Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Mikroskops sowie ein zur Ausführung des Verfahrens geeignetes Mikroskop.

Um ein Mikroskop zu Betreiben erfolgt dessen Steuerung üblicherweise manuell, indem Bedienelemente des Mikroskops bedient werden und/oder über eine

Benutzeroberfläche, beispielsweise einer berührungssensitiven Anzeige (touch päd) oder eines Rechners, Steuerbefehle eines Steuerungsprogramms durch einen Bediener des Mikroskops ausgewählt werden. Die ausgewählten Steuerbefehle werden durch eine Steuerungseinheit an das Mikroskop übermittelt, worauf dieses entsprechend der übermittelten Steuerbefehle angesteuert wird.

Der Benutzer des Mikroskops muss sich dabei durch ein Menü des

Steuerprogramms navigieren und gelangt unter Umständen erst nach einer Vielzahl von Auswahlvorgängen zu dem gewünschten Steuerbefehl. Ist der Benutzer mit dem Steuerprogramm nicht oder nicht eingehend vertraut, ist die Bedienung des

Mikroskops sehr zeitaufwendig oder gar nicht möglich.

Einheitliche Lösungen zum Bedienen von Mikroskopen mit nur wenigen

Auswahlvorgängen sind aufgrund der Vielzahl von Anwendungen und Probenarten in der Mikroskopie bislang nicht erreicht worden.

Ein Ansatz ist aus der DE 10 2012 220 195 A1 bekannt, in der ein Mikroskop mit einer Steuereinrichtung vorgeschlagen wird, die eine Vorrichtung zur Erfassung von Gesten eines Benutzers und zum Umsetzen der erfassten Gesten in Steuerbefehle aufweist.

Damit die Gesten eindeutig erfasst werden können, müssen diese innerhalb eines Erfassungsbereichs der Vorrichtung und mit einer für die Erfassung hinreichenden Eindeutigkeit und gegebenenfalls mehrfach ausgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Möglichkeit vorzuschlagen, mittels der eine vereinfachte Steuerung eines Mikroskops ermöglicht ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde ein einfach steuerbares Mikroskop anzugeben.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein

Mikroskopsteuerungsverfahren gelöst, das die technischen Merkmale gemäß

Anspruch 1 aufweist. Hinsichtlich des Mikroskops wird die Aufgabe durch die

Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.

Das Mikroskopsteuerungsverfahren dient zum Betreiben eines Mikroskops und umfasst die folgenden Schritte: Erfassen einer akustischen, einer graphisch dargestellten und/oder einer elektronisch kodierten Sprachinformation, insbesondere mittels eines Detektors, einer optischen Erfassungseinheit und/oder einer

Schnittstelle; Vergleichen der Sprachinformation mit gespeicherten Referenzbefehlen und Ermitteln eines Sprachbefehls in Abhängigkeit eines vorbestimmten Maßes an Übereinstimmung zwischen mindestens einem Teilabschnitt der Sprachinformation und einem Referenzbefehl; Auswählen desjenigen Referenzbefehls, mit dem der Sprachbefehl mindestens in einem vorbestimmten Maße übereinstimmt; Erzeugen mindestens eines zum Betrieb des Mikroskops geeigneten Steuerbefehls, wobei der Steuerbefehl entweder ein dem ausgewählten Referenzbefehl unveränderlicher zugeordneter Steuerbefehl ist oder der Steuerbefehl in Abhängigkeit einer dem Referenzbefehl zugeordneten Vorschrift zur Bildung eines generierten Steuerbefehls erzeugt wird und Steuern des Mikroskops mittels des zugeordneten oder des generierten Steuerbefehls.

Unter einer Sprachinformation wird eine von einem Sender der Sprachinformation gegebene und durch einen Empfänger verständliche Information verstanden. Dabei kann die Sprachinformation aus jeder gesprochenen oder geschriebenen Sprache stammen. Die Sprachinformation stellt keine Information dar, die unmittelbar zur Steuerung des Mikroskops verwendbar ist. Insbesondere ist eine Information in einer sogenannten Maschinensprache keine Sprachinformation im Sinne dieser

Beschreibung. Eine Sprachinformation bedarf in jedem Fall der Übersetzung in eine zur Steuerung des Mikroskops, insbesondere eine zur Steuerung dessen

Beleuchtungs- und/oder Antriebseinheiten, geeigneten Maschinensprache.

Die Sprachinformation kann gesprochen sein und wird akustisch, beispielsweise mittels eines Detektors in Form eines Mikrofons, erfasst.

