数码显微镜和用于改变数码显微镜的放大率的方法
技术领域
本发明首先涉及一种用于改变数码显微镜的放大率的方法。该数码显微镜包括至少两个能自动变换的具有不同成像比例的物镜，从中总是选出一个物镜。该数码显微镜还包括图像转换器，其用于转换利用所选出的物镜拍摄的图像。此外，本发明还涉及一种数码显微镜。
背景技术
DE 10 2008 063 799 A1示出了用于在立体显微镜和宏观镜上在对焦时补偿物镜的任意齐焦长度的方法。该补偿被用于实现在立体显微镜或宏观镜中进行物镜变换后的正确对焦。
由US 9,063,342 B2和DE 10 2009 012 707 A1公知有一种在成像射束路径中具有多个光学系统的显微镜，该显微镜尤其是多级式的变焦系统。各个进行放大的光学系统可以由不连续的进行放大的系统形成、由单级或多级式的光学变焦系统形成和/或由数码变焦系统形成，它们彼此结合以形成可控的总变焦系统。
EP 2 043 005 A1示出了一种用于测量和模拟显微镜系统中的过程的方法。在该方法中，模拟了显微镜系统的相机在实际研究时看到的图像。
US 8,259,171 B2中描述了一种显微镜系统，该显微镜系统在变换观察放大率时显示测量值。为此，获得几何上的测量数据并将其显示在显示器上。
US 2016/0274347 A1教导了一种显微镜系统，其中，所有与相机相关的设定参数在监视器上示出的数码图像中随着ROI(感兴趣区域)被控制。为此，使用数码变焦来放大地示出感兴趣的图像截段。附加地，图像数据也被用于焦点设定。
EP 2 606 394 B1示出了一种具有数码显微镜的设备，该数码显微镜具有第一和第二图像传感器，它们的图像可以相结合，以便示出到监视器上。例如，将全景图像通过拼接(Stitching)以拼合成更大的图像。在达到最大分辨率后，可以通过能手动或自动接通的光学系统来提高分辨率或放大率。
由DE 102 14 191 A1公开了一种具有对放大倍率进行马达式控制的显微镜系统。该显微镜系统包括具有不同放大能力的多个光学系统和图像拍摄元件。设定设备被用于设定针对由图像拍摄元件捕获到的样品图像的电子变焦放大倍率。控制设备通过使用从图像拍摄元件输出的图像信号在为了观察样品而被引入到光路中的光学系统的放大能力和电子变焦放大倍率的基础上产生具有显示放大倍率的样品图像。除了使用具有10至40的放大能力的物透镜以及具有1至1/2的放大能力的镜筒透镜之外，还应当例如提供在1至2的范围内的电子变焦放大倍率，由此应当实现5至80的连续的放大倍率范围。
DE 10 2010 030 637 A1教导了一种用于驱控显微镜以连续调节放大率的方法。显微镜包括变焦光学器件和具有不同放大率的至少两个物镜的物镜转塔。
EP 2 345 920 A1示出了一种具有用于持续改变放大率的电变焦的显微镜系统。该显微镜系统包括具有不同放大率的多个物镜的物镜转塔。
US 2013/0076888 A1教导了一种具有变焦光学器件和变焦控制单元的显微镜系统。变焦控制单元经由触屏面板控制。
DE 20 2005 021 436 U1示出了一种具有扩大的范围的数码变焦的成像系统。该成像系统包括具有两个不同放大率的两个光学路径。
发明内容
基于现有技术，本发明的任务在于，能够在宽的范围上改变数码显微镜的放大率，而通过该过程不会妨碍对用显微镜观察的样品的观察。
所述任务通过根据所附权利要求1的方法以及通过根据所附并列的权利要求15的显微镜来解决。
根据本发明的方法用于改变数码显微镜的放大率。该方法尤其用于改变通过由数码显微镜输出的图像以之成像出用显微镜观察的样品的放大率。图像由数码显微镜以电子形式输出，并且可以显示在显示器上，例如利用监视器或数码目镜进行示出，或输出到数据载体上或网络中。
