具有无线接口的显微镜和显微镜系统
阅读：1055发布：2020-05-11
专利汇可以提供具有无线接口的显微镜和显微镜系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及具有 显微镜 控制单元的显微镜，其包括具有无线 接口 的无线通信系统，显微镜控制单元包括用于提供至少一个第一无线通信特性的至少一个第一无线通信系统(1)，以及用于提供至少一个第二无线通信特性的至少一个第二无线通信系统(2)；和/或包括至少一个无线通信系统，其设置为在预定的时间周期内提供第一和第二无线通信特性。，下面是具有无线接口的显微镜和显微镜系统专利的具体信息内容。
1.一种具有显微镜控制单元的显微镜，包括具有无线接口的无线通信系统，其特征在于，
所述显微镜控制单元包括用于提供至少一个第一无线通信特性的至少一个第一无线通信系统(1)，以及用于提供至少一个第二无线通信特性的至少一个第二无线通信系统(2)；和/或
包括至少一个无线通信系统，其设置为在特定时间周期内提供至少一个第一和第二无线通信特性。
2.根据权利要求1的显微镜，其特征在于，所述第一无线通信特性的特征在于第一距离(1’)，以及所述第二无线通信特性的特征在于另一第二距离(2’)。
3.根据权利要求2的显微镜，其特征在于，第一距离(1’)小于第二距离(2’)。
4.根据权利要求2或3的显微镜，其特征在于，第一和/或第二距离(1’，2’)是可调节的。
5.根据权利要求1至4中任一项的显微镜，其特征在于，至少一个第一无线通信系统构成接入点，其使得终端设备(3)和显微镜(9)能够直接连接。
6.根据权利要求2至5中任一项的显微镜，其特征在于，具有第一距离(1’)的第一无线通信系统(1)包括NFC作为传输标准。
7.根据前述任一权利要求的显微镜，其特征在于，所述第一无线通信特性的特征在于第一IP地址和第一端口地址，以及所述第二无线通信特性的特征在于另一第二IP地址和另一第二端口地址。
8.根据前述任一权利要求的显微镜，其特征在于，所述第一无线通信特性的特征在于无线电场的第一形状，以及所述第二无线通信特性的特征在于无线电场的第二形状。
9.根据前述任一权利要求的显微镜，其特征在于，所述至少一个第一无线通信特性配置为与至少一个输入设备和/或输出设备进行通信，特别是与移动终端设备(3)进行通信。
10.根据前述任一权利要求的显微镜，其特征在于，所述至少一个第二无线通信特性配置为与至少一个中央数据管理器(100)进行通信。
11.根据前述任一权利要求的显微镜，其特征在于，所述显微镜控制单元包括无线通信系统(18)或网络连接，用于与显微镜外部网络(5)进行通信。
12.根据权利要求10的显微镜，其特征在于，用于与显微镜外部网络(5)进行通信的无线通信系统(18)是用于提供第二无线通信特性的所述至少一个无线通信系统(2)。
13.根据前述任一权利要求的显微镜，具有用于控制显微镜组件(130，131，132)的驱动器，其特征在于，至少一个驱动器增加有并行控制端口，以通过输入设备尤其是移动终端设备(3)来进行控制。
14.根据权利要求13的显微镜，其中驱动器的并行控制端口具有非常快速的数据传输协议。
15.根据前述任一权利要求的显微镜，显微镜(9)具有输入/输出管理器(113)，其包含手势管理器(114)，用于与允许通过触摸屏输入手势的移动终端设备(3)进行通信。
16.根据权利要求15的显微镜，其中手势管理器(114)设计为将移动终端设备(3)上以手势方式的用户输入转换为显微镜(9)的控制指令。
17.根据权利要求15或16的显微镜，其中手势管理器(114)设计为学习并检测新的手势，特别是目的在于使得不能完成特定手势的残疾人能够使用替代的手势。
18.根据权利要求16的显微镜，其中手势管理器(114)设计为将下面的至少一个手势解释为下述相应的显微镜(9)控制指令：
诸如手指或触笔的输入设备在终端设备触摸屏上的(X，Y)方向上的运动，解释为显微镜载物台在(X，Y)方向上的直接运动的控制指令；
另一输入模式中的相同运动，解释为改变显微镜聚焦驱动的Z位置的控制指令；
又一输入模式中的相同运动，或输入设备的轻敲，解释为显微镜照明单元照明强度变化的控制指令；
至少两个输入设备在触摸屏上彼此远离或彼此相向地相对运动，解释为用显微镜的放大倍数转换器或缩放系统来改变放大倍数的控制指令；
至少两个输入装置在触摸屏上的旋转，同时保持它们的相对间隔，解释为像平面旋转的控制指令；以及
用输入装置以特定的输入模式敲击一次或重复敲击，解释为打开或关闭与输入模式相关联的、例如快门、滤光片或显微镜照明器的、显微镜驱动器的控制指令。
19.根据前述任一权利要求的显微镜，其中显微镜控制单元被构造为由于显微镜(9)与终端设备(3)通过无线接口连接，显微镜控制单元根据终端设备或者根据输入检测针对预定的显微镜研究进行自动的显微镜调节。