Eine graphisch dargestellte Sprachinformation ist durch ein statisches Zeichen, beispielsweise eine Grafik, ein Symbol, ein Buchstabe, eine Zahl oder ein Wort gegeben, auch wenn die Sprachinformation nur zeitweilig, beispielsweise auf einem Display, graphisch dargestellt wird. Die graphische Sprachinformation kann auch eine Aneinanderreihung von Zeichen in Form einer Zeichenkette sein. In einer besonderen Form ist die graphische Sprachinformation ein Text. Die graphische Sprachinformation kann in einer beliebigen Weise optisch wahrnehmbar dargestellt sein und beispielsweise geschrieben, gedruckt, projiziert oder angezeigt sein. Die graphische Sprach Information wird optisch, beispielsweise mittels einer Kamera, erfasst.

Liegen die akustische Sprachinformation und/oder die graphische Sprachinformation als eine elektronische Datei, beispielsweise als eine Textdatei oder eine Grafikdatei vor, wird die Sprachinformation als elektronisch kodierte Sprachinformationen bezeichnet. Eine elektronisch kodierte Sprachinformation ist beispielsweise auch eine Datei, deren Daten eine akustische Sprach Information, beispielsweise ein Sonogramm, repräsentieren. Die elektronisch kodierte Sprachinformation wird mittels eines geeigneten Empfangsgeräts, beispielsweise mittels einer Rechnereinheit, eines Infrarotempfängers oder eines Funkempfängers erfasst.

Unter einem Sprachbefehl wird eine Anweisung verstanden, deren Bedeutung auf die gezielte Ausführung eines Steuervorgangs des Mikroskops gerichtet ist. Eine Sprachinformation kann vollständig durch einen oder mehrere Sprachbefehle gebildet sein. Die Sprach Information kann neben den für die Steuerung des Mikroskops nicht relevanten Informationen, beispielsweise Füllwörter, auch einen oder mehrere Sprachbefehle enthalten.

Ein zusammengesetzter Sprachbefehl besteht aus mindestens zwei in der

Sprachinformation enthaltenen Tönen, Tonfolgen, Zeichen oder elektronisch kodierten Daten.

Unter einem Referenzbefehl wird ein Oberbegriff einer Anzahl möglicher

Ausdrucksformen eines Begriffs oder Terminus verstanden. Lediglich als Beispiele seien die Ausdrücke:„verfahre in Z",„stelle in Z zu";„Höhenverstellung" und „korrigiere Z-Abstand" genannt, die beispielsweise alle dem einen Referenzbefehl„Z- Einstellung" zugeordnet werden oder zuordenbar sind. Mittels eines dem

Referenzbefehl zugeordneten Steuerbefehls wird das Objektiv in Z-Richtung verfahren und beispielsweise ein Beobachtungs- oder Abtaststrahl defokussiert beziehungsweise fokussiert.

Eine solche Zuordnung erfolgt beispielsweise durch Vergleichen einer Anzahl vorbekannter Begriffe, die jeweils einem Referenzbefehl zugeordnet sind, mit der erfassten Sprachinformation. Zusätzlich oder alternativ kann ein Algorithmus verwendet werden, durch den die in der Sprachinformation enthaltenen Begriffe bezüglich deren Ähnlichkeit hinsichtlich deren Phonetik, Bedeutung und/oder

Zeichenähnlichkeit mit einem der verfügbaren Referenzbefehle verglichen werden.

Der Referenzbefehl, zu dem die Begriffe am ähnlichsten sind, wird ausgewählt, wenn die Ähnlichkeit ein vorbestimmtes Mindestmaß erreicht oder überschritten hat.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die erfasste

Sprachinformation analysiert und in Abhängigkeit der erfassten Sprachinformation mindestens ein wahrscheinlicher zukünftiger Ablauf des Verfahrens ermittelt.

Werden mehrere wahrscheinliche zukünftige Abläufe des Verfahrens ermittelt, können diese vorteilhaft dem Benutzer angegeben, insbesondere angezeigt, werden. Dabei können die Abläufe entsprechend ihrer Wahrscheinlichkeiten sortiert angegeben werden. Durch den Benutzer wird der gewünschte Ablauf manuell und/oder akustisch ausgewählt.

In jedem der wahrscheinlichen zukünftigen Abläufe können vorteilhaft

Verfahrensschritte vorgesehen werden, die nicht durch den Benutzer explizit angewiesen werden müssen, um ausgeführt zu werden.

Eine solche Ausgestaltung des Verfahrens ermöglicht die Ausführung des

Verfahrens, ohne dass sämtliche Verfahrensschritte durch den Benutzer anzuweisen sind. Der Benutzer benötigt daher keine umfassenden Kenntnisse des

anzuwendenden Verfahrens und dessen konkreter Umsetzung, sondern kann beispielsweise in einem Gespräch das auszuführende Experiment erläutern. Die dabei erfasste Sprachinformation wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einen Sprachbefehl überführt, durch den mindestens ein Steuerbefehl, insbesondere ein generierter Steuerbefehl, erzeugt wird, der neben den unmittelbar angewiesenen Verfahrensschritten für weitere erforderliche Verfahrensschritte kodiert. Beispielsweise kann die obligatorische Verwendung eines bestimmten Filters vorgesehen werden, obwohl dessen Verwendung durch den Benutzer nicht ausdrücklich angewiesen wurde, die Verwendung für die Durchführung des

Verfahrens aber sinnvoll oder gar zwingend erforderlich ist.

