用于扫描显微镜中的至少一个测试的计算机控制的执行系统和方法

摘要

本发明涉及一种用于在扫描显微镜中运行的至少一个测试的中央计算机控制的执行方法及系统，尤其是用于共焦显微镜中运行的测试，其中测试应用软件的至少一个第一软件模块。本发明通过由各个扫描显微镜客户端和中央服务器组成的网络实现目的。客户端之间通过网络接口联系并且在服务器的中央目录中管理客户端。用于扫描显微镜的各个部件的应用软件由各个软件模块组成，每个软件模块与潜在的测试相关联。为了能够执行各种测试，已将扫描显微镜客户端装备在具有额外的传感器和部件的硬件端上，额外的传感器和部件允许确定各种操作参数。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在扫描显微镜中运行的至少一个测试的中央计算机控制的执 行方法及系统，尤其是用于共焦显微镜中运行的测试，其中测试应用软件的至少一个 第一软件模块。

背景技术

在扫描显微镜中，使用光束的点扫描对微观制备的样本进行扫描。通常，使用激 光器作为光源。也可以使用混合气体激光器、二极管激光器、固体激光器和所谓的白 光激光器。白光激光器具有获得谱广泛连续的光谱的优点。

而且，共焦显微镜提供有工作站计算机，工作站计算机通过不同的接口连接至扫 描显微镜的各个部件，例如检测器、检测针孔、具有可编程分束器(如AOBS)的声 光部件，在束在如AOTF中的作为射频的函数的各个波长上选择性地操作的声光部件， 扫描器以及其他部件。使用这个工作站计算机通过应用软件控制显微镜。如果设备产 生问题，必须通知服务工程师，其将在现场解决问题。但是，这是非常昂贵的，因为 技术人员必须出行，即使随后证明这个问题是可以由相关的操作员解决的简单的技术 问题。

发明内容

本发明的问题是提供一种系统和方法，通过该系统和方法，可以通过应用软件以 简单的方式执行至少一个软件模块的远程测试。特别地，通过远程测试确定扫描显微 镜的操作参数。这是为了保证对于用户的扫描显微镜的优化运行。

这个问题通过具有权利要求1的特征的系统和具有权利要求7的特征的方法解决。 本发明的优选实施例在从属权利要求中叙述。

本发明通过由各个扫描显微镜客户端和中央服务器组成的网络解决上述问题。能 够通过网络接口定位客户端并在服务器的中央目录中管理客户端。用于扫描显微镜的 各个部件的应用软件由各个软件模块组成，每个软件模块与可能的测试相关联。为了 保证执行不同的测试，已经将扫描显微镜客户端装备在具有额外的传感器和部件的硬 件端上，额外的传感器和部件可以确定不同的操作参数。

附图说明

本发明的进一步的特征和优点将在下面的描述中变得明显，下面的描述中通过参 考示例方式的实施例并结合附图提供了更完整的说明，其中：

图1为具有用于执行远程测试的工作站计算机和互联网连接的扫描显微镜的示意 图；

图2为具有用于执行AOBS的测试运行的可旋转镜和参考二极管的扫描显微镜的 示意图；

图3为具有用于执行检测器的测试运行的参考二极管的扫描显微镜的示意图。

具体实施方式

图1示出共焦扫描显微镜1的原理结构。来自于激光器2的照明光束3通过分束 器4或其他适当的导向器导向扫描装置5，在这里分束器4的示例为AOBS。在照明光 束3到达分束器4之前，它穿过照明针孔6。扫描装置包括至少一个扫描镜7，扫描镜 7引导照明光束3穿过物体10上方的光学扫描装置8和光学显微镜装置9或在穿过光 学扫描装置8和光学显微镜装置9后穿过物体10。扫描镜7由电机(图未示)驱动。 在不透明的物体10的情况下，在物体表面上方引导照明光束3。在生物物体10或透明 物体的情况下，照明光束3还可以穿过物体10。为了这个目的，可准备具有适当的染 色(dye)的不发光制备，并且这些提供在物体10中的染色的特征是，被照明光束3 以及光谱范围内的传输冷光和/或荧光激发。物体发出的光限定检测光束11。它穿过光 学显微镜装置9、光学扫描装置8和扫描模块5到达导向器元件4，穿过导向器元件4 并穿过检测针孔12到达检测器单元13。检测器单元可由至少一个光电倍增器组成。可 理解地，检测器单元13也可由光电倍增器阵列或CCD芯片、EMCCD芯片或APD阵 列组成。在检测器单元中，产生与从物体10发出的光的功率成比例的电检测信号。由 于物体10仅在一个波长不发出光，因此在检测器单元的前面提供色散元件是明智的。 色散元件在光谱上分离检测光束，以便检测光的各个波长空间地分离。如果激光器2 自身也包括多个照明波长，尤其当激光器2是所谓的白光激光器时，也提供如AOTF 14 的声光部件，使用该声光部件可从波长谱中选择期望的波长。

为了各个部件的计算机辅助控制，提供具有用于设备的各个部件的不同接口的工 作站计算机15。在计算机15中安装由用于设备的各个部件的不同软件模块组成的应用 软件。计算机15通过互联网连接16连接至控制服务器17。以此方式，可通过网络接 口定位各个扫描显微镜并在中央目录中管理各个扫描显微镜。目前，优选的解决方案 是JINI技术。JINI是用于编写分布式应用程序的框架，分布式应用对于不同部件之间 的协作的可扩展性和复杂性具有特定的要求并且不能通过现有的方法操作。JINI由Sun  Microsystems基于Java程序语言开发。JINI包含目录服务，目录服务可包括设备功能 和其他服务。目录服务提供网络地址和必要的接口描述；通过“远程调用方法”调用 设备和其他服务。

但是，即使在这种解决方案下，仍然存在设备和服务的分散配置问题。但是至今 为止还没有在扫描显微镜中应用这种技术，因为至今为止还没有足够快的互联网连接 或足够的计算机容量。与网络中的不同客户端和服务的网络解决方案中的传统的软件 更新相反，在共焦扫描显微镜中运行的测试中，特别地，必须评估图像数据，以便达 到与显微镜的操作方法相关的结果。但是由于所要处理的数据量和要求的计算速度， 这个结果太复杂了，因为至今为止还没有考虑使用如JINI技术。而且，至今为止，用 于检测操作参数的额外的部件还没有集成到传统的共焦激光显微镜中，这些额外的部 件现在第一次允许在硬件端确定操作参数。

因此，根据本发明，已经将激光扫描显微镜扩展为包括允许自动确定和检测不同 的操作参数的部件。

图2示出用于分束器(AOBS)测试的扫描显微镜：在中间图像中引入的镜子和极 点滤波器21以及集成的参考二极管13使得可以测试经过AOBS4的光路。可从不同的 设置参数及在检测器13上由此产生的强度值确定正确的校准。

图3示出可以通过集成光源25进行的检测器测试。在检测器的感光表面的附近中 的LED25或其他光源能够模拟信号。使用检测器13中检测到的信号，可以测试从 LED25到检测器13的全部信号路径。

而且，可以进行额外的测试。因此，可以测试扫描单元5中的检流计：使用在中 间图像的位置处通过机动化地控制引入光路中的测试结构可以检查扫描域的大小，由 此可以检查扫描器5的检流计的功能。

可以通过AOTF后面的参考二极管测试激光器或AOTF。这可用于检查AOTF校 准和激光器功能。而且，可以从测试到的激光器性能定时和规范值中总结出关于激光 器和AOTF的寿命的结论。另外，也可以装备一些具有可读取的操作小时计数器的激 光器。

可以通过将由激光器发出的波长与那些通过设备实际测量的波长进行比较，测试 光谱仪。

可以通过在中间图像的位置处的镜子进行针孔测试。使用内部检测器确定作为针 孔直径的函数的光强度。可从结果中读取针孔的正确调整。

可使用电子控制测试显微镜中的步进电机：步进电机的电子控制可用于询问 (interrogate)开路或短路连接。可在故意的往复运动中检测步进损失，然后搜寻原始 位置。

使用不同的快门可改变或转换显微镜中的光路。可光学地、磁力地或使用其他检 测器或传感器确定或询问快门的位置。出于激光器安全的原因，也可以在快门有缺陷 的事件下发出报警信号。

根据本发明，此处以示例的方式提出的测试在远离中央服务器的共焦激光扫描显 微镜中执行。由此，可将特定的测试与应用软件中的软件模块相关联。这些应用软件 的软件模块列在配置文件中，配置文件中央地存储在服务器中，从该服务器中调用配 置文件。然后，可相互独立地调用特定的扫描显微镜的不同软件模块。对于网络中的 中央服务器与不同扫描显微镜客户端之间的相互作用，可以有多种变化。

因此，有利地，根据测试计划执行扫描显微镜客户端的测试结果的执行和传输。 例如，对于扫描显微镜客户端的每个测试，定义时间间隔，在时间间隔之后重复执行 测试。只要测试不干扰正常使用，执行尽可能多的测试。

然后，测试结果自动传输至一个中央控制服务器17并存储在“远程诊断数据库” 中。但是，测试结果也可直接存储在扫描显微镜客户端上。将不同的扫描显微镜客户 端的结果进行相互比较。然后，例如从本领域中的设备的最大无故障时间和/或最大性 能的角度执行对收集到的数据的评估。这包括，例如使用自诊断来自动引入适当的测 量，如建议订购替换部件。例如，可预先估计激光器的预期服务寿命或者可制定用于 最关键的设备的优选的服务实施计划。

当然，“远程诊断数据库”也可链接至其他数据库，以便可以例如调用接收报告、 SAP数据、支持请求、板审查等。

而且，可使用本领域中的操作参数联合统计。以此方式，可检测与设备中正常状 态的任何偏差或弱点，然后可执行有目标的服务。也可执行用户行为的分析，对用户 的评估带来特定类型的实验中的典型过程的优化。

通过(共焦)激光扫描显微镜的操作参数的自动确定和检测，可基本上总体地延 长平均无故障时间。这包括简单测试和测量数据(例如，来自于日志文件)的传输以 及根据特定时间的测试计划执行的自测试/性能测试。

最重要的方面是远程地自动提供第一诊断，也就是，不需要服务器工程师的现场 访问。理想地，在用户发现实际故障发生之前，检测到参数中的偏差和由此即将发生 的故障。

可采用在每个板上提供的各个可读序列号芯片跟踪内置在设备中的各个板的全部 历史。

例如，将在设备中的不同点处的冷却剂的温度和流速和水平面以及在规则间隔处 的各个部件的供电电压作为直接测量值传输。也可直接确定和传输可用的存储空间、 检流计的调节参数和其他校准值。

激光扫描显微镜中的远程诊断的关键部分是自动地执行自测试。例如，在扫描显 微镜客户端启动时(优选地，用于一些设备部件的短时测试)或者当设备关闭时，执 行自测试。但是，设备也可检测在很长时间周期没有发生测量和用户行为，然后使用 这些阶段(空闲阶段)用于复杂的自测试。