用于使显微镜物镜适配于数字显微镜的方法和适配器技术

本发明专利技术涉及一种用于使显微镜物镜(25)适配于数字显微镜(2)的电子接口(16)的方法和适配器，其中该方法包括以下步骤：测量和存储显微镜物镜(25)的光学特性；测量和存储显微镜物镜(25)的机械特性；以及将所存储的光学特性和机械特性作为光学和机械数据提供给电子接口(16)。所述适配器包括具有用于调节标准物镜(25)的光学部件的调节装置的机械接口(26)、数字存储装置(17)、电子接口(16)和用于将数字存储装置(17)的数据提供给电子接口(16)的至少一个电子元件。

Method and adapter for adapting microscope objective to digital microscope

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使显微镜物镜适配于数字显微镜的方法和适配器
本专利技术涉及一种用于使标准的模拟显微镜物镜(以下统称为显微镜物镜)适配于数字显微镜的方法和适配器。
技术介绍
大体而言从现有技术中已知用于显微镜物镜和相机透镜的接口和耦接点，包括电子类型的接口和耦接点。显微镜用户常常有很多物镜，他们希望在新的数字显微镜上继续使用这些物镜。因此，期望能够在数字显微镜上操作传统的、编码的或非编码的显微镜物镜或各种制造商的特殊物镜。DE3202461C1描述了通过显微镜的物镜转轮(转盘)上的卡口对物镜进行机械适配。该物镜可以带有用于加密技术数据的编码，该编码在转轮向内旋转期间可以通过固定在壳体上的读取设备进行检测，并且可以用于控制单元的功能。DE102006001722A1公开了一种用于光学系统上具有自动曝光模式的相机的连接装置。适配管通过第一端紧固到相机上并通过第二端紧固到光学系统上作为机械/电气连接件。布置在第一端处的连接元件具有多个电触针，这些电触针与相机上的相应电触头相互作用。DE102004048099A1描述了一种光学单元或光学单元附接部件，其适合于装配在显微镜中，并且在其上设置有电子存储模块和两个接触区域，所述接触区域电连接到存储模块15的端子，一旦装配好该部件，就可以通过所述接触区域与存储模块15电接触并为其供给能量。以这种方式，实现了部件识别。WO2011/095609A1描述了一种用于显微镜物镜的机械电子卡口接口。该机械接口也可以用于传送数据或向所耦接的光学部件供电。DE8701482U1描述了一种用于摄影相机的可互换透镜的卡口安装结构。在卡口安装结构上也存在电触头，以将位于透镜中的电路连接至位于相机壳体中的电路，从而允许交换自动对焦模式所需的信息。可以提及DE102007006066B4作为专利文献中描述的许多物镜适配器的代表。该布置结构涉及一种用于快速更换物镜的装置，包括通过将卡口连接器与卡口接收器联接而螺纹紧固在光学单元上。US5703714A描述了一种显微镜系统，该显微镜系统根据观察条件来控制光学要素，例如照明装置或光阑的亮度。设置条件存储在系统存储器内的表格中。DE102010001604A1公开了一种用于将物镜容易且精确地紧固在显微镜的支架或转轮上的紧固装置，该紧固装置也可以具有用于部件识别和数据存储器的电接口。
技术实现思路
本专利技术的目的包括使传统的编码或非编码的显微镜物镜或任何制造商的特殊物镜可在数字显微镜上使用。根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求10的特征的适配器来实现。这并不是物镜与数字显微镜的简单的机械、光学和电子适配的问题，而是涉及旨在通过智能适配器实现这些物镜的完整集成，并借助于通过系统固件和软件在整个数字显微镜系统中的交互来实现接口。根据本专利技术的用于使标准物镜适配于数字显微镜的电子接口的方法包括以下步骤：测量和/或读出并存储标准物镜的光学特性；测量并存储标准物镜的机械特性；向接口提供光学和机械数据。在该方法的一个优选实施例中，光学特性选自下组：成像比例β、失真特性、纵向色差、横向色差、对中(centration)误差(横向图像不稳定性)。本领域技术人员熟悉这些光学规范，其名称在不同制造商之间也可能有所不同。在该方法的一个优选实施例中，机械性能选自下组：工作距离、连接尺寸、连接类型、安装长度和光学齐焦距(opticalparfocallength)。连接尺寸例如是螺纹尺寸或连接直径。连接类型可以例如通过螺纹、卡口等来定义。光学齐焦距可以通过安装长度和前焦距来描述。本领域技术人员熟悉物镜的机械特性并且可以做出相应要求的选择。在根据本专利技术的方法的又一优选实施例中，光学特性和/或机械特性用于确定使数字显微镜工作的方式适配于显微镜物镜所需的校正数据。在这一点，作为校正数据的示例，可以提及以下内容：Δ成像比例、颜色放大率差、横向图像偏移、失真、纵向色差、聚焦校正。本领域技术人员熟悉这些规范和术语，并且利用对系统的了解，可以容易地确定和应用相应所需的校正数据。在又一优选实施例中，校正数据被提供给电子接口。这些数据可以例如作为更新被引入到显微镜软件中，或者可以在数字显微镜的操作期间从接口连续查询。在另一有利的实施方式中，显微镜物镜的识别数据传输到电子接口。这样，数字显微镜可以例如执行或禁止针对相应物镜所定义的操作顺序(例如荧光、相衬、照明控制、部件识别)。