数码显微镜包括至少两个能自动变换的具有不同成像比例的物镜。因此可以用不同的物镜对样品进行显微镜观察。总是选出其中一个显微镜，并且因此将其用于对样品进行光学成像。数码显微镜优选包括马达驱动的物镜变换器，利用该物镜变换器能够变换物镜。
数码显微镜还包括图像转换器，其用于将利用所选出的物镜拍摄的图像转换成电子图像信号。由图像转换器转换的图像并不立即显示，而是经过数码图像处理。该图像处理尤其允许在将转换后的图像输出之前将该图像放大，其中，该放大率可以改变，这也被称为数码变焦。因此，至少由分别选择的物镜以及由通过图像转换器转换的图像进行的图像处理来确定放大率，通过由数码显微镜输出的图像以该放大率成像出用显微镜观察的样品。
根据本发明，连续改变通过数码显微镜输出的图像的放大率。为此，在该方法的步骤中，通过对利用分别选择的物镜拍摄的并利用图像转换器转换的图像的数码图像处理(也被称为数码变焦)来连续改变该图像的放大率。根据本发明，放大率的改变还通过变换物镜来进行。在自动变换物镜的情况下，使变换之前给出的由数码显微镜输出的图像的放大率和变换之后给出的由数码显微镜输出的图像的放大率相互匹配(abgleichen)。因此，在变换物镜时，由数码显微镜输出的图像的放大率并不突然改变，而是连续地或以若干不连续的阶梯的方式改变。为此，通过数码图像处理来选择利用在变换之前选择的物镜拍摄的并利用图像转换器转换的图像的放大率和/或利用在变换之后选择的物镜拍摄的并利用图像转换器转换的图像的放大率，使得物镜的变换不导致通过数码显微镜输出的图像的放大率突然改变。倘若在变换之前选择的物镜和/或在变换之后选择的物镜由变焦物镜形成并且/或者使用光学变焦系统，则通过相应地选择变焦设定来选择利用变换之前选择的物镜拍摄的并通过图像转换器转换的图像的放大率和/或利用在变换之后选择的物镜拍摄的并利用图像转换器转换的图像的放大率，使得在变换之前给出的通过数码显微镜输出的图像的放大率和在变换之后给出的通过数码显微镜输出的图像的放大率相互匹配。
根据本发明，通过数码显微镜输出的图像的放大率的改变至少通过数码图像处理并且通过对物镜的一次或多次的变换来进行，从而使得根据本发明的方法也可以被称为混合变焦。混合变焦优选是扩展的，为此，数码显微镜优选包括至少一个变焦物镜、至少一个下游的光学变焦系统和/或至少一个进行再放大和/或再提高分辨率的数码变焦系统。
根据本发明的方法的特别的优点在于，数码显微镜的操作者可以借助能变换的物镜在大的范围上改变通过数码显微镜输出的图像的放大率，并且在连续改变放大率的同时操作者仍能够持久地观察并留意样品的细节，这是因为放大率不会突然改变。放大率的突然改变可能会导致操作者看不到样品的细节。
在根据本发明的方法的优选实施方式中，当变换物镜时，使变换物镜之后由所选的物镜拍摄的并由图像转换器转换的图像的图像稳定性与变换物镜之前由所选的物镜拍摄的并由图像转换器转换的图像的图像稳定性匹配。因此确保了在变换物镜时，通过数码显微镜输出的图像的图像稳定性不改变，从而在更大程度上确保操作者不会看不到样品通过数码显微镜输出的图像的细节。尤其是在变换物镜时，使变换物镜之后由所选的物镜拍摄的并由图像转换器转换的图像中的视场中心与变换物镜之前由所选的物镜拍摄的并由图像转换器转换的图像中的视场中心匹配。
优选地，操作者可以在通过数码显微镜输出的图像中选择其感兴趣的样品区域。该区域也被称为感兴趣区域(ROI)。在根据本发明的方法的优选实施方式中，在改变通过数码显微镜输出的图像的放大率期间，维持该图像中的感兴趣区域的定位。感兴趣区域优选在通过数码显微镜输出的图像的特定的定位处成像。该定位在连续改变放大率期间优选保持不变。该定位优选由通过数码显微镜输出的图像的中心形成。