Ein jeder Referenzbefehl steht stellvertretend für einen Steuerbefehl, bei dessen Übermittlung ein konkreter Steuerungsvorgang an dem Mikroskop ausgeführt wird. Einem Steuerbefehl können mehrere Referenzbefehle zugeordnet sein.

Einem Referenzbefehl kann ein unveränderlicher Steuerbefehl zugeordnet sein, der in immer gleicher Weise ausgeführt wird. Ein unveränderlicher Steuerbefehl ist beispielsweise„HALT", mit dem alle Funktionen des Mikroskops, insbesondere alle aktuell ausgeführten Bewegungen, angehalten werden.

Es ist auch möglich, dass dem Referenzbefehl eine Vorschrift zur Bildung eines generierten Steuerbefehls zugeordnet ist. In diesem Fall wird der Steuerbefehl nach der Auswahl des Referenzbefehls gemäß der Vorschrift generiert. Der generierte Steuerbefehl kann variable Komponenten enthalten, so dass dieser nicht immer in der gleichen Weise ausgeführt wird, wie nachstehend noch genauer erläutert werden wird.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

Mikroskopsteuerungsverfahrens wird die erfasste Sprachinformation auf ein

Vorhandensein mindestens einer Parameterinformation überprüft. Eine

Parameterinformation ist ein Teilabschnitt der Sprachinformation, die mit dem ermittelten Sprachbefehl in einer steuerungstechnisch logischen Verbindung steht. Beispielsweise sind als Sprachbefehl„Verfahre in Z" und als Referenzbefehl „Höhenverstellung" ausgewählt worden. Eine diesem Sprachbefehl

steuerungstechnisch logisch zugehörige Parameterinformation ist beispielsweise die Richtung der Höhenverstellung und/oder der Betrag oder die Schrittweite der Höhenverstellung. Die Parameterinformation stellt einen Bestandteil eines

zusammengesetzten Sprachbefehls beziehungsweise eine variable Komponente eines generierten Steuerbefehls dar.

Der ermittelte Sprachbefehl wird in einer möglichen Ausgestaltung des

erfindungsgemäßen Verfahrens mit mindestens einer vorhandenen

Parameterinformation zu einem zusammengesetzten Sprachbefehl kombiniert und der ausgewählte Referenzbefehl wird mit der Parameterinformation zu einem generierten Steuerbefehl ergänzt. Der generierte Steuerbefehl weist daher eine durch den Referenzbefehl bestimmte Komponente und mindestens eine durch eine Parameterinformation bestimmte Komponente auf.

Die Parameterinformation ist beispielsweise eine Information ausgewählt aus einer Gruppe umfassend eine Ortsangabe, eine Richtungsangabe, eine Entfernung, ein Betrag oder eine Schrittweite, eine Kennzeichnung eines Elements des Mikroskops und ein Parameterwert. In weiteren Ausgestaltungen des Mikroskopsteuerungsverfahrens wird der

Sprachbefehl in Abhängigkeit von in der Sprach infornnation enthaltenen bekannten Schlüsselworten ermittelt.

Schlüsselwörter sind Begriffe oder Kombinationen von Begriffen, Zeichen und/oder Zahlen, die in einer Datenbank vorgehalten sind und die beispielsweise auf dem Gebiet der Mikroskopie übliche Fachbegriffe sind. Die Schlüsselworte können in mehreren Sprachen vorgehalten werden.

Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Vorgehensweise, den Sprachbefehl anhand der Bedeutung und/oder des Kontexts der Komponenten der

Sprachinformation zu ermitteln, erlaubt die Verwendung von Schlüsselwörtern eine schnellere und präzisere Ermittlung des Sprachbefehls, da durch die Schlüsselwörter eindeutige und vorbekannte Bedeutungen in der Sprach Information vorliegen.

Die Datenbank kann als eine sogenannte look-up-Tabelle ausgebildet sein. Die Datenbanken können in weiteren Ausführungen durch geeignete logische Strukturen gebildet sein. Diese Strukturen definieren beispielsweise zusätzliche Eigenschaften, die einem Algorithmus bei der Interpretation der Sprachinformation wichtige Hinweise liefern.

Ermittelten und ausgewählten Schlüsselworten einer Sprachinformation wird eine ZuOrdnungsvorschrift zugewiesen, durch die zu dem Schlüsselwort gehörende Parameterinformationen in der Sprachinformation identifiziert und das Schlüsselwort mit den Parameterinformationen zu einem zusammengesetzten Sprachbefehl kombiniert werden.