20.根据前述任一权利要求的显微镜，显微镜控制单元被构造为由于显微镜(9)与终端设备(3)通过无线接口连接，根据终端设备或者根据输入检测，所有的显微镜设置重置为相关终端设备最近使用的设置。
21.根据前述任一权利要求的显微镜，其中显微镜控制单元被构造为显微镜(9)获取的图像数据通过无线接口传输至与显微镜连接的终端设备(3)，其中特别是图像数据的输出格式能够调整为终端设备所使用的显示格式。
22.根据权利要求21的显微镜，其中显微镜控制单元被构造为除了图像数据之外，显微镜图像的元数据也传输给终端设备(3)。
23.根据前述任一权利要求的显微镜，其中显微镜控制单元被构造为服务管理器(109)处理通过显微镜(9)的无线通信系统(10)传入和传出的数据，特别是用于确定内部和外部资源的可用性和/或用于版本检查以针对通过无线接口连接至显微镜的终端设备(3)上的特定应用利用显微镜(9)所希望达到的要求进行同步，和/或用于质量保障，特别是为了确定相关显微镜组件的操作持续时间和操作频率并将它们传输至中央单元。
24.根据前述任一权利要求的显微镜，其中具有显微镜端安全管理器(110)，其被构造为限定了显微镜(9)和/或各个显微镜组件的访问权限，从而用于显微镜租借目的(“租用显微镜”)，测量显微镜和/或各个显微镜组件的使用时间从而确定显微镜租借的相应费用。
25.一种显微镜系统，具有至少一个根据前述任一权利要求的显微镜(9)，并具有至少一个移动终端设备(3)，例如iPad、iPhone、智能手机、蓝莓、平板电脑或笔记本电脑，其中至少部分地通过至少一个移动终端设备(3)来完成对于所述至少一个显微镜(9)的控制，所述至少一个移动终端设备(3)通过无线接口连接至施加控制的显微镜(9)。
26.根据权利要求25的显微镜系统，其被构造为通过连接至各个显微镜(9)的至少一个移动终端设备(3)来控制多个显微镜(9)。
27.根据权利要求25或26的显微镜系统，显微镜(9)和移动终端设备(3)之间的无线连接设计为用于一个或多个下述特征：
显微镜元数据交换；
限制显微镜的性能以用于控制权限的目的(用户权限管理)；
移动终端设备永久性连接至特定显微镜；
移动终端设备(3)和例如设备管理员或工厂管理员的高阶管理器的交互，用于受控地操作、封锁、查询或更新设备；
检测终端设备(3)，特别是基于无线电场场强，并且可选地向移动设备传输登录请求，并自动建立终端设备(3)和显微镜(9)之间的连接。
28.根据权利要求25至27中任一项的显微镜系统的应用，其中利用用户的移动终端设备(3)完成用户对于显微镜系统的显微镜(9)的身份认证，其中移动终端设备(3)通过显微镜(9)的无线通信系统的第一无线通信特性连接至显微镜(9)，随后自动或通过用户登录完成身份认证。
29.根据权利要求28的用户，其特征在于，第一无线通信特性由具有短距离(1’)的无线通信系统产生，特别是利用NFC或蓝牙传输标准，或者通过显微镜集成的短距离WLAN路由器。
30.根据权利要求28或29的应用，其特征在于，在用户身份认证后，显微镜(9)通过显微镜(9)的无线通信系统的第二无线通信特性连接至至少一个显微镜外部设备，特别是显微镜设备基础设施(70)。
31.根据权利要求30的应用，其特征在于，至少一个外部设备被构造为它至少包括用于提供显微镜系统的基础设施的计算能力，和/或用于存储数据、特别是图像数据的存储能力。
32.根据权利要求28至31中任一项的应用，其特征在于，在显微镜使用期间生成的数据通过WLAN直接流向云并进入用户目录，由此能够实现用户设备世界范围的数据同步。
33.根据权利要求28至32中任一项的应用，其特征在于，同时使用两台触摸设备形式的两台移动终端设备(3)，其中一台设备位于右侧，另一台位于左侧，从而用户能够使用双手来操作待控制的显微镜(9)，其中不同于左手触摸设备上的那些功能能够在右手触摸设备上进行控制。
具有无线接口的显微镜和显微镜系统
[0001] 说明
[0002] 本发明涉及具有显微镜控制单元的显微镜，其包括具有无线接口的无线通信系统，以及具有至少一个这种显微镜的显微镜系统。
[0003] 本申请描述了显微镜的整体连接和显微镜操作理念的改进。本文中认为，诸如iPad、iPhone或平板电脑的移动终端设备已经拥有用以构成显微镜的通信系统的所有的必备技术。此外，如果可以利用任意终端设备以对显微镜实现标准化无线通信，就会获得许多新的优势。
[0004] 如今，不同通信系统之间的互联程度不断增加。愈发经常地通过高度移动、无线连接的终端设备来访问数据源。因而，用户能够随时访问信息、连接到子网络并彼此通信。
[0005] 目前，用户以如下方式进行通信，例如：
[0006] ●通过无线且灵活地连接的终端设备；
[0007] ●通过全球运行的终端设备，这是由于该技术是标准化的；
[0008] ●其中，例如，通过电子邮件、声音、短讯服务、多媒体短信服务；
[0009] ●利用因特网(信息、电影、图像等等)；
[0010] ●利用他们自己的个人电脑(例如，用于数据同步)；
[0011] ●以及他们利用应用程序(苹果商店里所谓的“应用”)。
[0012] 迄今为止，重点在于人类用户，并且这些通常是人们彼此交换数据。
[0013] 本发明的基本原理是将这一理念扩展到机器，特别是显微镜。因此，本发明允许用户无线连接至显微镜，控制它们，在它们的终端设备上存储诸如图像和元数据的数据，自动调整显微镜功能以适应其需要(自动过程切换)，与同事交换数据，等等。
背景技术
[0014] 中国的实用新型CN 201741296 U披露了基于网络的显微镜教学互动系统，其中具有WiFi功能的各个学生端显微镜能够连接至无线网络。教师系统也类似地包含连接至网络的显微镜。显微镜是具有用于图像采集的数码相机的数码显微镜。
[0016] Bodelin技术市场出售一种手持式显微镜，商标名“ProScope Mobile”，其能够通过Wi-Fi连接至例如iPad或iPod Touch，从而使得显微镜图像能够显示在刚刚列举的终端设备上。显微镜图像能够在多个苹果设备上同步显示。
[0017] 日本Scalar公司也出售类似的产品，商标名“AirMicro”。苹果设备上对应的应用形成了与手持式显微镜的连接。能够显示实时目标图像；各个图像能够进行存储。该手持式设备的光学系统得到US5,442,489的保护。
[0018] 利用所述的手持式显微镜，通过上述苹果设备进行图像显示，而手持式显微镜仅通过显微镜上的相应按钮或操作面板进行控制。
[0019] DE 10 2010 003 339 B4涉及针对诸如外科手术显微镜的医疗设备的具有传感器屏幕的无菌操作单元。操作单元包含具有用于展示图像材料的触摸屏表面的触摸屏，触摸屏可以非触摸方式进行操作并且被构造为在触摸屏表面的前方接收无菌透明操作表面。因此，根据本发明的传感器屏幕是能够以非触摸方式操作的触摸屏，传感器屏幕表面配置有例如透明无菌或可灭菌的操作表面(由玻璃或塑料制成的面板)。传感器屏幕表面包含用于控制显微镜设备功能的区域，例如，X、Y或Z位移，缩放调节，聚焦，等等，并且还用于附加信息的淡入和淡出，控制孔径及亮度和对比度等。
[0020] DE 10 2010 043 919 A1披露了一种便携式显微镜，其具有集成操作单元，用于选择或调整至少一个可电力控制的显微镜功能。为此，操作单元具有至少一个触摸传感器，用于感测输入的用户指令，触摸传感器以用户能够一只手同时手持并操作显微镜的方式布置在便携式显微镜上。因而，能够不移动手或利用另一只手就能激活所有的显微镜功能，例如校准、缩放、聚焦、或启动图像采集，并且无需例如压敏操作组件的机械操作，进而没有振动和模糊。触摸传感器上的用户输入包含手指轻敲或拖曳或猛击动作。
[0021] DE 2010 043 917 A1披露了一种用于显微镜的操作单元，用于选择和/或调节显微镜的至少一个可电控功能，操作单元包括至少一个触摸传感器，用于感测输入指令并被构造为能够用一只手保持，触摸传感器布置为使得操作单元能够由用户仅用一只手进行手持并同时进行操作。
[0022] 最后，至今未公开的Leica Microsystems(Switzerland)AG的德国申请DE 102011 082 786.2，申请日期为2011年9月14日，发明名称为 mit
Schwanenhals-Bedieneinheit”，其披露了一种用于显微镜的操作单元，操作单元由柔性鹅颈管底座保持并且包括例如触摸板或触摸屏。通过柔性鹅颈管，操作单元的位置非常易于操作者调整至适于他的位置，特别适于右撇子或左撇子。为了实现操作单元的小型和轻型化，操作单元的操作组件可与控制电路分离。操作单元和控制电路之间的连接还可以无线实现。
Schwanenhals-Bedieneinheit”，其披露了一种用于显微镜的操作单元，操作单元由柔性鹅颈管底座保持并且包括例如触摸板或触摸屏。通过柔性鹅颈管，操作单元的位置非常易于操作者调整至适于他的位置，特别适于右撇子或左撇子。为了实现操作单元的小型和轻型化，操作单元的操作组件可与控制电路分离。操作单元和控制电路之间的连接还可以无线实现。
[0023] DE 10 2010 063 392 A1披露了一种具有传感器屏幕的显微镜，显微镜包括图像采集设备，其配置用于目标的光学和数码感测以生成目标图像，以及传感器屏幕，其被配置为在显示区域显示目标图像并感测在该显示区域的输入。基于在传感器屏幕的所述显示区域内感测到的用户输入，能够激活显微镜功能，即，能够修改机动和/或电动可控显微镜组件的设置。这使得能够影响所显示的目标图像内传感器屏幕显示区域的输入。根据用户输入的类型，能够修改所述显微镜组件的配置。这些包括例如图像采集传感器、图像处理设备、物镜转台、机动缩放调节器、聚焦驱动、和/或显微镜载物台。用户输入的类型和显示区域的模式确定待控制的显微镜组件和设置中变化的幅度。特定的控制指令，例如平移、缩放、旋转、或聚焦指令，能够由输入类型进行检测。由此获得针对显微镜组件的相应控制指令。随后，这些控制指令导致显微镜组件的相应调整，例如显微镜载物台的平移、电动缩放调节器的缩放、显微镜载物台旋转、或通过聚焦驱动的聚焦。输入指令类型包括在传感器屏幕显示区域内利用用户一个或几个手指的输入；能够接触表面，或者能够在表面附近定位或移动一个或多个手指。
[0024] 关于无线系统的现有技术
[0025] 在现有技术中，所使用的移动终端设备连接至特定媒介，通常主要用于人际交往和互动。
[0026] 无线数据输出设备是例如：
[0027] ●电话，例如iPhone；
[0028] ●浏览器和工作系统，例如iPad、平板电脑；
[0030] 无线数据输入系统是例如：
[0031] ●无线键盘；
[0032] ●无线鼠标；
[0033] ●iPad、iPhone，或其它移动终端设备。
[0034] 数据媒介用于例如：
[0035] ●从服务器检索数据；
[0036] ●在服务器上存储数据；
[0037] ●互相交换数据；
[0038] ●互相同步数据。
[0040] ●写入“应用”；
[0041] ●写软件应用或驱动程序；
[0042] ●集成新功能。
[0043] 关于显微镜的现有技术目前并不强调人。
[0044] 显微镜操作组件刚性且固定安装；不经过大量努力和花费难以适应；不能进行数据保护；难以在黑暗的实验室中操作；没有根据用户和应用的过程切换；没有自动用户检测；没有设备容量；无内置智能(“智能理念”)，等。
[0046]
[0047]
[0048]
[0049] 此外，发明人已知的技术存在有关管理和标准化元数据协议的缺陷，并因而存在所生成数据质量保证的缺陷。
[0051] ●不可能集中管理并获取质量特征；
[0052] ●不能记录完整的实验以用于质量控制，特别是通过记录指示使用哪些显微镜组件的日志文件，以及特别是以何种方式进行试验。
[0053] 由于上述缺陷，当前的显微镜不能无缝集成到现存的实验室环境中，也不能用于不带个人电脑的显微镜的有关显微镜所生成数据的采集的通用用途。
[0054] 因此，需要针对显微镜的新的操作理念。本发明的目的在于实现新的操作理念，并且能够克服绝大部分上述缺陷。发明概要
[0055] 根据本发明的显微镜具有显微镜控制单元，其包括具有利用传输通用标准的无线接口的无线通信系统，例如近场通信(NFC)、蓝牙、WLAN、或UMTS。显微镜控制单元包括至少一个无线通信系统，用于配备至少一个第一无线通信特性，以及至少一个第二无线通信系统，用于配备至少一个第二无线通信特性。此外或者作为选择地，显微镜控制单元包括至少一个无线通信系统，其利用定时器以在预定时间周期内配备至少一个第一和一个第二无线通信特性的方式进行装配。其它实施方式可从相应的从属权利要求和下面的说明书中变得显而易见。本发明还涉及一种显微镜系统，其具有至少一个根据本发明的显微镜并具有至少一个(移动)终端设备，例如iPad、iPhone、智能手机、蓝莓、平板电脑、或笔记本电脑，至少部分地通过至少一个移动终端设备来控制所述至少一个显微镜，至少一个移动终端设备通过无线接口耦接至待控制的显微镜。显微镜系统的其它实施方式从相应的从属权利要求和下面的说明书中变得显而易见。
[0056] 第二无线通信系统可以是例如常规的无线通信系统，而第一无线通信系统提供例如接入点(AP)，其通过信息名称(APN＝接入点名称)为用户识别，并且用户能够随后在他的移动终端设备上选择作为待控制的系统(优选为显微镜，例如“显微镜4711”)。
[0058] 一旦新用户登入，那么
[0059] ●显微镜能够自动调节(自动过程切换)；
[0060] ●登录信息能够传送至设备管理员
[0061] ○例如，从而随后登记显微镜的操作持续时间，
[0062] ○特定权限能够切换至显微镜，或者
[0063] ○按照规定进行数据存储。
[0064] 如果用户的触觉、视觉或听觉能力受限，这在本发明的背景下能够进行如下补偿：
[0065] ●触觉受限：
[0066] ○显微镜的操作组件通过无线通信并通过触摸板远距离控制。那么，坐在轮椅中的用户例如能够通过将iPad或另一移动终端设备放在他的膝盖上来控制显微镜。
[0067] ●视觉受限：
[0069] ●听觉受限：
[0070] ○该限制能够通过外部控制单元针对用户需求的视听调节来部分消除。
[0071] 本发明背景下的另一目的在于使显微镜的操作组件最优化地适于所使用的特定方法。当显微镜上的调节组件为永久性地“锚定”时，这通常仅在有限范围是可能的。此外，使显微镜的操作理念适应当前选定的方法实现起来非常昂贵。这例如通过使操作组件自动、根据情境来适应控制单元(例如，在iPad上)的方式来实现。
[0072] 由于用户通过无线通信或LAN，利用“中央办公室”通过使用他的终端设备(iPhone、iPad、平板电脑)来调整所控制的显微镜，因此“租用显微镜”理念能够实现。这可以是例如设备管理员。从而，设备管理员能够记录显微镜使用的持续时间和类型以用于后续登记。
[0073] 利用该理念，敏感的试验和数据能够以编码方式传输，从而使数据保护得到保障。
[0074] 由于标准化接口的定义(设计、安装)，能够适应现代的输入和输出媒介，例如iPad、iPhone、平板电脑等等，以与显微镜之间进行简单的无线交互。特别是，用户能够仅在显微镜附近就通过签到无线登入显微镜。于是，用户信息能够能够无线传输，例如为了在显微镜上自动建立正确的方法，或者对设备管理员而言，能够检索对于使用特定显微镜特性的约定权限(“租用显微镜”)。利用鼠标手势，常规的显微镜功能能够明显简化，并且能够结合组合了手势和显微镜操作的技术来完全重新定义。残疾人能够获得适应他们需求并且他们能够执行的改造过的用户接口(UI)和手势；照明显示(例如，反转照明：黑底白字)使得在黑暗中工作更加容易；并且由于网络连接，用户在其工作中得到自动且智能的支持(“智能设备”)；等等。
[0075] 下面的实施方式将以概括方式来呈现：
[0076] ●为显微镜增加对应国际标准的统一的无线通信接口，
[0077] ●通过以无线通信方式连接的多个终端设备，以及显微镜上安装的控制组件实现显微镜的组合控制，
[0078] ●通过无线连接控制设备实现多个显微镜(“显微镜机群”)的控制，目的在于试验的同步设定和执行，
[0079] ●与同样通过无线通信连接的移动终端设备和数据库交换显微镜元数据(所有可用的)，
[0080] ●为了控制权限(用户权利管理)而限制特定显微镜功能的能力，
[0081] ●实现输入或输出设备以无线方式连续连接至显微镜，例如特定输入设备能够不再连接至不同的显微镜，从而避免同一组件由两台终端设备同时(并且有可能是矛盾的)控制，
[0082] ●无线终端设备和管理器(设备管理员、工厂管理员、自动机械装置)之间的交互，能够用于控制操作、封锁或更新设备。
[0084] ●利用显微镜内的活动接入点，终端设备(例如iPad)能够以控制且独一无二的方式直接连接到特定显微镜，
[0085] ●利用显微镜中的蓝牙接口，终端设备(例如iPad)能够以控制且独一无二的方式直接连接到特定显微镜。
[0086] 发明详述
[0087] a.基本理念
[0088] 根据本发明，显微镜的显微镜控制单元包括一个或多个内置无线通信系统。目的在于提供两个不同的无线通信特性。这可以通过具有不同无线通信特性的两个内置无线通信系统的方式，或者在预定时间周期内分别提供两种不同无线通信特性中的一种的单个内置无线通信系统的方式来实现。还可以针对两个无线通信系统，每个系统在预定时间周期内提供两种不同无线通信特性中的一种。从这些理念出发，本发明能够概述为提供两种以上无线通信特性，例如通过两个以上无线通信系统的方式，或者通过在两种以上无线通信特性之间的时间转换的方式，或者最后通过一种混合方式，即多个无线通信系统，其中至少一个系统以时间周期方式操作。
[0089] 用于连接至现存的无线通信网络的常规无线通信系统，以及用于直接连接控制设备或输出设备的活动接入点是非常有用的，这将在下文更为详细地解释。
[0090] 在本申请的背景下，“无线通信特性”指的是归属于相应显微镜的无线通信系统的典型性质。因而，无线通信特性的目的在于能够在很大程度上避免混乱、与显微镜的相关无线通信系统实现最佳单独通信，例如其中显微镜提供了活动接入点这一事实。可通过无线通信系统的一个或多个特征来构造无线通信特性，例如距离、信号(频率、幅度、及其调制，等)、IP和端口地址、和/或无线电场的形状(场特性)。
[0091] 有益的是，如果第一无线通信特性的至少部分特征在于第一距离，而第二无线通信特性的至少部分特征在于不同的第二距离，特别地，第一距离小于第二距离。特别有益的是，第一和/或第二值域是可调节的。
[0092] 例如，至少一个短距离(例如，约1至3米；可调节的)无线通信系统(传送、接收)能够内置到显微镜中(例如，作为活动接入点或蓝牙系统)。这能够用于与通过无线电外部连接的至少一个输入设备，和/或与通过无线电外部连接的至少一个输出设备进行通信，和/或用于与连接至无线总线的多个系统进行通信。
[0093] 至少一个远距离(距离大于短距离，特别是大于3米，特别是大于5米或更大；特别是可调节的)无线通信系统(传输、接收)内置到显微镜中，其能够特别用于与中心数据管理器的至少一个连接。这包括例如服务管理器、设备管理员、输入/输出管理器、数据管理器、安全管理器、或质量管理器，这将在下文更为详细地解释。
[0094] 有益的是分别针对一个或多个无线通信系统支持或提供至少一个标准协议，例如NFC、蓝牙、WLAN、UMTS或LTE，从而提供第一和第二无线通信特性，即，例如针对近区和远区。无线通信系统主要基于显微镜自身提供了活动接入点这一事实。
[0095] 具有第一无线通信特性(即，例如第一(短)距离)的无线通信系统优选地支持至少一种标准协议，从而交换显微镜元数据。优选地以XML文件形式(例如，专门限定为此目的的OME.XML或XML文件)来实现。元数据可以是：操作持续时间、所制定的方法、可用的显微镜检查方法，等等。这些元数据，以及设定数据，能够在显微镜的持久存储单元中永久性缓存。
[0096] 具有第一无线通信特性的无线通信系统(例如，具有接入点的系统)(例如，第一(短)距离)还支持至少一种针对当前显微镜状态数据的标准化快速协议，例如针对外部设备的快速更新(例如，当前载物台位置的转移)或者针对通过输入设备对显微镜及其组件的快速控制。
[0097] 具有第二无线通信特性的无线通信系统(例如第二(远)距离)优选地支持针对活动数据交换的至少一种标准化快速协议，例如用于如下目的：
[0098] ●登入显微镜
[0099] ●“租用显微镜”管理
[0100] ●权限管理
[0101] ●质量管理
[0103] ●网络访问。
[0104] 有益的是为每个显微镜相关驱动器增加并联控制端口以控制显微镜组件，例如用于调整Z位置(聚焦驱动器)或X、Y位置(显微镜载物台)的驱动器，亮度控制驱动器等等。此外，这些驱动器能够通过无线连接的外部输入设备非常快速地并行控制。
[0105] 下面将根据显微镜配备有一个短距离无线通信系统和一个远距离无线通信系统的实例，来解释每个显微镜提供至少两种不同的无线通信特性的优势，而并不限制其一般性。
[0106] 当能够无线通信的系统，特别是移动终端设备(例如iPad)进入短距离无线通信系统的区域，显微镜能够建立与终端设备的联系。作为选择，终端设备能够通过显微镜端接入点建立与显微镜的联系。随后，用户登入显微镜的相应请求就显示在终端设备上。作为选择，显微镜能够自动“识别”终端设备并进而识别用户。
[0107] 作为选择或此外，场特性也可以例如通过传送/接收场的形状或者通过利用唯一IP地址和唯一的端口地址来区分。
[0108] 当存在多个显微镜时，传送/接收场有益地以使得多个显微镜的场不重叠或者不显着重叠的方式成形，从而有效阻止了相邻显微镜的串扰。在使用显微镜端接入点的情况下，能够产生终端设备和显微镜之间直接且无混乱的连接。
[0109] 例如通过可明显觉察的信号(例如，显微镜上的一个或多个LED)，可以向用户指示当前的连接状态。至少在特定的时间区间激活短距离无线通信系统，特别是当显微镜上没有任务正在进行时，从而能够检测用户(或他的终端设备)的存在。如果不能检测用户的存在，在一预定时间段之后，显微镜能够进入“休眠”模式，仅由用户(和他的终端设备)就可将显微镜从“休眠”模式转换回工作模式。因此，能够保证当认证用户缺席时，另一用户无法在显微镜上以未授权方式进行操作。
[0110] 典型的登录过程如下：例如，用户租用显微镜以进行专门的研究，在收到付款后该用户可以使用，可能限定于特定用途(“租用显微镜”)。根据本发明的两种无线通信特性不仅保证授权用户的身份验证，还能保证用户能够在显微镜上操作的范围框架的后续规定。这具体包括确定用户特定的显微镜检查方法的参数(例如，重建用户最近使用的显微镜检查方法的参数)，以及存储所采集到的显微镜检查图像的图像数据。能够与中央数据服务器进行所需的数据交换，特别是通过数据云。
[0111] 为了身份验证，显微镜基于第一无线通信特性来检测，特别是自动检测所允许的、授权用户的终端设备。后者专门配备有短距离无线通信系统(NFC或蓝牙)。也可以利用WLAN，由于距离较远，此时它可用于向用户索要密码。仅在输入正确密码后，用户才能使用显微镜。
[0112] 根据本发明，显微镜上的后续操作由第二无线通信特性来支持并实现。为此，以无线方式(特别是UMTS、LTE或WLAN)通过中央数据服务器来下载针对显微镜用户特定配置的数据，和/或存储相应的设置，和/或集中保存所采集的图像数据。前述过程特别有益于非常昂贵的显微镜的租借，或者当涉及高度机密的用户特定数据时。
[0113] 在本申请的背景下，术语“显微镜”目的在于不仅包括显微镜自身，还包括上游和/或下游系统。上游系统可以是例如为显微镜研究准备组织样本的过程(染色、切片，等)。下游系统可以是例如在所采集的显微镜图像上进行图像处理的设备。由于显微镜研究(例如，荧光显微镜检查)的性质通常依赖于样本制备的前述类型(例如，对样品染色)，并且由于显微镜数据(例如，荧光图像的处理)的下游估计又通常依赖于显微镜检查方法的性质，不仅仅考虑显微镜本身，而是包含上游和下游系统是非常有用的。因此，在本发明的背景下，术语“显微镜”应当全面地进行理解。
[0114] b.内部通信
[0115] 本发明的目的尤其是能够以任一用户能够用他的终端设备无线联系并控制任一显微镜的方式用于显微镜设备(显微镜系统)。
[0116] 在该背景下，基本要素是无线、监控、简单和灵活。例如，希望在设备中使用显微镜的用户能够通过设备管理员登录。然后，他为一个或多个显微镜发布虚拟“密钥”。用户一旦登录，设备管理员启动时钟，记录显微镜使用时间以用于后续基于成本开具账单(“租用显微镜”)。在常规的开具账单方法中，还可以通过NFC“支付”特定使用周期的一次总付金额。移动终端设备则起到一种信用卡的作用。
[0117] 一旦设备管理员让出显微镜，用户能够利用他的控制系统(例如他的iPad)来操作显微镜。一旦他充分接近，在他iPad的显示屏上就会进行自动登录或出现欢迎语，并要求利用从设备管理员那里获得的密钥登录。随后用户开始他的实验。
[0118] 在下发永久性密钥的最简单情形中，整个系统还能够用作个人显微镜。
[0119] 还能规定允许连接到显微镜的移动设备的数目。例如，在特定情形中，这可以是仅仅一个终端设备(例如使得敏感数据和设置得到明确控制)；在其它情形中则允许与多个终端设备的联系(例如使得显微镜生成的数据能够同时浏览)。
[0120] 根据优选实施方式，大体上能够实现这些功能，例如通过下述三个技术步骤(步骤4和5是可选的)：
[0121] 步骤1：为显微镜增加“常规”、远距离无线LAN
[0122] ●作为选择，该连接还可以是基于电缆的(网络电缆连接)
[0123] ●作为选择，还可利用UMTS或LTE网络。
[0124] 步骤2：为显微镜增加显微镜集成短距离WLAN路由器
[0125] ●作为选择，NFC和/或蓝牙无线通信系统和/或接入点
[0126] ●用于外部输入/输出设备的无线连接
[0127] 步骤3：为尽可能多的显微镜驱动器增加非常快速的数据传输协议。
[0128] 步骤4：为所有的显微镜驱动器增加权限管理系统。
[0129] 步骤5：为所有的显微镜驱动器增加质量管理系统。
[0130] c.为显微镜增加“常规”WLAN连接和集成在显微镜端的WLAN，针对每个显微镜驱动器具有快速数据传输协议
[0131] 有关“显微镜驱动器”的解释：
[0132] 显微镜驱动器用于控制显微镜内确保显微镜操作、特别是进行实验的所有部件或组件。这些包括，例如：
[0133] ●显微镜载物台(X、Y位置)(带有元信息(制造商、精度、操作时间等))[0134] ●Z驱动或聚焦驱动(Z位置)(带有合适的元信息)
[0135] ●照相机(带有元信息(制造商、位深度、照相机数据等))
[0136] ●滤光轮(带有元信息(制造商、打开、切断、滤光特性曲线等))
[0137] ●AOBS、AOTF(带有元信息…)
[0138] ●端口(带有元信息…)
[0139] ●激光(强度、激活状态)(带有元信息…)
[0140] ●照明单元(灯光输出、快门等)。
[0141] 每个显微镜驱动器可包括两个信息块：
[0142] ●状态信息(例如当前状态(例如当前载物台位置等))
[0143] ●元信息(制造商、载物台精度、主轴间距等)
[0144] 有关“常规WLAN”的解释：
[0145] “显微镜集成”WLAN含义是WLAN是独立可操作的WLAN，独立于其余的WLAN网络，它由显微镜自身、也就是其无线通信系统提供。因而，显微镜还能独立作用，即在不存在其它WLAN的环境中。这一功能由所谓的“接入点”(AP)提供。接入点名称(APN)确保显微镜能够在设备中以人可读名称的方式识别。邻近区域(即，在提供这种服务的显微镜附近)所有可用的接入点名称在所连接的移动终端设备(例如iPad)的显示屏上显示，并能够由用户进行选择。在选定后，移动终端设备创建与显微镜的连接。
[0146] “常规”WLAN指的是显微镜外部的通用WLAN网络，这在许多企业中都是可用的。因而，这就是对于WLAN的常规理解。
[0147] 因而，本发明在两种类型的WLAN之间加以区别：
[0148] ●显微镜端WLAN服务是集成到显微镜中的(短距离)
[0149] ●通用WLAN服务是由设备提供的(远距离)。
[0150] 如果通用WLAN可用，显微镜端WLAN的指令能够通过通用WLAN的代理服务器来传递。
[0151] 为了使显微镜通过外部输入和输出设备(例如通过iPad)进行控制，在显微镜和外部设备之间需要进行非常快速的通信。
[0152] 由显微镜提供且独立于其它WLAN的单独WLAN具有非常大的优势。例如，数据流并未由于任何附加的数据通信而变慢。相反，如果数据传输通过室内WLAN完成，所有的处理都需要与其它所连接的系统来共享WLAN的性能。然而，使用集成到显微镜内的单独WLAN服务确保能够持续获得所需的数据速率。还能确保数据安全性，创建了加密连接。