有了对显微镜物镜和数字显微镜的光学和机械特性的了解，本领域技术人员可以在光学单元设计的各种辅助下确定所需的光学适配。根据本专利技术的用于将显微镜物镜与数字显微镜耦接的适配器包括：机械接口，其带有用于调节标准物镜的光学部件的调节装置；数字存储器和电子接口，以及用于为电子接口提供数字存储器的数据的至少一个电子元件。在从属权利要求中还指出了本专利技术的有利的构造变型。可以看到本专利技术的优点尤其在于客户可以将其现有的(昂贵的)物镜与最新的数字显微镜一起使用。数字显微镜的典型系统结构和基本工作原理如图2所示；在本专利技术的上下文中，这种系统结构被理解为数字显微镜。在本专利技术的上下文中，显然不能将传统显微镜与数码相机或数字图像传感器的简单耦接理解为数字显微镜。因此，根据本专利技术的适配器为常规物镜提供了与数字物镜——即适合用在内部存储了光学和机械方面的实际数据的数字显微镜上的物镜——相同的功能，其因此可以用于数字显微镜中以改善或优化成像和应用。当前实际的光学物镜数据(例如实际的工作距离、前焦距、实际的成像比例、实际的光学校正状态或其它更复杂的特性，例如作为实际Zernike系数的平方和的实际Streh强度比率)的编码和内部存储的相关可能性允许将这些实际数据用于优化成像的可能性。例如，这可以通过系统偏移或对光学工作点(例如与应用相关的光波长)的与应用相关的可变控制、通过传感器支持的光学物镜质量的内部测量或进行中的实时图像计算来进行。这样，通过考虑配备有适配器的显微镜物镜或数字物镜及其下游编码光学系统(例如镜筒透镜或光学变焦系统)的实际示例性残余光学像差，误差可以在一定限度内被补偿并在改善数字成像的意义上使用。因此，例如，通过将标准模拟显微镜物镜的失真特性存储在适配器的存储器中，可以在包括下游光学变焦系统的情况下以数字方式(即非光学方式)以较少的支出进行运算失真校正。残余光学像差补偿的另外的可能性由自适应的动态光学元件(例如可移位透镜)提供，这些元件另外布置在适配器中，并且可用以在规定限度内校正浸入介质的温度和/或折射率的变化或盖玻片的厚度变化。这样，可以通过光学参数的数字再调节来保证始终如一的高图像质量。根据本专利技术，该适配器可将传统显微镜物镜的纯光学-机械系统用作具有其本质特征的数字物镜：-复杂的光机电系统，包括光学、机械、电子子组件以及固件/软件功能，-机械-电子接口(例如多触点E型卡口接口)，用于物镜在显微镜上的规定光学-机械定位、供给能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使显微镜物镜(25)适配于数字显微镜(2)的电子接口(16)的方法，其特征在于，/n-测量和存储所述显微镜物镜(25)的光学特性；/n-测量和存储所述显微镜物镜(25)的机械特性；/n-将所存储的光学特性和机械特性作为光学和机械数据提供给所述电子接口(16)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170522 DE 102017208615.71.一种用于使显微镜物镜(25)适配于数字显微镜(2)的电子接口(16)的方法，其特征在于，
-测量和存储所述显微镜物镜(25)的光学特性；
-测量和存储所述显微镜物镜(25)的机械特性；
-将所存储的光学特性和机械特性作为光学和机械数据提供给所述电子接口(16)。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学特性选自包括以下各者的组：成像比例、失真特性、纵向色差、横向色差、对中误差。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机械特性选自下组：工作距离、连接尺寸、连接类型、安装长度、光学齐焦距。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了适配于所述数字显微镜(2)工作的方式，由所述光学特性和/或机械特性确定校正数据。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述校正数据提供给所述电子接口(16)。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述显微镜物镜的识别数据传输到所述电子接口。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述显微镜物镜(25)整体或仅将其光学单元部件(13)集成到适配器(3)中，其中所述适配器(3)提供至少一个存储器(17)和电子接口(16)。


8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显微镜物镜(25)借助于其现有的机械接口(26)通过凸缘安装在适配器壳体上，其中所述适配器壳体提供至少一个存储器(17)和所述接口(16)。


9.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克诺布利希，D·斯特尔，J·温特罗特，T·米尔德，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE