart anzusteuern, dass von dem zweiten Aufnahmemodus in den ersten Aufnahmemodus zurück gewechselt wird, wenn keine Bewegung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv mehr detektiert wird. Damit ist nach erfolgter Positionierung bzw. Fokussierung wieder die Echt zeit-Ansicht mit guter bzw. hoher Bildqualität verfügbar.
Vorzugsweise ist das Steuerungssystem weiterhin dazu eingerichtet, den Bildde tektor derart anzusteuern, dass der Bilddetektor die (zweiten) Echtzeit-Bilder der Probe in dem zweiten Aufnahmemodus mit einem mit dem Bilddetektor maximal möglichen Wert für die Signalverstärkung (bzw. "Gain") aufnimmt. Ein solcher ma ximaler Wert ist für jeden Bilddetektor in aller Regel bekannt und kann auch durch entsprechende Vorgabe eingestellt werden. Dies ermöglicht somit im zweiten Auf nahmemodus eine möglichst kurze Belichtungszeit und damit eine möglichst hohe Bildfrequenz, was eine besonders genaue Positionierung bzw. Fokussierung er laubt.
Außerdem ist es bevorzugt, wenn das Steuerungssystem weiterhin dazu eingerich tet ist, den Bilddetektor derart anzusteuern, dass der Bilddetektor die (zweiten) Echtzeit-Bilder der Probe in dem zweiten Aufnahmemodus mit Werten für die Be lichtungszeit und die Signalverstärkung aufnimmt, mit denen eine Helligkeit der Bilder von der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemodus um höchstens 10%, bevorzugt höchstens 5% abweicht, weiter bevorzugt der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemodus entspricht. Die Helligkeit an sich kann z.B. über einen Lichtstrom (der in Lumen angegeben wird) definiert sein bzw. werden. Die Signalverstärkung kann also bevorzugt so gewählt werden, dass die aufgrund der kürzeren Belichtungszeit geringere, am Bilddetektor erfasste Lichtmenge ausgegli chen wird. Ein einfaches Beispiel wäre eine Halbierung der Belichtungszeit im zweiten Aufnahmemodus, womit eine Signalverstärkung vorzugeben wäre, die das erfasste Lichtsignal bzgl. seiner Intensität verdoppelt. Allgemein ist es also zweck mäßig, wenn die Werte für die Belichtungszeit und die Signalverstärkung vom ers ten zum zweiten Aufnahmemodus z.B. antilinear zueinander verändert werden, was - je nach Bilddetektor bzw. Kamera - dazu führt, dass sich die Helligkeit nicht ändert. Die tatsächliche bzw. absolute Helligkeit in den beiden Aufnahmemodi ist dabei weniger relevant, vielmehr ist es insbesondere relevant, dass sich die Hellig keit vom ersten zum zweiten Aufnahmemodus nicht (oder allenfalls kaum) ändert. Grundsätzlich kann die Helligkeit (die dann letztlich für beide Aufnahmemodi gilt) zwar von einem Benutzer eingestellt bzw. vorgegeben werden, dies kann aber auch automatisiert erfolgen. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Steuerungssystem dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor derart anzusteuern, dass in dem zweiten Aufnahmemodus die Werte für die Belichtungszeit und die Signalverstärkung unabhängig von Art und Quanti tät der Bewegung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv vorgegeben werden. Mit anderen Worten kann also im zweiten Aufnahmemodus - bzw. sobald eine Bewegung detektiert wird - die Signalverstärkung (sofort) auf einen bestimmten, insbesondere maximal möglichen Wert gesetzt werden, und zwar unabhängig da von, ob die detektierte Bewegung schnell oder langsam ist oder ob eine starke oder weniger starke Beschleunigung vorliegt. Da eine schlechtere Bildqualität im zwei ten Aufnahmemodus ohnehin bewusst in Kauf genommen wird, muss gar nicht erst versucht werden, eine gewisse Bildqualität noch zu erhalten. Vielmehr kann damit gezielt der Aspekt der schnellen und genauen Positionierung bzw. Fokussie rung unterstützt werden.
Vorteilhafterweise ist das Steuerungssystem zudem dazu eingerichtet, den Bildde tektor derart anzusteuern, dass während der Ausführung des zweiten Aufnahme modus weitere automatisierte Anpassungen von Aufnahmeparametern, insbeson dere der Belichtungszeit und/oder der Signalverstärkung, unterdrückt (bzw. nicht zugelassen) werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch ansons ten übliche automatisierte Anpassungen die gezielt herbeigeführte, hohe Bildfre quenz wieder (wenn auch nur zeitweise) herabgesetzt wird.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Mikroskopanordnung mit einem Mikroskop, das einen Objekttisch und ein Objektiv aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei eine Probe auf dem Objekttisch anordenbar ist. Die Mikro skopanordnung (oder je nach Situation auch das Mikroskop) weist weiterhin einen Bilddetektor auf, der in einem Beobachtungsstrahlengang des Mikroskops ange ordnet ist und der dazu eingerichtet ist, wiederholt Echtzeit-Bilder einer auf dem Objekttisch angeordneten Probe durch das Objektiv aufzunehmen und entspre chende Bilddaten auszugeben. Zudem weist die Mikroskopanordnung ein erfin dungsgemäßes Steuerungssystem auf. Bevorzugt weist die Mikroskopanordnung (oder je nach Situation auch das Mikro skop) außerdem einen manuell verstellbaren Fokustrieb und einen Encoder oder Sensor zum Detektieren einer Betätigung des Fokustriebs, und/oder einen parallel und/oder senkrecht zu einer optischen Achse des Objektivs manuell verstellbaren Objekttisch und einen Encoder oder Sensor zum Detektieren einer Bewegung des Objekttisches auf. Alternativ weist die Mikroskopanordnung (oder je nach Situati on auch das Mikroskop) bevorzugt einen motorisiert verstellbaren Fokustrieb, und/oder einen parallel und/oder senkrecht zu einer optischen Achse des Objek tivs motorisiert verstellbaren Objekttisch auf.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur bildgebenden Positio nierungsunterstützung einer Probe, die sich auf einem Objekttisch eines Mikro skops befindet, bei dem wiederholt Echtzeit-Bilder der Probe mittels eines Bildde tektors wie z.B. einer Kamera durch ein Objektiv des Mikroskops aufgenommen und auf einem Anzeigemittel wie z.B. einem Display dargestellt werden.
Bei einem relativ zum Objektiv unbewegtem Objekttisch werden in einem ersten Aufnahmemodus mittels des Bilddetektors erste Echtzeit-Bilder der Probe mit vorgegebenen Werten für eine Belichtungszeit und eine Signalverstärkung des Bilddetektors aufgenommen. Dabei wird von dem ersten Aufnahmemodus in einen zweiten Aufnahmemodus gewechselt, wenn eine die Position der Probe verän dernde Bewegung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv detektiert wird, wobei in dem zweiten Aufnahmemodus mittels des Bilddetektors zweite Echtzeit-Bilder der Probe mit einem gegenüber dem ersten Aufnahmemodus reduzierten Wert für die Belichtungszeit und einem erhöhten, besonders bevorzugt maximal möglichen, Wert für die Signalverstärkung des Bilddetektors, bei einer höheren Bildfrequenz, aufgenommen werden.
Bevorzugt werden die Werte für die Belichtungszeit und die Signalverstärkung in dem zweiten Aufnahmemodus derart gewählt, dass eine Helligkeit der Bilder von der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemodus um höchstens 10%, be vorzugt höchstens 5% abweicht, weiter bevorzugt der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemodus entspricht. Außerdem werden die Werte für die Belich tungszeit und die Signalverstärkung in dem zweiten Aufnahmemodus bevorzugt unabhängig von Art und Quantität der Bewegung des Objekttisches relativ zu dem Objektiv gewählt.
Hinsichtlich der Vorteile, weitere bevorzugter Ausgestaltungen sowie insbesonde re der näheren Erläuterung der Mikroskopanordnung und des Verfahrens sei auf die vorstehenden Ausführungen zum Steuerungssystem verwiesen, die hier ent sprechend gelten.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Computerprogramm mit Programm code zur Durchführung aller Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfah rens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einem erfindungs gemäßen Steuerungssystem ausgeführt wird. Die Erfindung betrifft ebenso ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einem erfindungsgemä ßen Steuerungssystem ausgeführt wird.
Der Begriff "und/oder" umfasst alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Elemente und kann mit "/" abgekürzt werden.
Obwohl einige Aspekte im Rahmen einer Vorrichtung beschrieben wurden bzw. werden, ist es klar, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Block oder eine Vorrichtung einem Verfahrens schritt oder einer Funktion eines Verfahrensschritts entspricht. Analog dazu stel len Aspekte, die im Rahmen eines Verfahrensschritts beschrieben werden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Elements oder einer Eigen schaft einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung und der beiliegenden Zeichnung. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu er läuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrie ben.
Figurenbeschreibung
Figur 1A zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung in einer bevorzugten Ausführungsform.
Figur 1B zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Figur IC zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Figur 2 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
Figur 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Figur 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Figur 5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Figur 6 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
In Figur 1A ist schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung 101a in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Mikroskopanordnung 101a weist ein Mikroskop 100a auf, dieses wiederum weist beispielhaft eine Beleuch tungsquelle 102, ggf. mit Kondensor, einen Objekttisch 104 und ein Objektiv 108 auf, die relativ zueinander bewegbar sind, Beispielhaft ist der Objekttisch 104 in x- Richtung und in y-Richtung bewegbar, die beide senkrecht zu einer optischen Ach se 114 des Objektivs 108 stehen. Das Objektiv 108 ist beispielhaft in z-Richtung und damit in Richtung der optischen Achse 114 bewegbar, womit ein Fokustrieb dargestellt ist. Zudem ist beispielhaft ein Sensor bzw. Encoder 126 vorgesehen, mittels dessen eine Position des Objekttisches bzw. des Objektivs erfasst werden kann.
Weiterhin ist beispielhaft eine Bedieneinheit 118 zur (ggf. manuellen) Steuerung bzw. Bewegung des Objekttisches 104 und/oder des Objektivs 108 - und damit auch zur Realisierung eines Fokustriebs - dargestellt und vorgesehen. Wie später noch anhand von weiteren Ausführungsbeispielen gezeigt, kann die Bewegung auf andere Weise erfolgen bzw. initiiert werden.
Weiterhin ist eine Probe 106 gezeigt, die auf dem Objekttisch 104 anordenbar ist bzw. in der gezeigten Darstellung angeordnet ist und in einem Beleuchtungsstrahl 116 liegt. Die Mikroskopanordnung 101 weist weiterhin einen z.B. als Kamera aus gebildeten Bilddetektor 112 auf, der in einem Beobachtungsstrahlengang 124 des Mikroskops 100 angeordnet ist. In dem Beobachtungsstrahlen 124 ist zudem bei spielhaft ein Spiegel 110 vorgesehen, um den Lichtstrahl auf geeignete Weise auf den Bilddetektor 112 zu lenken. Bei dem Mikroskop 100a ist beispielhaft die Ver wendung einer Durchlichtbeleuchtung dargestellt. Bei dem Bilddetektor 112 sind eine Belichtungszeit, eine Bildfrequenz, und eine Signalverstärkung einstellbar, und er ist dazu eingerichtet, wiederholt Echtzeit- Bilder einer auf dem Objekttisch 104 angeordneten Probe 106 durch das Objektiv 108 aufzunehmen und entsprechende Bilddaten auszugeben. Diese Bilddaten wer den beispielhaft an ein als Computer ausgebildetes Steuerungssystem 122 ausge geben bzw. übermittelt, das sie wiederum an ein als Bildschirm bzw. Display aus gebildetes Anzeigemittel 120 übermittelt. Auf diese Weise können also Echtzeit- Bilder der Probe 106 auf dem Anzeigemittel 120 dargestellt werden.
Weiterhin ist das Steuerungssystem 120 dazu eingerichtet, den Bilddetektor 112 derart anzusteuern, dass die Echtzeit-Bilder mit bestimmten Werten für die Belich- tungszeit, die Bildfrequenz, und die Signalverstärkung aufgenommen werden. Zu dem ist das Steuerungssystem 120 dazu eingerichtet, eine eine Position der Probe 106 verändernde Bewegung des Objekttisches 104 relativ zu dem Objektiv 108 zu detektieren, z.B. durch Empfang und Auswertung von geeigneten Signalen des Sen sors 126. Es versteht sich, dass hierzu auch mehrere Sensoren für z.B. verschiede ne Raumrichtungen vorgesehen sein können ln diesem Sinne kann das Steue rungssystem 120 auch ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem in einer bevor zugten Ausführungsform darstellen. ln Figur 1B ist schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung 101b in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Mikroskopanord nung 101b weist ein Mikroskop 100b auf. Die Mikroskopanordnung 101b und das Mikroskop 100b entsprechen der Mikroskopanordnung 101a bzw. dem Mikroskop 100a, jedoch mit dem Unterschied, dass bei dem Mikroskop 100b beispielhaft eine Auflichtbeleuchtung anstelle einer Durchlichtbeleuchtung verwendet wird. Die grundlegende Funktionsweise, insbesondere auch soweit sie für die vorliegende Erfindung relevant ist, entspricht jedoch derjenigen der Mikroskopanordnung 101a bzw. des Mikroskops 100a, sodass auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann, zumal gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Ergänzend ist im Mikroskop 100b jedoch ein Strahlteiler 111 vorgesehen, der dazu verwendet wird, den Beleuchtungsstrahl 116 und den Beobachtungsstrahl 124 entsprechend zu lenken, wie es aufgrund der Anordnung von Beleuchtungsstrahl 116 und Beobachtungsstrahl 124 auf derselben Seite der Probe 106 erforderlich ist. Das Mikroskop 100b bzw. die Mikroskopanordnung 101a eignen sich dabei insbesondere auch für die Fluoreszenzmikroskopie, wobei der Strahlteiler 111 dann z.B. auch als Multibandstrahlteiler ausgebildet sein kann.
An dieser Stelle sei nochmals erwähnt, dass ein Mikroskop bzw. eine Mikrosko panordnung derart ausgebildet sein können, dass es bzw. sie sowohl mit Durch lichtbeleuchtung als auch mit Auflichtbeleuchtung (bei der konkreten Anwendung wir dann eine von beiden ausgewählt) verwendet werden können, wie nachfol gend erläutert. ln Figur IC ist hierzu schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung 101c in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Mikrosko panordnung 101c weist ein Mikroskop 100c auf. Die Mikroskopanordnung 101c und das Mikroskop 100c entsprechen der Mikroskopanordnung 101b bzw. dem Mikroskop 100b, jedoch mit dem Unterschied, dass bei dem Mikroskop 100c zu sätzlich zur Auflichtbeleuchtung eine Durchlichtbeleuchtung vorgesehen ist. Die grundlegende Funktionsweise, insbesondere auch soweit sie für die vorliegende Erfindung relevant ist, entspricht jedoch derjenigen der Mikroskopanordnungen 101a und 101b bzw. der Mikroskope 100a und 100b, sodass auf die dortige Be schreibungverwiesen werden kann, zumal gleiche Komponenten mit gleichen Be zugszeichen versehen sind.
Ergänzend zu dem Mikroskop 100b gemäß Figur 1B sind beim Mikroskop 100c noch ein weiterer Strahlteiler 111' sowie zwei Spiegel bzw. Umlenkspiegel 130,
132 vorgesehen, damit mittels der Beleuchtungsquelle 102 neben der Auflichtbe leuchtung mit Beleuchtungsstrahl 116 (über Strahlteiler 111) auch eine Durch lichtbeleuchtung mit Beleuchtungsstrahl 116' über Strahlteiler 111' verwendet werden kann. Die Strahlteiler 111 und 111' können hierbei derart ausgebildet sein, dass wahlweise der eine oder der andere in den betreffenden Strahlengang ein- bringar ist, um entweder eine Auflichtbeleuchtung oder eine Durchlichtbeleuch tung darzustellen. Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass beide Strahlteiler 111 und 111' zugleich eingebracht werden bzw. werden können. ln Figur 2 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, wie es z.B. mit dem Mikroskop 100 bzw. dem Steuerungssystem 120 gemäß Figur 1 durchführbar ist. Insofern soll nachfol gend zur anschaulicheren Erläuterung auch Bezug auf Figur 1 genommen werden. ln Schritt bzw. Block 200 wird die Probe 106 zunächst in das Mikroskop 100 bzw. dort auf den Objekttisch 104 gelegt. Zum Zwecke der Beobachtung der Probe 106 werden dann in einem ersten Aufnahmemodus 210 mittels des Bilddetektors 112 erste Echtzeit-Bilder 212 bzw. "Live"-Bilder aufgenommen und auf dem Anzeige mittel 120 dargestellt. Hierzu kann das Steuerungssystem 122 entsprechend den Bilddetektor 112 ansteuern und die empfangenen Bilder an das Anzeigemittel 120 zur Darstellung übermitteln. Die hierbei verwendeten Werte für Belichtungszeit und die Signalverstärkung können dabei derart gewählt sein bzw. werden, dass eine (möglichst) gute Bildqualität erhalten wird. Insbesondere bei der Fluores zenzmikroskopie kann hierfür eine lange Belichtungszeit nötig sein.
Gemäß einem Schritt bzw. Block 220 kann mittels des Steuerungssystems 122 nun wiederholt oder kontinuierlich überprüft werden, ob eine Bewegung des Objektti sches 104 relativ zu dem Objektiv 108 vorliegt oder nicht. Wenn keine Bewegung vorliegt bzw. keine solche Bewegung detektiert wird, verbleibt der Bilddetektor 112 im ersten Aufnahmemodus 210 bzw. das Steuerungssystem 122 ändert den Aufnahmemodus nicht.
Wird jedoch im Schritt bzw. Block 220 eine Bewegung des Objekttisches 104 rela tiv zu dem Objektiv 108 detektiert, so werden in einem Schritt bzw. Block 230 für einen dann anzuwendenden zweiten Aufnahmemodus geänderte Werte für die Belichtungszeit 232 und die Signalverstärkung 234, mit denen der Bilddetektor 112 die Echtzeit-Bilder aufnehmen soll, ermittelt. Insbesondere wird der Wert für die Belichtungszeit gegenüber dem bisherigen, im ersten Aufnahmemodus ver wendeten Wert, reduziert, der Wert für die Signalverstärkung wird erhöht, insbe sondere auf einen mit dem Bilddetektor 112 maximal möglichen Wert.
Dabei wird insbesondere darauf geachtet, dass sich die Helligkeit der Echtzeit- Bilder, insbesondere wie sie letztlich auf dem Anzeigemittel 120 erscheinen, für den zweiten Aufnahmemodus nicht oder allenfalls nur unwesentlich von der im ersten Aufnahmemodus unterscheidet. Die erfolgt insbesondere durch eine geeig nete Wahl des Werts für die Belichtungszeit, zumal der Wert für die Signalverstär kung, wie erwähnt, zweckmäßigerweise auf den maximal möglichen Wert gesetzt wird.
Der Bilddetektor 112 wird dann von dem Steuerungssystem 122 derart angesteu ert, dass er in einem zweiten Aufnahmemodus 240 zweite Echtzeit-Bilder mit den geänderten Werten für Belichtungszeit und Signalverstärkung aufnimmt. Zudem wird auch die Bildfrequenz 236 auf einen Wert gesetzt, der mit der gewählten Be lichtungszeit (maximal) möglich ist. Damit werden also (zweite) Echtzeit-Bilder 242 der Probe 106 mit höherer Bildfrequenz, aber bewusst schlechterer Qualität, auf dem Anzeigemittel 120 dargestellt.
Gemäß einem Schritt bzw. Block 250 wird mittels des Steuerungssystems 122 - wie auch gemäß Schritt bzw. Bock 220 - wiederholt oder kontinuierlich überprüft, ob (immer noch) eine Bewegung des Objekttisches 104 relativ zu dem Objektiv 108 vorliegt oder nicht. Solange eine Bewegung vorliegt bzw. solange eine solche Bewegung detektiert wird, wird der zweite Aufnahmemodus verwendet.
Wenn keine Bewegung mehr vorliegt bzw. keine solche Bewegung mehr detektiert wird der Bilddetektor 112 von dem Steuerungssystem 122 derart angesteuert, dass er wieder die ersten Echtzeit-Bilder 212 im ersten Aufnahmemodus 210 auf nimmt. Hierbei werden für die Belichtungszeit, die Signalverstärkung sowie die Bildfrequenz gemäß Schritt bzw. Block 260 wieder auf die zuvor schon im ersten Aufnahmemodus verwendeten Werte eingestellt. Diese Werte können z.B. zuvor vor dem Wechsel in den zweiten Aufnahmemodus entsprechend abgespeichert worden sein. ln Figur 3 ist schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung 301 mit einem Mikroskop 300 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das Mikroskop 300 umfasst dabei einen Bilddetektor und entspricht in seiner Funktionsweise dem Mikroskop 100 gemäß Figur 1, sodass insofern auf die dorti ge Beschreibung verwiesen werden kann.
Weiterhin sind eine Steuerungseinrichtung 322 und ein Anzeigemittel 320 vorge sehen, deren Funktionsweise grundsätzliche derjenigen der Steuerungseinrichtung 122 und dem Anzeigemittel 120 gemäß Figur 1 entspricht, sodass insofern auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann. Während das Steuerungssystem 320 mit dem Mikroskop 300 bzw. dort dann mit den relevanten Komponenten kommunikationstechnisch verbunden ist, ist das Anzeigemittel 320 mit dem Steue rungssystem 322 verbunden.
Bei dem Steuerungssystem 322 kann es sich beispielsweise um einen Computer bzw. einen PC handeln, auf dem eine entsprechende Software bzw. ein entspre chendes Computerprogramm ausgeführt wird, sodass die relevanten Funktionen, wie sie im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen werden, durchgeführt werden können.
Bei dem Anzeigemittel 320 muss es sich nicht notwendigerweise um ein Display bzw. einen Bildschirm handeln, denkbar ist auch ein Tablet mit einer entsprechen den Anzeigemöglichkeit, z.B. im Rahmen einer sog. App oder eines GUI ("Graphical User Interface").
Weiterhin ist eine Bedieneinheit 318 vorgesehen, die der Steuerung bzw. Bewe gung z.B. des Objekttisches und/oder der Fokussierung dient, wie dies auch schon für die Bedieneinheit 118 gemäß Figur 1 erläutert wurde. Die Bedieneinheit 318 ist dabei getrennt vom Steuerungssystem 322 an das Mikroskop 300 bzw. dort an entsprechende (motorisierte) Komponenten wie den Objekttisch und/oder den Fokustrieb (bzw. Objektiv) angebunden, damit diese angesteuert werden können. Denkbar ist, dass die Bedieneinheit 318 z.B. als digitale Bedieneinheit, z.B. als ein Tablet mit entsprechender App oder GUI ausgebildet ist. ln Figur 4 ist schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung 401 mit einem Mikroskop 400 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das Mikroskop 400 umfasst dabei einen Bilddetektor und entspricht in seiner Funktionsweise dem Mikroskop 100 gemäß Figur 1, sodass insofern auf die dorti ge Beschreibung verwiesen werden kann.
Weiterhin sind eine Steuerungseinrichtung 422 und ein Anzeigemittel 420 vorge sehen, deren Funktionsweise grundsätzliche derjenigen der Steuerungseinrichtung 122 und dem Anzeigemittel 120 gemäß Figur 1, sodass insofern auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann. Während das Steuerungssystem 420 mit dem Mikroskop 400 bzw. dort dann mit den relevanten Komponenten kommuni kationstechnisch verbunden ist, ist das Anzeigemittel 420 mit dem Steuerungssys tem 422 verbunden.
Bei dem Steuerungssystem 422 kann es sich beispielsweise um einen Computer bzw. einen PC handeln, auf dem eine entsprechende Software bzw. ein entspre chendes Computerprogramm ausgeführt wird, sodass die relevanten Funktionen, wie sie im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen werden, durchgeführt werden können.
Bei dem Anzeigemittel 420 muss es sich nicht notwendigerweise um ein Display bzw. einen Bildschirm handeln, denkbar ist auch ein Tablet mit einer entsprechen den Anzeigemöglichkeit, z.B. im Rahmen einer sog. App oder eines GUI ("Graphical User Interface"). Weiterhin ist eine Bedieneinheit 418 vorgesehen, die der Steuerung bzw. Bewe gung z.B. des Objekttisches und/oder der Fokussierung dient, wie dies auch schon für die Bedieneinheit 118 gemäß Figur 1 erläutert wurde. Die Bedieneinheit 418 ist dabei - im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Figur 3 - nicht an das Mik roskop bzw. dort an entsprechende Komponenten angebunden, sondern an das Steuerungssystem 422. Damit können Bedienbefehle zunächst an das Steuerungs system übermittelt werden, wovon diese dann - bei entsprechenden Anbindung - an das Mikroskop bzw. dort an entsprechende Komponenten wie den Objekttisch und/oder den Fokustrieb (bzw. das Objektiv) übermittelt werden, bzw. diese (mo torisierten) Komponenten werden entsprechend angesteuert. ln Figur 5 ist schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung 501 mit einem Mikroskop 500 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das Mikroskop 500 umfasst dabei einen Bilddetektor und entspricht in seiner Funktionsweise dem Mikroskop 100 gemäß Figur 1, sodass insofern auf die dorti ge Beschreibung verwiesen werden kann.
Weiterhin sind eine Steuerungseinrichtung 522 und ein Anzeigemittel 520 vorge sehen, deren Funktionsweise grundsätzliche derjenigen der Steuerungseinrichtung 122 und dem Anzeigemittel 120 gemäß Figur 1 entspricht, sodass insofern auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann. Während das Steuerungssystem 520 mit dem Mikroskop 500 bzw. dort dann mit den relevanten Komponenten kommunikationstechnisch verbunden ist, ist das Anzeigemittel 520 mit dem Steue rungssystem 522 verbunden.
Bei dem Steuerungssystem 522 kann es sich beispielsweise um einen Computer bzw. einen PC handeln, auf dem eine entsprechende Software bzw. ein entspre chendes Computerprogramm ausgeführt wird, sodass die relevanten Funktionen, wie sie im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen werden, durchgeführt werden können. Bei dem Anzeigemittel 520 muss es sich nicht notwendigerweise um ein Display bzw. einen Bildschirm handeln, denkbar ist auch ein Tablet mit einer entsprechen den Anzeigemöglichkeit, z.B. im Rahmen einer sog. App oder eines GUI ("Graphical User Interface").
Weiterhin ist eine Bedieneinheit 518 vorgesehen, die der Steuerung bzw. Bewe gung z.B. des Objekttisches und/oder der Fokussierung dient, und die als mechani sche Bedieneinheit ausgebildet ist, z.B. mit einem Drehrad, das manuell gedreht werden kann, wobei die Drehbewegung dann in eine vertikale Bewegung z.B. des Objektivs in z-Richtung umgesetzt wird. Damit kann es sich bei der Bedieneinheit 518 z.B. um einen Fokustrieb handeln. Auf vergleichbare Weise kann natürlich auch eine Bewegung des Objekttisches in x-Richtung und/oder y-Richtung umge setzt werden. ln diesem Fall können Sensoren, wie auch schon in Figur 1 gezeigt bzw. in der zu gehörigen Beschreibung erwähnt, verwendet werden, um eine Position des Objekt tisches und/oder des Objektivs zu erfassen und entsprechende Signale bzw. In formationen an das Steuerungssystem zu übermitteln. Dort kann dann bei einer Veränderung der Position eine Bewegung detektiert werden. ln Figur 6 ist schematisch eine erfindungsgemäße Mikroskopanordnung 601 mit einem Mikroskop 600 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das Mikroskop 600 umfasst dabei einen Bilddetektor und entspricht in seiner Funktionsweise dem Mikroskop 100 gemäß Figur 1, sodass insofern auf die dorti ge Beschreibung verwiesen werden kann.
Weiterhin ist eine Steuerungseinrichtung 622 vorgesehen, deren Funktionsweise grundsätzliche derjenigen der Steuerungseinrichtung 122 gemäß Figur 1 ent spricht, sodass insofern auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann. Das Steuerungssystem 620 ist mit dem Mikroskop 400 bzw. dort dann mit den relevan ten Komponenten kommunikationstechnisch verbunden. Bei dem Steuerungssystem 622 kann es sich beispielsweise um einen Computer bzw. einen PC handeln, auf dem eine entsprechende Software bzw. ein entspre chendes Computerprogramm ausgeführt wird, sodass die relevanten Funktionen, wie sie im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen werden, durchgeführt werden können.
Weiterhin ist ein Anzeigemittel 620 vorgesehen, das zugleich als Bedieneinheit 618 dient und damit als ein kombiniertes Anzeige- und Bedienmittel ausgebildet ist. Hierzu kann z.B. ein Tablet mit einer entsprechenden Anzeigemöglichkeit, z.B. im Rahmen einer sog. App oder eines GUI ("Graphical User Interface") verwendet werden, das z.B. durch die App bzw. GUI auch eine Eingabemöglichkeit für einen Benutzer zur Verfügung stellt, um den Objekttisch und/oder einen Fokustrieb bzw. das Objektiv (zur Fokussierung) zu bewegen bzw. zu verstellen.
Damit können Bedienbefehle zunächst an das Steuerungssystem übermittelt wer den, wovon diese dann - bei entsprechender Anbindung - an das Mikroskop bzw. dort an entsprechende Komponenten wie den Objekttisch und/oder den Fokus trieb übermittelt werden, bzw. diese (motorisierten) Komponenten werden ent sprechend angesteuert.
Auf dem kombinierten Anzeige- und Bedienmittel 618, 620 können, beispielsweise nebeneinander, sowohl die Echtzeit-Bilder angezeigt als auch eine Bedieneinheit visualisiert werden.
Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Mikroskopanordnung, das ein System bzw. ein Steuerungssystem umfasst, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der Fig. 1 bis 6 beschrieben. Alternativ kann ein Mikroskop Teil eines Systems, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der Fig. 1 bis 6 beschrieben, sein oder mit demselben verbunden sein. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstel lung eines Systems. Steuerungssystems 122, das ausgebildet ist zum Ausführen eines hierin beschriebenen Verfahrens. Die Mikroskopanordnung 101 umfasst ein Mikroskop 100 und ein Computersystem bzw. Steuerungssystem 122. Das Mikro- skop 100 ist ausgebildet zum Aufnehmen von Bildern und ist mit dem Computer system 122 verbunden. Das Computersystem 122 ist ausgebildet zum Ausführen von zumindest einem Teil eines hierin beschriebenen Verfahrens. Das Computer system 122 kann ausgebildet sein zum Ausführen eines Maschinenlern- Algorithmus. Das Computersystem 122 und das Mikroskop 100 können getrennte Einheiten sein, können aber auch zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse inte griert sein. Das Computersystem 122 könnte Teil eines zentralen Verarbeitungs systems des Mikroskops 100 sein und/oder das Computersystem 122 könnte Teil einer Teilkomponente des Mikroskops 100 sein, wie eines Sensor, eines Aktuators, einer Kamera oder einer Beleuchtungseinheit, usw. des Mikroskops 100.
Das Computersystem 122 kann eine lokale Computervorrichtung (z. B. Personal computer, Laptop, Tablet-Computer oder Mobiltelefon) mit einem oder mehreren Prozessoren und einer oder mehreren Speichervorrichtungen oder kann ein ver teiltes Computersystem (z. B. ein Cloud-Computing- System mit einem oder mehre ren Prozessoren oder einer oder mehreren Speichervorrichtungen, die an ver schiedenen Stellen verteilt sind, zum Beispiel an einem lokalen Client und/oder einer oder mehreren Remote-Server-Farms und/oder Datenzentren) sein. Das Computersystem 122 kann irgendeine Schaltung oder Kombination von Schaltun gen umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Computersystem 122 ei nen oder mehrere Prozessoren umfassen, die von irgendeinem Typ sein können. Nach hiesigem Gebrauch kann Prozessor irgendein Typ von Rechenschaltung be deuten, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein Mikroprozessor mit komplexem Befehlssatz (CISC), ein Mik roprozessor mit reduziertem Befehlssatz (RISC), ein Sehr-langes-Anweisungswort- (Very Long Instruction Word; VL1W) Mikroprozessor, ein Graphikprozessor, ein digitaler Signalprozessor (DSP), ein Multi-Core-Prozessor, ein feld programmierbares Gate-Array (FPGA), z.B. eines Mikroskops oder einer Mikro skopkomponente (z. B. Kamera) oder irgendein anderer Typ von Prozessor oder Verarbeitungsschaltung. Andere Typen von Schaltungen, die in dem Computersys tem 122 umfasst sein können, können eine speziell angefertigte Schaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (AS1C) oder Ähnliches, wie bei- spielsweise eine oder mehrere Schaltungen (z. B. eine Kommunikationsschaltung) zur Verwendung bei drahtlosen Vorrichtungen wie z. B. Mobiltelefonen, Tablet- Computern, Laptop-Computern, Funksprechgeräten und ähnlichen elektronischen Systemen sein. Das Computersystem 122 kann eine oder mehrere Speichervorrich tungen umfassen, die ein oder mehrere Speicherelemente umfassen können, die für die jeweilige Anwendung geeignet sind, wie beispielsweise einen Hauptspei cher in der Form eines Random Access Speicher (RAM), eine oder mehrere Fest platten und/oder ein oder mehrere Laufwerke, die entfernbare Medien, wie bei spielsweise CDs, Flash-Speicherkarten, DVD und Ähnliches handhaben. Das Com putersystem 122 kann auch eine Anzeigevorrichtung, einen oder mehrere Laut sprecher, und eine Tastatur und/oder Steuerung umfassen, die eine Maus, Track ball, Touchscreen, Stimmerkennungsvorrichtung oder irgendeine andere Vorrich tung umfassen kann, die es einem Systemnutzer erlaubt, Information in das Com putersystem 122 einzugeben und Information von demselben zu empfangen.
Einige oder alle Verfahrensschritte können durch (oder unter Verwendung) einer Hardwarevorrichtung ausgeführt werden, wie es zum Beispiel ein Prozessor, ein Mikroprozessor, ein programmierbarer Computer oder eine elektronische Schal tung sein kann ln einigen Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch eine solche Vorrichtung ausgeführt werden.
Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungs beispiele der Erfindung in Hardware oder Software implementiert werden. Die Implementierung kann mit einem nicht-flüchtigen Speichermedium wie einem di gitalen Speichermedium, wie beispielsweise einer Diskette, einer DVD, einem Blu- Ray, einer CD, einem ROM, einem PROM und EPROM, einem EEPROM oder einem FLASH-Speicher, durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem so Zusam menwirken (oder Zusammenwirken können), dass das jeweilige Verfahren durch geführt wird. Daher kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen, die mit einem programmierbaren Computer system Zusammenwirken können, so dass eines der hierin beschriebenen Verfah ren durchgeführt wird.
Im Allgemeinen können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert werden, wobei der Programmcode für die Ausführung eines der Verfahren wirksam ist, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Der Programm code kann beispielsweise auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert wer den.
Weitere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zur Durchfüh rung eines der hierin beschriebenen Verfahren, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten, ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist da her ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Compu ter läuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist daher ein Spei chermedium (oder ein Datenträger oder ein computerlesbares Medium), das ein darauf gespeichertes Computerprogramm zum Ausführen eines der hierin be schriebenen Verfahren umfasst, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird.
Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind in der Regel greifbar und/oder nicht übergangslos. Ein weiteres Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, wie hierin beschrieben, die einen Prozessor und das Speichermedium umfasst.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daher ein Datenstrom oder eine Signalfolge, die das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt. Der Datenstrom oder die Signalfolge kann bei spielsweise so konfiguriert werden, dass sie über eine Datenkommunikationsver bindung, beispielsweise über das Internet, übertragen werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst ein Verarbeitungsmittel, zum Beispiel einen Computer oder eine programmierbare Logikvorrichtung, das konfiguriert oder angepasst ist, um eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Compu terprogramm zum Ausführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, das konfiguriert ist, um (zum Beispiel elektronisch oder optisch) ein Computerprogramm zum Ausführen eines der hierin beschriebenen Verfahren an einen Empfänger zu übertragen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Com puter, eine mobile Vorrichtung, eine Speichervorrichtung oder dergleichen sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Dateiserver zum Über tragen des Computerprogramms an den Empfänger umfassen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann eine programmierbare logische Vorrich tung (z.B. eine feldprogrammierbare Gatteranordnung, FPGA) verwendet werden, um einige oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren auszu führen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine feldprogrammierbare Gatter anordnung mit einem Mikroprozessor Zusammenarbeiten, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Im Allgemeinen werden die Verfahren vorzugsweise von jedem Hardwaregerät durchgeführt. Bezugszeichenliste
100a, 100b, 100c, 300, 400, 500, 600 Mikroskop
101a, 101b, 101c, 301, 401, 501, 601 Mikroskopanordnung
102 Beleuchtungsquelle
104 Objekttisch
106 Probe
108 Objektiv
110 Spiegel
111, 111' Strahlteiler
112 Bilddetektor
114 optische Achse
116, 116' Beleuchtungsstrahl
118, 318, 418, 518, 618 Bedieneinheit 120, 320, 420, 520, 620 Anzeigemittel 122, 322, 422, 522, 622 Steuerungssystem 124 Beobachtungsstrahlengang 126 Sensor
130, 132 Spiegel
200, 220, 230, 250, 260 Verfahrensschritte
210 erster Aufnahmemodus
212 erste Echtzeit-Bilder
232 Belichtungszeit
234 Signalverstärkung
236 Bildfrequenz
240 zweiter Aufnahmemodus
242 zweite Echtzeit-Bilder x, y, z Raumrichtung

Claims

Patentansprüche l. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) für ein Mikroskop (100a, 100b, 100c, 300, 400, 500, 600), das einen Objekttisch (104) und ein Objektiv (108) auf weist, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei eine Probe (106) auf dem Ob jekttisch (104) anordenbar ist, wobei das Mikroskop (100, 300, 400, 500, 600) weiterhin einen Bilddetektor (112) aufweist, der in einem Beobachtungsstrahlen gang (124) des Mikroskops (100a, 100b, 100c, 300, 400, 500, 600) angeordnet ist, bei dem eine Belichtungszeit (232), eine Bildfrequenz (236), und eine Signalver stärkung (234) einstellbar sind, und der dazu eingerichtet ist, wiederholt Echtzeit- Bilder einer auf dem Objekttisch (104) angeordneten Probe (106) durch das Ob jektiv (108) aufzunehmen und entsprechende Bilddaten auszugeben, wobei das Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) zur bildgebenden Positionierungsunterstützung der Probe dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor (112) derart anzusteuern, dass der Bilddetektor (112) bei relativ zum Objektiv (108) unbewegtem Objekttisch (104) in einem ersten Auf nahmemodus (210) erste Echtzeit-Bilder (212) der Probe (106) mit vorgegebenen Werten für eine Belichtungszeit (232) und eine Signalverstärkung (234) des Bild detektors (112) aufnimmt, eine eine Position der Probe (106) verändernde Bewegung des Objektti sches (104) relativ zu dem Objektiv (108) zu detektieren (220), und den Bilddetektor (112) derart anzusteuern, dass von dem ersten Aufnah memodus (210) in einen zweiten Aufnahmemodus (240) gewechselt wird, wenn eine die Position der Probe (106) verändernde Bewegung des Objekttisches (106) relativ zu dem Objektiv (108) detektiert (220) wird, wobei der Bilddetektor (112) in dem zweiten Aufnahmemodus (240) zweite Echtzeit-Bilder (242) der Probe (106) mit einem gegenüber dem ersten Aufnahmemodus (210) reduziertem Wert für die Belichtungszeit (232) und einem erhöhten Wert für die Signalverstärkung (234) des Bilddetektors (112), bei einer höheren Bildfrequenz (236), aufnimmt.
2. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach Anspruch 1, das weiterhin dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor (112) derart anzusteuern, dass der Bildde tektor (112) die zweiten Echtzeit-Bilder (242) der Probe (106) in dem zweiten Aufnahmemodus (240) mit einem mit dem Bilddetektor (112) maximal möglichen Wert für die Signalverstärkung (234) aufnimmt.
3. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach Anspruch 1 oder 2, das weiterhin dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor (112) derart anzusteuern, dass der Bilddetektor (112) die zweiten Echtzeit-Bilder (242) der Probe (106) in dem zweiten Aufnahmemodus (240) mit Werten für die Belichtungszeit (232) und die Signalverstärkung (234) aufnimmt, mit denen eine Helligkeit der Bilder von der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemodus (210) um höchstens 10%, be vorzugt höchstens 5% abweicht, weiter bevorzugt der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemodus (210) entspricht.
4. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor (112) derart an zusteuern, dass in dem zweiten Aufnahmemodus (240) die Werte für die Belich- tungszeit (232) und die Signalverstärkung (234) unabhängig von Art und Quantität der Bewegung des Objekttisches (106) relativ zu dem Objektiv (108) vorgegeben werden.
5. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor (112) derart an zusteuern, dass während der Ausführung des zweiten Aufnahmemodus (240) wei tere automatisierte Anpassungen von Aufnahmeparametern, insbesondere der Belichtungszeit (232) und/oder der Signalverstärkung (234), unterdrückt werden.
6. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin dazu eingerichtet ist, den Bilddetektor (112) derart an zusteuern, dass von dem zweiten Aufnahmemodus (240) in den ersten Aufnah memodus (210) zurück gewechselt wird, wenn keine Bewegung des Objekttisches (104) relativ zu dem Objektiv (108) mehr detektiert wird.
7. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin dazu eingerichtet ist, eine die Position der Probe (106) verändernde Bewegung des Objekttisches (104) relativ zu dem Objektiv (108) zu detektieren, wenn eine Betätigung eines Fokustriebs erfolgt oder wenn eine Bewe gung des Objekttischs (104) parallel (z) zu einer optischen Achse (114) des Objek tivs (108) durchgeführt wird.
8. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin dazu eingerichtet ist, eine die Position der Probe (106) verändernde Bewegung des Objekttisches (104) relativ zu dem Objektiv (108) zu detektieren, wenn der Objekttisch (104) senkrecht (x, y) zu einer optischen Achse (114) des Objektivs (108) bewegt wird.
9. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach Anspruch 7 oder 8, das weiterhin dazu eingerichtet ist, eine manuelle Betätigung des Fokustriebs oder eine manuelle Bewegung des Objekttisches (104) mittels eines Encoders oder ei nes Sensors (126) zu detektieren.
10. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach Anspruch 7 oder 8, das weiterhin dazu eingerichtet ist, eine Betätigung des Fokustriebs oder eine Bewe gung des Objekttisches (104) im Rahmen einer motorisierten Betätigung des Fo kustriebs oder einer motorisierten Bewegung des Objekttisches (104) zu detektie- ren. - BO -
11. Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das weiterhin dazu eingerichtet ist, Bilddaten des Bilddetektors (112) zu empfangen und an ein Anzeigemittel (120) auszugeben.
12. Mikroskopanordnung (101a, 101b, 101c, 301, 401, 501, 601) mit einem Mikroskop (100a, 100b, 100c, 300, 400, 500, 600), das einen Objekttisch (104) und ein Objektiv (108) aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei eine Pro be (106) auf dem Objekttisch (104) anordenbar ist, weiterhin mit einem Bilddetek tor (112), der in einem Beobachtungsstrahlengang (124) des Mikroskops (100a, 100b, 100c, 300, 400, 500, 600) angeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, wie derholt Echtzeit-Bilder einer auf dem Objekttisch (104) angeordneten Probe (106) durch das Objektiv (108) aufzunehmen und entsprechende Bilddaten auszugeben, und mit einem Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der vor stehenden Ansprüche.
13. Mikroskopanordnung (101a, 101b, 101c, 301, 401, 501, 601) nach An spruch 12, mit einem manuell verstellbaren Fokustrieb (518) und einem Encoder oder Sensor (126) zum Detektieren einer Betätigung des Fokustriebs (518), und/oder mit einem parallel (z) und/oder senkrecht (x, y) zu einer optischen Ach se (114) des Objektivs (108) manuell verstellbaren Objekttisch (104) und einem Encoder oder Sensor zum Detektieren einer Bewegung des Objekttisches (104).
14. Mikroskopanordnung (101a, 101b, 101c) nach Anspruch 12, mit einem mo torisiertverstellbaren Fokustrieb, und/oder mit einem parallel (z) und/oder senk recht (x, y) zu einer optischen Achse (114) des Objektivs (108) motorisiert ver stellbaren Objekttisch (104).
15. Mikroskopanordnung (101a, 101b, 101c) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Mikroskop (100a, 100b, 100c) zum Betrieb mit Durchlichtbeleuch tung und/oder mit Auflichtbeleuchtung eingerichtet ist, und wobei das Mikroskop insbesondere als Fluoreszenzmikroskop ausgebildet ist.
16. Verfahren zur bildgebenden Positionierungsunterstützung einer Probe (106), die sich auf einem Objekttisch (104) eines Mikroskops (100a, 100b, 100c, 300, 400, 500, 600) befindet, bei dem wiederholt Echtzeit-Bilder der Probe (106) mittels eines Bilddetektors (112) durch ein Objektiv (108) des Mikroskops (100a, 100b, 100c, 300, 400, 500, 600) aufgenommen und auf einem Anzeigemittel (120) dargestellt werden, wobei bei relativ zum Objektiv (108) unbewegtem Objekttisch (104) in ei nem ersten Aufnahmemodus (210) mittels des Bilddetektors (112) erste Echtzeit- Bilder (212) der Probe (106) mit vorgegebenen Werten für eine Belichtungszeit (232) und eine Signalverstärkung (234) des Bilddetektors (112) aufgenommen werden, und wobei von dem ersten Aufnahmemodus (210) in einen zweiten Aufnahme modus (240) gewechselt wird, wenn eine die Position der Probe (106) verändern de Bewegung des Objekttisches (106) relativ zu dem Objektiv (108) detektiert (220) wird, wobei in dem zweiten Aufnahmemodus (240) mittels des Bilddetek tors (112) zweite Echtzeit-Bilder (242) der Probe (106) mit einem gegenüber dem ersten Aufnahmemodus (210) reduzierten Wert für die Belichtungszeit (232) und einem erhöhten Wert für die Signalverstärkung (234) des Bilddetektors (112), bei einer höheren Bildfrequenz (236), aufgenommen werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Echtzeit-Bilder der Probe (106) in dem zweiten Aufnahmemodus (240) mit einem mit dem Bilddetektor (112) maxi mal möglichen Wert für die Signalverstärkung (234) aufgenommen werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Werte für die Belichtungs zeit (232) und die Signalverstärkung (234) in dem zweiten Aufnahmemodus (240) derart gewählt werden, dass eine Helligkeit der Bilder von der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemodus (210) um höchstens 10%, bevorzugt höchstens 5% abweicht, weiter bevorzugt der Helligkeit der Bilder in dem ersten Aufnahmemo dus (210) entspricht.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Werte für die Belichtungszeit (232) und die Signalverstärkung (234) in dem zweiten Aufnah memodus (240) unabhängig von Art und Quantität der Bewegung des Objektti sches (106) relativ zu dem Objektiv (108) gewählt werden.
20. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Verfah rensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einem Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt wird.
21. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm mit Pro grammcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte eines Verfahrens nach ei nem der Ansprüche 16 bis 19, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einem Steuerungssystem (122, 322, 422, 522, 622) nach einem der Ansprü- che 1 bis 11 ausgeführt wird.
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