在根据本发明的方法的优选实施方式中，在变换物镜之后，对焦到用显微镜观察的样品的在变换物镜之前对焦的区域上。由此确保在变换物镜时不会丢失对焦。对焦优选自动地、也就是说通过自动对焦功能进行。
优选地，数码显微镜的其中一个或多个能变换的物镜分别被构造为变焦物镜。变焦物镜的焦距和成像比例能机械地改变。该改变是能以电子方式控制的。在根据本发明的方法的优选实施方式中，该方法包括以下步骤：在该步骤中，通过连续改变被构造为变焦透镜的物镜的焦距或成像比例来进行对数码显微镜的放大率的连续改变，从而同时连续改变通过数码显微镜输出的图像的放大率。
优选地，显微镜包括光学变焦系统，利用该光学变焦系统能分别利用所选的物镜来改变显微镜的焦距和放大率。于是优选地，物镜分别具有固定的成像比例。在根据本发明的方法的优选实施方式中，该方法包括以下步骤：在该步骤中，通过连续地改变光学变焦系统的成像比例来进行对数码显微镜的放大率的连续改变，从而同时连续改变通过数码显微镜输出的图像的放大率。
优选地，显微镜的其中一个能变换的物镜通过由全景物镜和全景相机构成的单元形成。优选地，全景物镜被构造为变焦物镜，从而使得由全景物镜和全景相机形成的单元能够实现光学变焦。优选地，全景相机被构造成用于通过数码图像处理来改变由全景相机输出的图像的放大率，从而使得全景相机能够实现数码变焦。在根据本发明的方法的优选实施方式中，该方法包括以下步骤：在该步骤中，通过连续改变被构造为变焦物镜的全景物镜的成像比例或者通过借助数码图像处理来连续改变全景相机的图像的放大率来进行对数码显微镜的放大率的连续改变，从而同时连续改变通过数码显微镜输出的图像的放大率。
在根据本发明的方法的优选实施方式中，通过数码图像处理来进行对利用所选的物镜拍摄的并通过图像转换器转换的图像的放大率的改变，直到达到其中一个未选择的物镜的成像比例，然后在变换时选择该物镜。因此，在变换物镜时导致通过数码显微镜输出的图像的放大率的连续改变。待选择的物镜也可以被构造为变焦物镜，从而通过数码图像处理来改变利用先前选择的物镜拍摄的并通过图像转换器所转换的图像的放大率，直到达到被构造为变焦物镜的尚未选择的物镜的最小成像比例为止。
在根据本发明的方法的第一优选实施方式中，通过连续提高通过数码显微镜输出的图像的放大率来连续改变通过数码显微镜输出的图像的放大率。在此选择具有相继提升的成像比例的物镜。在变换成其中那个具有更高的成像比例的物镜之后，通过对由图像转换器转换的图像进行的数码图像处理来继续提高通过数码显微镜输出的图像的放大率，直到达到也被称为有效放大率的分辨率边界为止。优选相反地，连续减小通过数码显微镜输出的图像的放大率。
具有提升的成像比例的物镜在简单的优选情况下分别具有固定的焦距，从而在变换物镜之间通过对利用分别选择的物镜拍摄的并通过图像转换器转换的图像进行数码图像处理来提高通过数码显微镜输出的图像的放大率。
在根据本发明的方法的第二优选实施方式中，通过连续提高通过数码显微镜输出的图像的放大率来连续改变通过数码显微镜输出的图像的放大率。其中一个能变换的物镜被构造为变焦物镜。首先，通过连续改变被构造为变焦物镜的物镜的焦距或成像比例来提高通过数码显微镜输出的图像的放大率，并随后通过对利用所选的物镜拍摄的并通过图像转换器转换的图像进行数码图像处理来继续提高通过数码显微镜输出的图像的放大率，直到达到其中一个具有固定的焦距的物镜的成像比例，并选择该物镜。优选相反地，连续减小通过数码显微镜输出的图像的放大率。