Wird ein Schlüsselwort in der erfassten Sprachinformation erkannt und gehört zu dem Schlüsselwort beispielsweise eine Parameterinformation, um einen

vollständigen Referenzbefehl und einen steuerungstechnisch logischen generierten Steuerbefehl zu erhalten, wird die erfasste Sprachinformation nach der

Parameterinformation durchsucht. Dabei kann berücksichtigt werden, ob die

Parameterinformation bei einem üblichen Gebrauch der Sprache der

Sprachinformation direkt vor oder nach dem Schlüsselwort oder entfernt von diesem zu erwarten ist.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

Mikroskopsteuerungsverfahrens wird die Sprachinformation auf ein Vorhandensein einer räumlichen und/oder zeitlichen Abfolge von Schlüsselworten wenigstens in einem Teilabschnitt der Sprachinformation überprüft, wobei bei einem Vorhandensein der Abfolge von Schlüsselworten diese Abfolge als Sprachbefehl ermittelt wird.

Die Abfolge von Schlüsselworten wird beispielsweise mit einer Anzahl von

Referenzbefehlen in Form vorbestimmter Ansteuerungszustände des Mikroskops (Konfigurationen) auf das Vorhandensein einer Übereinstimmung verglichen.

Mindestens der die Abfolge enthaltende Teilabschnitt der Sprachinformation wird demjenigen Ansteuerungszustand zugeordnet, mit dem die Abfolge mindestens in einem vorbestimmten Maße übereinstimmt, also zu diesem hinreichend ähnlich oder identisch ist.

Durch einen Ansteuerungszustand kann ein Zustand des Mikroskops in nur einem Sprachbefehl eingestellt werden, der ansonsten nur durch eine Vielzahl einzelner Sprachbefehle erreichbar ist. Beispielsweise kann das Mikroskop mittels einer einen entsprechenden Ansteuerungszustand repräsentierenden Abfolge von

Schlüsselwörtern aus einem beliebigen aktuellen Betriebszustand in einen

Ausgangszustand gebracht werden.

In den gespeicherten und vorgehaltenen vorbestimmten Ansteuerungszuständen beziehungsweise können diskrete Parameterwerte, die zu dem Schlüsselwort gehörende Parameterinformationen sind, zu Parameterwertbereichen

zusammengefasst werden. Eine solche Zusammenfassung benötigt einen geringeren Speicherplatz als eine Speicherung aller möglicher Parameterwerte.

Das erfindungsgemäße Mikroskopsteuerungsverfahren ist in weiteren möglichen Ausgestaltungen effizienter ausführbar, wenn aus einer Gesamtheit von anfänglich verfügbaren Referenzbefehlen eine Auswahl von Referenzbefehlen getroffen wird. Für die Ermittlung des Sprachbefehls werden nur die ausgewählten Referenzbefehle verwendet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das technische Problem gelöst, anhand erfasster Messwerte, hier in Form von erfassten Sprachbefehlen, eine Konfiguration eines komplexen Instruments wie eines Mikroskops einzustellen. Die dazu

verwendeten technischen Mittel sind Detektoren, mindestens eine optische

Erfassungseinheit und/oder mindestens eine Schnittstelle zur Messwerterfassung, eine Rechner-und Steuerungseinheit, sowie anzusteuernde Einheiten des

Mikroskops.

Die Aufgabe wird ferner mittels eines Mikroskops gelöst, das eine Rechner-und Steuerungseinheit aufweist.

Erfindungsgemäß ist die Rechner-und Steuerungseinheit dazu ausgebildet, eine akustische, eine graphisch dargestellte und/oder eine elektronisch kodierte

Sprachinformation mit gespeicherten Referenzbefehlen zu vergleichen und einen Sprachbefehl in Abhängigkeit eines vorbestimmten Maßes an Übereinstimmung zwischen mindestens einem Teilabschnitt der Sprachinformation und einem

Referenzbefehl zu ermitteln. Anschließend ist derjenige Referenzbefehl auswählbar, mit dem der Sprachbefehl in einem vorbestimmten Maße übereinstimmt.

Die Rechner-und Steuerungseinheit ist ferner dazu ausgebildet, mindestens eine zum Betrieb des Mikroskops geeigneten Steuerbefehl zu erzeugen, wobei der Steuerbefehl entweder ein dem ausgewählten Referenzbefehl zugeordneter unveränderlicher Steuerbefehl ist oder der Steuerbefehl in Abhängigkeit einer dem Referenzbefehl zugeordneten Vorschrift zur Bildung eines generierten Steuerbefehls erzeugt wird. Mittels des zugeordneten oder des generierten Steuerbefehls ist das Mikroskop durch die Rechner-und Steuerungseinheit steuerbar.

Ein zugeordneter oder generierter Steuerbefehl kann so aufgebaut sein, dass mit diesem oder mit jeweils bestimmten Anteilen des Steuerbefehls eine Anzahl von Einheiten des Mikroskops, beispielsweise motorische Antriebe, einstellbare Filter, räumliche Lichtmodulatoren (SLM, spatial light modulator), akustooptische

Modulatoren (AOM), Detektoren und/oder eine Lichtquelle angesteuert werden beziehungsweise angesteuert werden können (komplexer Steuerbefehl,

zusammengesetzter Steuerbefehl).

Weist ein Steuerbefehl mehrere Anteile oder Teilbefehle auf, die zur Steuerung unterschiedlicher Einheiten dienen, können diese in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustands des Mikroskops beziehungsweise der jeweiligen anzusteuernden Einheit zugeordnet oder generiert werden. Durch eine Berücksichtigung aktueller Betriebszustände ist ein hohes Reaktionsvermögen des Verfahrens zur Steuerung des Mikroskops erreicht. Aktuelle Betriebszustände können mit geeigneten Sensoren erfasst werden und mittels einer geeignet konfigurierten Recheneinheit ausgewertet und für das Verfahrens zur Verfügung gestellt werden.

Zur Steuerung des Mikroskops weist dieses wenigstens einen motorischen Antrieb auf, der mittels eines Steuerbefehls ansteuerbar ist. Sind an dem Mikroskop mehrere Antriebe vorhanden, können anstelle eines komplexen Steuerbefehls auch

entsprechend mehrere Steuerbefehle zugeordnet oder generiert werden.

Im Folgenden soll anhand eines Beispiels eine praktische Verwendung des

Verfahrens aus dem Bereich der Zellbiologie erläutert werden:

Es soll beispielsweise ein Experiment mit Fluoreszenzaufnahme durchgeführt werden. Ziel des Experiments ist die Untersuchung der funktionellen Rolle eines bestimmten Proteins während der Zellteilung.

Das Experiment besteht aus der Beobachtung des Proteins im Zusammenhang mit einem weiteren Protein während der Zellteilung unter Verwendung konfokaler Fluoreszenzmikroskopie. Dazu werden diese beiden Proteine spezifisch markiert, was beispielsweise genetisch oder bei fixierten Zellen auch mit Antikörperfärbungen erfolgen kann. Beispielsweise werden zur Markierung die zwei Fluorophore EGFP und mCherry, beides Proteine, verwendet.

Der Experimentator möchte nun Aspekte der Zellteilung dreidimensional über die Zeit beobachten und schreibt beispielsweise sein Messprotokoll kurz für seinen neuen Studenten oder für die Technische Assistenz wie folgt auf:

„Bitte die live cell Proben mit EGFP und mCherry im konfokal mikroskopieren. Alle fünf Sekunden ein Volumen bis ca. 10 μιτι vom Deckglas. Laserpower <2% da sonst die Zellen leiden. Bildfeld von 50 μ sollte langen. Beobachtungsdauer sollte ungefähr drei Stunden sein." Die Sprach information wird vorgelesen, optisch erfasst oder elektronisch in die Rechen- und Steuereinheit eingelesen.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden aus der vorstehenden Sprachinformation beispielsweise die Worte und Wortgruppen„live cell";„EGFP"; mCherry";„konfokal";„alle fünf Sekunden"; Volumen bis ca. 10 μιτι vom Deckglas"; „Laserpower <2%"; Bildfeld ca. 50 μηη";„Beobachtungsdauer" und„drei Stunden" als Sprachbefehle und Schlüsselworte erkannt.

Aus den Sprachbefehlen, deren Sinnzusammenhang und den enthaltenen Angaben beispielsweise zu Volumen, Laserpower, Bildfeldgröße und Beobachtungsdauer wird ein komplexer Steuerbefehl zugeordnet oder generiert. In weiteren Ausgestaltungen werden entsprechend viele einzelne Steuerbefehle zugeordnet oder generiert.

Die erkannten Sprachbefehle und Schlüsselworte stellen eine erste Stufe des Verfahrens dar. Diese erkannten Informationen sind jedoch ohne sinnvolle

Grundeinstellungen nicht hinreichend genau, um das Mikroskop zu steuern.

Beispielsweise fehlt jeder Hinweis über räumliche Auflösung, lediglich das Bildfeld ist spezifiziert worden. Auch die Empfindlichkeit des Detektors ist nicht bekannt.

Werden den erkannten Schlüsselworten Grund- oder Voreinstellungen der noch benötigten Größen zugeordnet, ergibt sich eine eindeutige Geräteeinstellung.

Beispielsweise werden Laserlinien von 488 nm und 561 nm mit einer Laserleistung <2% benutzt. Vorhandene Detektionsfilter werden an die Farbstoff- Emissionsspektren dieser Laserlinien automatisch angepasst.

Es wird ein vorgehaltenes Objektiv des Mikroskops ausgewählt, das ein Bildfeld gewünschter Größe mit beugungsbegrenzter Auflösung bedienen kann,

beispielsweise ein 40 x 1 ,2 W. Es wird weiterhin eine Zeitreihe definiert, bei der während drei Stunden aller fünf Sekunden ein Bildstapel mit beugungsbegrenzter Auflösung in allen drei Dimensionen abtastet wird. Das abgetastete Volumen beträgt dabei 50 μιτι x 50 μιτι x 10 μιτι. Eine Empfindlichkeit des verwendeten Detektors wird auf einen voreingestellten Wert gesetzt.

In einer weiteren Ausführung des Mikroskops ist die Rechner-und Steuerungseinheit zur Durchführung einer Plausibilitätsprüfung eines zu erzeugenden oder eines erzeugten Steuerbefehls vor dessen Ausführung ausgebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und einer Abbildung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines

erfindungsgemäßen Mikroskops.

Ein erfindungsgemäßes Mikroskop 1 weist in einem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Rechner- und Steuerungseinheit 2, ein Objektiv 3 und ein Objektivantrieb 4 zum Verstellen des Objektivs 3 auf. Die Rechner- und Steuerungseinheit 2 steht mit einem Detektor 5 in Form eines Mikrofons zur Erfassung akustischer Informationen, insbesondere von akustischen Sprachinformationen Sl in Verbindung. Weiterhin sind eine optische

Erfassungseinheit 6 in Form einer Kamera und eine Schnittstelle 7 vorhanden, die jeweils mit der Rechner- und Steuerungseinheit 2 in einer zum Austausch von Daten geeigneten Form in Verbindung stehen.

Die optische Erfassungseinheit 6 ist zur optischen Erfassung von graphisch dargestellten Sprachinformationen Sl ausgebildet und ist beispielsweise eine CCD- Kamera, eine CMOS-Kamera oder eine Videokamera.

In weiteren Ausführungen des Mikroskops 1 ist die optische Erfassungseinheit 6 ein Scanner.

Die Schnittstelle 7 ist zur Erfassung elektronisch kodierter Sprachinformationen Sl ausgebildet.

Die Rechner- und Steuerungseinheit 2 weist eine integrierte Datenbank 8 auf, in der Referenzbefehle RB, Steuerbefehle StB und/oder Schlüsselwörter SW wiederholt abrufbar gespeichert sind.

Die Datenbank 8 ist in einer weiteren möglichen Ausführung programmierbar, insbesondere sind die in der Datenbank 8 gespeicherten Referenzbefehle RB, Steuerbefehle StB und/oder Schlüsselwörter SW durch einen Benutzer des

Mikroskops 1 oder mittels eines selbstlernenden Programms ergänzbar, löschbar und/oder veränderbar.

In weiteren Ausführungen des Mikroskops 1 ist die Datenbank 8 außerhalb der Rechner- und Steuerungseinheit 2 ausgebildet und steht mit dieser in einer zum Austausch von Daten geeigneten Verbindung.

Mittels der Rechner- und Steuerungseinheit 2 ist der Objektivantrieb 4 ansteuerbar und das Objektiv 3 in Z-Richtung Z verstellbar. Durch eine Verstellung des

Objektivs 3 in Z-Richtung Z wird dessen Abstand zu einer Objektebene 9, in der beispielsweise eine zu mikroskopierende Probe angeordnet werden kann, verändert.

Die Rechner- und Steuerungseinheit 2 ist dazu ausgebildet, die akustische, die graphisch dargestellte und/oder die elektronisch kodierte Sprachinformation Sl mit den gespeicherten Referenzbefehlen RB zu vergleichen und einen Sprachbefehl SB in Abhängigkeit eines vorbestimmten Maßes an Übereinstimmung zwischen mindestens einem Teilabschnitt der Sprachinformation Sl und einem der

Referenzbefehle RB zu ermitteln. Anschließend ist derjenige Referenzbefehl RB auswählbar, mit dem der Sprachbefehl SB in einem vorbestimmten Maße

übereinstimmt.

Die Rechner-und Steuerungseinheit 2 ist ferner dazu ausgebildet, mindestens eine zum Betrieb des Mikroskops geeigneten Steuerbefehl StB zu erzeugen, wobei der Steuerbefehl StB entweder ein dem ausgewählten Referenzbefehl RB zugeordneter unveränderlicher Steuerbefehl StB ist oder der Steuerbefehl StB in Abhängigkeit einer dem Referenzbefehl RB zugeordneten Vorschrift zur Bildung eines generierten Steuerbefehls StB erzeugt wird. Mittels des zugeordneten oder des generierten Steuerbefehls StB ist das Mikroskop 1 durch die Rechner-und Steuerungseinheit 2 steuerbar.

Anhand des in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels eines

erfindungsgemäßen Mikroskops 1 wird das nachfolgend beispielhaft das

erfindungsgemäße Verfahren beschrieben.

Eine akustische Sprach Information Sl wird mittels des Mikrofons 5 akustisch erfasst.

Zusätzlich oder alternativ wird eine graphisch dargestellte Sprachinformation Sl, welche die gleiche Bedeutung wie die akustische Sprachinformation Sl hat, mittels der optischen Erfassungseinheit 6 erfasst, beispielsweise eingelesen oder abgelichtet. Die graphisch dargestellte Sprachinformation Sl kann eine Grafik, eine Abbildung mindestens eines Wortes, mindestens eines Zeichens und/oder mindestens einer Zahl sein. Die graphisch dargestellte Sprachinformation Sl kann auch von einem Schriftstück, beispielsweise einer handschriftlichen oder

ausgedruckten Notiz, erfasst werden.

Ebenfalls zusätzlich oder alternativ zur akustischen Sprachinformation Sl und/oder zur graphisch dargestellten Sprachinformation Sl wird mittels der Schnittstelle 7 eine elektronisch kodierte Sprachinformation Sl erfasst. Die elektronisch kodierte

Sprachinformation Sl ist eine Textdatei, beispielsweise einer elektronischen

Kurznachricht (SMS, MMS), eine E-Mail, eine Datei eines Schreibprogramms oder eine Datei eines Grafikprogramms.

Die erfasste Sprachinformation Sl wird an die Rechner-und Steuerungseinheit 2 übermittelt und dort in ein Format überführt, das eine Analyse der erfassten

Sprachinformation Sl ermöglicht.

Die erfasste Sprachinformation Sl wird mittels eines geeigneten Programms in einzelne Einheiten, beispielsweise in einzelne Worte, Zeichen und/oder Zahlen unterteilt. Die derart unterteilte Sprachinformation Sl wird analysiert und auf das Vorhandensein von Sprachbefehlen SB untersucht.

Dabei wird die Sprachinformation Sl in einer möglichen Ausgestaltung des

Verfahrens auf Konstellationen von Worten, Zeichen und/oder Zahlen untersucht und deren Bedeutung ermittelt. Diese Vorgehensweise erfolgt beispielsweise nach dem aus dem Stand der Technik bekannten Konzept des latenten semantischen

Indizierens (LSI). Bei dem Konzept des LSI muss ein gesuchter Begriff nicht selbst in der Sprachinformation enthalten sein, sondern es wird untersucht, ob ein

hinreichendes Maß an Relevanz zu dem gesuchten Begriff aufgefunden wird.

In der Sprachinformation Sl enthaltene Füllworte wie„und",„ist" etc. sind in einer Ausgestaltung des Verfahrens identifizierbar und werden bei der Ermittlung eines Sprachbefehls SB nicht berücksichtigt. In einem weiteren Konzept, das alternativ oder zusätzlich zu LSI angewandt wird, erfolgt eine Suche nach Schlüsselwörtern SW in der erfassten Sprachinformation Sl. Die Schlüsselworte umfassen beispielsweise Fachbegriffe und oftmals verwendete

Abkürzungen aus dem Gebiet der Mikroskopie, die beispielsweise zur Beschreibung von Experimenten in der Fachliteratur wie wissenschaftlichen Veröffentlichungen oder Fachbüchern häufig benutzt werden.

Solche Begriffe betreffen zum Beispiel Kontrastmethoden (z. B. Fluoreszenz, DIC, digital interference contrast, digitaler Interferenzkontrast), Parameter zur Einstellung eines Mikroskops (z. B. Detektor-Gain, Laserpower, Filter), Fluoreszenzfarbstoffe (z. B. GFP, Alexa 488) und Aufnahmemodi (z. B. z-Stapel, Mehrkanalbild).

Zu jedem Schlüsselwort SW kann in der Datenbank 8 die Information vorliegen, ob vor oder nach dem Schlüsselwort SW mindestens eine Parameterinformation PI erwartet wird, durch die der Begriff des Schlüsselworts SW konkretisiert wird.

Beispielsweise wird in der erfassten Sprachinformation Sl der Term„Zoom 5" gefunden. Aufgrund der Analyse der erfassten Sprach Information Sl und des

Abgleichs mit der Datenbank 8 wird als Schlüsselwort SW„Zoom" identifiziert. Mit dem Schlüsselwort SW„Zoom" ist die Information verknüpft, dass üblicherweise nach dem Schlüsselwort SW eine Zahl als Parameterinformation PI angegeben ist, durch die der Vergrößerungsfaktor (Zoomfaktor) angegeben ist. In diesem Fall folgt dem Schlüsselwort SW„Zoom" die Zahl„5". Es wird also das Schlüsselwort SW„Zoom 5" erkannt, welches als Referenzbefehl RB in der Datenbank 8 gespeichert ist.

Dabei kann der dem Schlüsselwort SW zugeordnete Referenzbefehl RB„Zoom 5" lauten. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist der Referenzbefehl RB beispielsweise als„Zoom 0-10" gespeichert. Die Parameterinformation PI fällt in den derart angegebenen Parameterbereich des Referenzbefehls RB und es wird daher ein sehr hohes Maß an Übereinstimmung zwischen dem Schlüsselwort SW und dem Referenzbefehl RB festgestellt. Daraufhin wird der Referenzbefehl RB ausgewählt und das Vorliegen eines Sprachbefehls SB festgestellt, der durch das sehr hohe Maß an Übereinstimmung verifiziert ist.

Dem ausgewählten Referenzbefehl RB ist eine Vorschrift zur Bildung eines

Steuerbefehls StB zugeordnet. Aufgrund der Vorschrift wird der Steuerbefehl StB mit einer feststehenden Komponenten„Zoom" und einer variablen Komponente„5" in einer für die Steuerung des Objektivantriebs 4 geeigneten Maschinensprache generiert.

In einer weiteren Ausführung des Mikroskops 1 ist die Rechner-und

Steuerungseinheit 2 zur Durchführung einer Plausibilitätsprüfung des generierten Steuerbefehls StB vor dessen Ausführung ausgebildet. Dabei wird überprüft, ob der generierte Steuerbefehl StB innerhalb der technischen Spezifikationen des

Mikroskops 1 liegt, beispielsweise ob eine 5-fache Vergrößerung überhaupt möglich ist. Es kann ferner überprüft werden, ob der generierte Steuerbefehl StB logisch in den bis zu diesem Zeitpunkt erfolgten technologischen Mikroskopierablauf passt.

Wird der generierte Steuerbefehl StB als plausibel eingestuft, wird dieser ausgeführt. Liegt keine Plausibilität vor, wird die Ausführung des generierten Steuerbefehls StB entweder abgebrochen oder dessen Ausführung erfolgt gar nicht erst. Es ist auch möglich, dass bei fehlender Plausibilität eine Bestätigung des generierten

Steuerbefehls StB durch den Benutzer des Mikroskops 1 angefordert wird und der generierte Steuerbefehl StB erst nach gegebener Bestätigung ausgeführt wird.

Aufgrund des generierten Steuerbefehls StB wird das Objektiv 3 durch den angesteuerten Objektivantrieb 4 in Z-Richtung Z eines kartesischen

Koordinatensystems verfahren bis eine 5-fache Vergrößerung eingestellt ist.

In weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens wird die Analyse der erfassten

Sprachinformation Sl in unterschiedlichen Varianten durchgeführt.

Beispielsweise erfolgt eine sequentielle Analyse der Schlüsselwörter SW. Dabei wird Vorwissen zu auftretenden Abfolgen von Schlüsselwörtern SW genutzt, um die Qualität der Analyse, insbesondere die korrekte Ermittlung der Sprachbefehle SB zu verbessern.

Nutzbar sind dazu beispielsweise Ansätze der Mustererkennung im

multidimensionalen Raum. Dazu werden beispielsweise Ansteuerungszustände (Konfigurationen) des Mikroskops 1 in einem Raum (dictionary space) abgelegt. In dem Raum wird nach einem nächsten Nachbarn, also nach einem

Ansteuerungszustand gesucht, der zu einer Abfolge von Schlüsselwörtern SW möglichst ähnlich ist.

Um eine schnelle Analyse, vorzugsweise in Echtzeit, zu realisieren, wird der Raum in weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens in seiner Dimensionalität reduziert.

Zur Reduzierung der Dimensionalität können beispielsweise

Hauptkomponentenanalysen (principal component analysis) eingesetzt werden. Es kann auch vorhandenes a-priori-Wissen genutzt werden, um den zur Analyse herangezogenen Raum in Teilräume zu untergliedern. Bei der Analyse werden dann nur ausgewählte Teilräume durchsucht und somit die Analyse beschleunigt.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Auswahl der Referenzbefehle RB getroffen werden, anhand derer das Vorliegen eines Sprachbefehls SB ermittelt wird. Bezugszeichen

1 Mikroskop

2 Rechner- und Steuerungseinheit

3 Objektiv

4 Objektivantrieb

5 Detektor

6 optische Erfassungseinheit (Kamera)

7 Schnittstelle (für elektronisch kodierte Sprachinformation)

8 Datenbank

9 Objektebene

Sl Sprachinformation

SB Sprachbefehl

RB Referenzbefehl

StB Steuerbefehl

SW Schlüsselwörter

PI Parameterinformation

X X-Richtung

Y Y-Richtung

Z Z-Richtung