在根据本发明的方法的第三优选实施方式中，通过连续提高通过数码显微镜输出的图像的放大率来连续改变通过数码显微镜输出的图像的放大率。其中至少两个能变换的物镜被分别构造为变焦物镜。首先，通过连续改变被构造为变焦物镜的物镜的焦距或成像比例来提高通过数码显微镜输出的图像的放大率，直到达到该物镜的最高的成像比例，并且通过对利用所选的被构造为变焦物镜的物镜拍摄的并通过图像转换器转换的图像进行数码图像处理来继续提高通过数码显微镜输出的图像的放大率，直到达到其中另外的被构造为变焦物镜的物镜的最小的成像比例，并在变换时选出该另外的物镜。优选相反地，连续减小通过数码显微镜输出的图像的放大率。
在根据本发明的方法的优选实施方式中，在达到具有最高分辨率的由干物镜形成的物镜的分辨率边界时，输出放大率的后续提高不再引起分辨率增长的提示。
能变换的物镜优选包括至少一个浸没物镜。在根据本发明的方法的优选实施方式中，在达到浸没边界，也就是说当进一步提高放大率需要使用浸没物镜时，选出由浸没物镜形成的物镜，并且优选还输出浸没或自动浸没的提示。在根据本发明的方法的另外的优选实施方式中，在达到浸没边界时，激活由校正物镜形成的物镜的自动校正功能，并且优选还输出激活自动校正功能的提示。
根据本发明，当从用显微镜观察的样品的先前感兴趣区域变换成用显微镜观察的样品的当前感兴趣区域时，与该变换同步地，先将用显微镜观察的样品的先前感兴趣区域成像到通过数码显微镜输出的图像的某一定位处，并且然后将用显微镜观察的样品的当前感兴趣区域成像在通过数码显微镜输出的图像的该定位处。图像中的定位优选由图像的中心形成。从用显微镜观察的样品的先前感兴趣区域到用显微镜观察的样品的当前感兴趣区域的变换优选通过操作者实行，并且优选地在显微镜的交互式显示器上进行。
倘若由所选的物镜和图像转换器转换的图像成像出用显微镜观察的样品的先前感兴趣区域和当前感兴趣区域，则对在通过数码显微镜输出的图像中的感兴趣区域的成像的变换优选通过对由所选的物镜和图像转换器转换的图像的数码图像处理来进行。在该图像处理中，优选仅进行坐标调整或对图像截段的相配的选出。样品相对于物镜的定位在此优选保持不变。
从用显微镜观察的样品的先前感兴趣区域到用显微镜观察的样品的当前感兴趣区域的变换优选沿着用显微镜观察的样品上的路径进行。该路径表示由操作者实行的移动运动。优选地，与这个沿路径进行的变换同步地，先将用显微镜观察的样品的先前感兴趣区域成像在通过数码显微镜输出的图像中的所选的定位处，并且然后在通过数码显微镜输出的图像的该定位处成像出沿路径进行的变换，并且最终成像出当前感兴趣区域。因此，操作者可以在变换感兴趣区域的同时在通过数码显微镜输出的图像中探索样品，并因此有针对性地分别选出当前感兴趣区域。原则上，感兴趣区域也可以是自动化地，例如通过形状和图案识别来选出。这尤其是在用于QC/QA的材料显微镜领域中是有意义的。
如果变换成另外的感兴趣区域，该另外的感兴趣区域包括其中一个沿路径布置的先前感兴趣区域，则优选地再现先前存储的图像中的那个成像出该其中一个沿路径布置的先前感兴趣区域的图像。该方式具有的优点是，可以快速地、尤其是实时地再现所存储的图像，而不必再次对样品的该感兴趣区域进行拍摄，也就是说不必进行照明或衬比并在视觉上可视化，并且也无需变换物镜。
倘若通过所选的物镜和图像转换器转换的图像成像出沿着从用显微镜观察的样品的先前感兴趣区域到用显微镜观察的样品的当前感兴趣区域的路径的图像截段，则优选通过对由所选的物镜和图像转换器转换的图像的数码图像处理来将沿路径进行的感兴趣区域的直到当前感兴趣区域的变换成像出来。尤其地，在该图像处理中，仅进行对坐标的调整或对图像截段的相配的选出。样品相对于物镜的定位在此优选保持不变。
倘若通过所选的物镜和图像转换器转换的图像未成像出样品的当前感兴趣区域或到那里的路径，则优选通过改变样品相对于物镜的定位来进行感兴趣区域的变换或对沿路径直到当前感兴趣区域的移动。
对样品相对于物镜的定位的改变优选通过如下方式进行，即，将显微镜的承载有样品的载物台相对于所选的物镜移动。将在改变样品相对于分别选择的物镜的定位期间利用该物镜或利用这些物镜拍摄的并被图像转换器转换的图像优选存储起来。所存储的图像优选作为影片再现。将在改变样品相对于分别选择的物镜的定位期间利用该物镜或利用这些物镜拍摄的并被图像转换器转换的图像优选存储起来，并根据样品相对于物镜的相对应的定位来拼合(被称为拼接)成连贯的图像。与各个利用分别选择的物镜拍摄的并被图像转换器转换的图像相比，被拼合起来的图像形成样品的更大的部分。替选地，将在改变样品相对于分别选择的物镜的定位期间利用该物镜或利用这些物镜拍摄的并被图像转换器转换的图像存储起来，并根据图像的内容拼合成连贯的图像。通过对这些图像的内容的分析可以将这些图像正确拼合在一起。
根据本发明的数码显微镜被用于用显微镜观察样品。该数码显微镜包括至少两个能自动变换的物镜。这些物镜具有不同的成像比例。这些物镜可以被变换，其中，总是选出其中一个物镜，并让其位于显微镜的射束路径中。分别选出的物镜被用于对样品进行光学成像。数码显微镜优选包括用于变换物镜的可电控的物镜变换器。
显微镜还包括图像转换器，其用于转换样品的利用分别选出的物镜拍摄的图像。
显微镜包括控制和图像处理单元，通过该控制和图像处理单元至少能控制对物镜的变换，并且通过该控制和图像处理单元可以进行对利用所选的物镜拍摄的并由图像转换器转换的图像的数码图像处理。控制和图像处理单元被配置成用于实施根据本发明的方法，优选地，控制和图像处理单元被配置成用于实施根据本发明的方法的优选实施方式。控制和图像处理单元优选由计算机形成。显微镜还优选具有结合根据本发明的方法说明的特征。
附图说明
由以下参考附图对本发明的优选实施方式的描述得到本发明的另外的细节和改进方案。其中：
图1：示出根据本发明的显微镜的优选实施方式；
图2：示出根据本发明的方法的第一优选实施方式的流程图；
图3：示出根据本发明的方法的第二优选实施方式的流程图；
图4：示出根据本发明的方法的第三优选实施方式的流程图；
图5：示出根据本发明的方法的第四优选实施方式的原理图；并且
图6：示出根据本发明的方法的第五优选实施方式的原理图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的数码显微镜的优选实施方式。显微镜包括马达驱动的且经编码的物镜变换器01，物镜变换器具有多个配备的经编码的物镜02，其中，其中一个或多个物镜02可以分别被构造为变焦物镜。物镜变换器01还可以配备有具有全景物镜的全景相机(未示出)。该显微镜还包括马达驱动的显微镜载物台03。该显微镜包括数码相机04，其可以被实施为可更换的或能法兰连接的。数码相机04包括图像转换器(未示出)，该图像转换器用于将利用分别选择的物镜02拍摄的图像转换成电子图像信号。
显微镜包括具有数码显示单元07的计算机06，该数码显示单元优选由触屏面板形成。计算机06还包括键盘和另外的操作和控制元件(未示出)。在计算机上安装有控制和图像处理软件，从而使它形成显微镜的控制和图像处理单元。控制和图像处理软件被用于实现根据本发明的方法，该方法参考图2至图6被更详细阐述。在替选的优选实施方式中，可以取消计算机，这是因为数码图像处理被按照硬件方式集成在显微镜的光学引擎中。
所示的根据本发明的显微镜的实施方式还包括显微镜底座08和目镜09。该目镜09可以替选地或附加地根据图像转换器(未示出)被实施为数码目镜。
图2示出了根据本发明的方法的第一优选实施方式的流程图，该方法利用图1中所示的数码显微镜来执行。在该第一实施方式中，n个能变换的物镜02(如图1所示)分别具有固定的成像比例MObj 1至MObj n，从而其是不连续的物镜。n个能变换的物镜02(如图1所示)分别具有像方分辨率y′Obj 1至y′Obj n。在该第一实施方式中，显微镜的整个放大率范围被连续经历。通过将物镜02(图1所示)中具有最低的成像比例的第一物镜接通和对焦，将第一图像显示在显示单元07(图1所示)上。如果操作者想要对图像进行变焦(他可以利用数码输入媒介，诸如触摸屏、鼠标指针、滑块和/或操纵杆来控制该变焦)，则现在让通过数码图像处理实现的数码变焦来接管在分辨率(即第一物镜的分辨率)恒定的情况下的连续的放大率改变。数码变焦导致分辨率y′DZ并导致放大率VDZ。在达到第二物镜的成像比例MObj 2时，变换到该第二物镜并接通该第二物镜。在用第一物镜拍摄到的并通过数码变焦进行缩放的图像仍以与第二物镜相同的成像比例显示期间，进行图像稳定性和焦点校正。该图像，在利用第二物镜拍摄的图像上进行图像稳定性和焦点校正之后，被利用第二物镜拍摄的图像所替代。因此，通过用更高分辨率的图像替代较低分辨率的图像来实现了拉近变焦。根据相同的原理，一个接一个地选择另外的物镜直到第n个物镜，并且在此期间通过数码变焦进行连续的放大率改变。在第n个物镜时，进行数码变焦直到达到有效放大率VFDZ。在变焦过程中可以对变焦过程的速度进行调整。通过变换物镜和数码变焦形成的混合变焦可以沿两个方向进行，也就是说朝着更高的放大率和更小的视场数进行，并且反之亦然。
图3示出了根据本发明的方法的第二优选实施方式的流程图。为了执行该第二实施方式，在物镜变换器01(图1所示)上有其中一个物镜02被构造为由全景相机和全景物镜(未示出)构成的单元，该单元布置在物镜变换器01(图1所示)的第一物镜定位上。其中另一个物镜02(图1所示)被构造为变焦物镜，并且被装配在物镜变换器01(图1所示)的第二物镜定位上。其中另外的物镜02(如图1所示)由具有固定的成像比例的不连续的物镜形成。在根据本发明的方法的该第二实施方式中，同样连续经历整个放大率范围。在将全景相机接通并对焦之后显示第一图像，随后可以经由集成在全景相机中的光学和/或数码变焦系统进一步放大该第一图像。全景相机具有像方分辨率
图4示出了根据本发明的方法的第三优选实施方式的流程图。为了执行该第三实施方式，物镜02(如图1所示)分别具有固定的成像比例，其中，显微镜还包括能够分别用于其中每个物镜02(图1所示)的光学变焦系统(未示出)。在该第三实施方式中，组合地进行物镜变换、针对其中每个物镜使用下游的光学变焦系统、以及数码变焦。连续经历整个可能的放大率范围。与图2所示的实施方式不同地，下游的光学变焦系统代替数码变焦地，接管了直至第n个物镜的各个不连续的物镜放大率之间的变焦。光学变焦系统具有在变焦时达到直到y'OZ最大的像方分辨率y'OZ。光学变焦系统具有在变焦时达到直到VZO最大的放大率VOZ。随后，数码变焦接管变焦直至达到有效放大率。在该实施方式中有利的是，与数码变焦相比，在不连续的物镜放大率之间的光学变焦的情况下的光学变焦系统的相应设计中，除了放大率改变之外，还可以实现分辨率的同时增长。
图5示出了根据本发明的方法的第四优选实施方式的原理图。在该原理图中，描述了光学上固定放大的物镜或光学变焦系统与数码变焦之间的依赖于物场和视场数的协同作用。在图3和图4中示例性地示出了固定放大的物镜或光学变焦系统和数码变焦的应用。在该实施方式中，显微镜载物台03(图1所示)保持固定。将来自显微镜物平面12的所示部分的与传感器相当的物场截段11经由固定放大的光学物镜或光学变焦系统全画面地成像到传感器像平面13上。因此，成像到图像转换器(未示出)上的物场截段11就物镜的分辨率或光学变焦系统的所选的变焦倍率方面来说具有最大的光学成像表现。通过根据本发明的下游的数码变焦，现在可以从传感器图像平面13在没有进一步的分辨率获益的情况下进一步放大出与监视器相当的图像截段14。于是将该数码再放大进行变焦，直到到达下一个光学放大级，并且然后该经数码放大的图像通过传感器像平面13中的具有更高分辨率地光学产生的图像(参见图4)来替代。在使用最高分辨率的物镜的情况下或在达到最高的光学变焦倍率的情况下，然后优选仅使用数码变焦直至达到有效放大率边界。对于某些应用，例如对于粒子分析而言，数码再放大即使直到无效放大率(leere
光学放大率变换器和数码变焦的根据本发明的组合在视场调整方面具有明显的优势。通过持久存储以传感器格式拍摄的光学产生的图像，使得即使固然在仅观察一个物体部位的情况下，也就是说在显微镜载物台03不运动的情况下(如图1所示)，也能够在视场缩小的情况下在所有光学成像级上进行舒适的持续变焦，而不会存在使操作者看不见被观察的物体的细节的风险。另外的优点在于，在以传感器像平面13的格式存储的数码图像之内能够在不移动显微镜台03(如图1所示)的情况下根据示例性给定的箭头方向16使经再放大的较小的与监视器相当的图像截段14进行横向的、纯数码式的导航或移动。这种导航或移动通过用于图像处理的软件来产生，并且利用诸如通过手势控制的触屏式监视器(未示出的)的数码输入媒介来控制。因此，能够实现典型的显微实践，以用于进一步选出所成像的视场中心的区域周围的物体细节。
图6示出了根据本发明的方法的第五优选实施方式的原理图。在该原理图中还描述了光学上固定放大的物镜或光学变焦系统与数码变焦之间的依赖于物场和视场数的协同作用。在图3和图4中示例性地示出了固定放大的物镜或光学变焦系统和数码变焦的应用。与图5所示的第四实施方式相比，显微镜载物台03(图1所示)横向移动，这是因为在传感器面之内的、也就是说在与传感器相当的物场截段中的移动行程不再足够了，这尤其是因为到达了传感器面的视场边缘。
示例性地示出了显微镜物平面12中的最初感兴趣区域21。操作者借助数码输入媒介(未示出)沿y方向导航到第一另外的现在感兴趣区域22。根据本发明，在输出的图像中跟随该导航。为此，首先在传感器像平面13之内移动与监视器相当的图像截段14，然后在达到传感器边界之后，紧跟着地沿y方向相应地移动显微镜载物台03(图1所示)。在此，在显微镜载物台03(图1所示)向第一另外的感兴趣区域22的移动行程上，在传感器像平面13中拍摄其中另外的与传感器相当的像场，并且进行也被称为拼接的拼合。将拼合后的图像连续数码化地存储。依赖于对于所观察的显微镜下的物体所需的传感器曝光时间地，实时地经由数码变焦进行的后续放大允许沿显微镜载物台03的所选的移动行程在物体之内进行低抖动且低延迟的数码图像可视化和定向(图1所示)。以相同的方式也发生沿显微镜载物台03(图1中所示)的两个坐标方向从第一另外的感兴趣区域22到第二另外的感兴趣区域24的另外的示例性地示出的同时的移动23。沿所选的移动方向23地，在传感器像平面13中的拍摄的与传感器相当的像场被自动拼合成不断变大的连贯的数码像场并存储。其具有的优点是，当再次导航到相同的感兴趣区域时，仅调用经数码存储的图像，这可以实时进行，而在此期间无需对物体进行照明或衬比和光学可视化。只有当导航到其他先前未探索的物体区域时，才需要再次照明或衬比显微镜下的物体。
根据本发明的方法允许的是，尤其是在逐渐褪色的荧光切片的情况下最大程度地保护要显微观察的物体或切片，以及通过最大程度地利用数码化像场在没有手动切换不连续的放大级的情况下进行低抖动和低延迟的数码图像的可视化和定向。
参考图6针对固定放大率所描述的光学上固定放大的物镜或光学变焦系统与数码变焦之间的依赖于物场和视场数的协同作用优选在图2至图中5所示的实施方式中应用。针对能利用这些实施方式实现的其他放大率，在不平坦的物体并且在必要时进行图像稳定性校正和/或光学校正的情况下，沿着在那里所选的移动方向和所选的焦点平面或焦点地图，也将拍摄的与传感器相当的像场通过拼接自动地拼合成不断变大的连贯的数码像场并存储。因此为每个显微镜下的物体或切片生成了针对所选的固定放大率而拼合并存储的数码像场，这些数码像场经由同样所记录的数码变焦功能相互结合。
优选地，在切片上例如也以不同的对比方法执行的所有显微研究，也就是说整个工作流程(Workflow)，以影片的形式被完整记录。根据本发明的方法相对于仅记录和存储各个物点或切片部位的数码单幅图像或视频序列的现有技术的另外的优点在于，能提供关于导航到感兴趣的切片部位的、到感兴趣区域的视频信息。例如，这是明确证明所做出的诊断、例如在做病理切片时所必需的。
本发明的另外的优点在于，允许保护性地研究发荧光的样品，这是因为在数码图像显示期间不需要对样品进行荧光激发。由于减少了样品的褪色，使得可以大大延长样品的使用时间。尤其是对于随后的共焦或高分辨率技术而言，在宽场检验中不会严重损坏样品。
本发明的另外的优点在于，通过由数码图像处理来进行的放大率的改变，也就是说通过作为根据本发明的混合变焦的重要功能组成部分的数码变焦，来取代具有相同孔径或分辨率但具有更高刻度数的物镜。例如，40x/1.4物镜可以完全取代100x/1.4物镜，这是因为在分辨率相同的情况下通过数码变焦实现了更高放大。利用更高分辨率的物镜例如20x/1.2，通过数码变焦优选使还要更大的放大率范围被取代。
本发明的另外的优点在于，对于在大物场的情况下的全景放大来说，数码变焦还取代了跟踪感兴趣区域所不需要的物镜；即在1.0x→1.25x→2.5x→5.0x范围内的物镜。就选出具有适合应用的分辨率和视场数的全景物镜来说，数码变焦作为根据本发明的方法的功能组成部分可以将范围连续地跨接到下一个更高分辨率的物镜，从而与现有技术相比不需要某些物镜。
本发明的另外的优点在于，与数码变焦结合使用的全景放大的集成相机来取代特别的全景物镜。
本发明的另外的优点在于，数码变焦能够实现对机械对中误差进行校正。例如对所谓的物镜图像稳定性的误差进行校正。因此，通过数码校正避免了在放大率变换时视场中心的横向跳动。数码变焦还允许对在变焦过程中的光学变焦系统的中心摆位进行校正；也就是说对变焦物镜的可运动的光学子系统的机械的引导误差进行校正。
本发明具有的优点是，由于考虑到厂方所确定的独特的物镜后焦距，使得通过数码变焦简化了在变换物镜时的自动重新对焦，由此方便了操作并提高了样品处理量。
本发明具有的优点是，减少了在显微镜上进行手动或手动触发的马达式设定过程的必要性，由此，减低了设定误差以及用于搜索和跟踪感兴趣的物体细节的精力。本发明支持显微镜的与应用有关的和用户友好的操作，并允许以较大的样品处理量的形式提高效率。
附图标记列表
01 物镜变换器
02 物镜
03 显微镜载物台
04 数码相机
05 -
06 计算机
07 显示单元
08 显微镜底座
09 目镜
10 -
11 物场截段
12 显微镜物平面
13 传感器像平面
14 与监视器相当的图像截段
15 -
16 导航/移动的箭头的方向
17 -
18 -
19 -
20 -
21 最初感兴趣区域
22 第一另外的感兴趣区域
23 移动
24 第二另外的感兴趣区域
MObj n 第n个物镜的成像比例
y′Obj n第n个物镜的像方分辨率
y′ZO变焦物镜的像方分辨率
y′OZ光学变焦系统的像方分辨率
y′DZ数码变焦的分辨率
VDZ 数码变焦的放大率
VZO 变焦物镜的放大率
VOZ 光学变焦系统的放大率
VFDZ数码变焦的有效放大率