附图说明
[0154] 图1示意性地示出了本发明的基本理念；
[0155] 图2示出了显微镜系统中的三个显微镜实例，场特性相应成型以尽可能避免重叠；
[0156] 图3示出了树形结构形式的可能的控制和应用实例；
[0157] 图4示意性地示出了具有三个显微镜的显微镜系统的内部通信配置；
[0158] 图5示意性地示出了利用外部WLAN和显微镜内部WLAN的显微镜通信；
[0159] 图6示出了基于根据图5的配置，与可能的中央数据管理器之间的通信；
[0160] 图7示出了根据本发明的显微镜系统。
[0161] 图1示意性地示出了本发明的基本理念。显微镜配备有两个无线通信系统1和2(WLAN、蓝牙、AP、NFC等等)。显微镜标示为9。第一无线通信系统1是具有短距离1’的无线通信系统；第二无线通信系统是具有远距离2’的无线通信系统。
[0162] 一旦能够用于无线通信的系统、在这个案例中是移动终端设备3，例如iPad，进入短距离无线通信系统附近，显微镜9就与用户系统或终端设备3建立联系。提示用户登入显微镜9的相应信息就会显示在iPad上。
[0163] 中央数据管理器能够进一步限制登入提示，并规定执行操作，例如随后讨论的设备管理员或安全管理器。
[0164] 值得一提的是，还能利用单个无线通信系统来替代两个内置无线通信系统1和2，其在特定周期内(例如，每秒一次)通过改变场能而在两种距离1’和2’之间来回切换。希望登入显微镜的无线通信系统(例如iPad3)随后进行如下检测。
[0165] 假定iPad3首先位于区域1’和2’：当系统切换到短距离1’时，检测到iPad3。当系统切换到远距离2’时，同样检测到iPad3。
[0166] 如果iPad3位于区域2’，而在区域1’外部：当系统切换到短距离1’时，未检测到iPad3。而当系统切换到远距离2’时，检测到iPad3。
[0167] 因而，能够明确确定希望连接至显微镜9的无线通信系统是否位于第一距离1’区域内或第二距离2’区域内。因此，仅需要显微镜9上的单个无线通信系统就其距离而交替。
[0168] 总之且特别是在该示例性实施方式中，上述具有短距离1’的无线通信系统1能够专门支持NFC格式。正如已述，“NFC”代表“近场通信”，并代表用于短距离(从几厘米到小于一米)非接触式数据交换的国际传输标准。到目前为止，该技术主要用于少量无现金付款。NFC标准的使用特别有益于建立无线输入系统(例如可用NFC的移动终端设备)与显微镜9之间的通信。一旦具有移动终端设备的人充分接近显微镜9，就能够自动建立通信。由此，在可用NFC的移动终端设备3和显微镜9之间交换数据，使得显微镜“识别”授权用户位于其附近。同样可以通过NFC为该服务付费(“租用显微镜”)。
[0169] 另一示例性实施方式能够利用集成到显微镜中的接入点来建立移动终端设备和显微镜之间的上述直接无线连接，并交换启动用户授权测试的数据。
[0170] 在这种情况下，显微镜能够例如执行下述步骤：
[0171] 否定识别：针对相关显微镜分区未授权，特别是对于存储器单元或操作单元未授权(另参见下面的示例性实施方式)。
[0172] 肯定识别：针对相关显微镜分区的用户自动授权(在管理上予以限定(参见下面的示例性实施方式))，特别是针对操作组件、存储器单元、功能模块(照相机、载物台、显微镜检查方法等)、安全设置(数据保护)、自动方法设置(显微镜根据当前用户或他的一个同事所存储的内容来进行自身调整；例如，显微镜自身调整为上次用户使用的状态，或者调整为试验所需，或者调整为用户同事先前调整的状态)的授权。针对数据的数据路径和存储位置被自动路由。能够激活自动付费服务(用户账户承担显微镜的租费，或者针对所用显微镜检查方法的租费)；特别是，存在延长租期的可能性，为此，相应请求会发送至设备管理员，设备管理员能够接受或拒绝该请求。作为选择，该请求也能够发送至数据库。同样参见下面有关前述可能性的示例性实施方式。
[0173] 肯定和否定识别：这种情况发生在当两个或多个可用NFC的终端设备位于无线通信系统1的感测范围内时。只要至少一个可用NFC的终端设备被肯定识别，就执行前述的识别过程。
[0174] 多次肯定识别：这种情况发生在当两个或多个可用NFC的终端设备位于无线通信系统的感测区域内并且被肯定识别时。在该情况下能够查询数据库，或者可将请求发送至设备管理员以确定如何继续进行。结果可以是例如所有用户都同时授权，选定并授权一个用户，或者所有用户都不授权；特别是在后者的情形下，应当通过显示屏或听觉提醒为用户发送信息，询问管理器或设备管理员确定授权。有关这些示例性实施方式的进一步解释特别会在下面的示例性实施方式中再次收集。
[0175] 图2示出了具有显微镜系统中具有三个显微镜的实例。
[0176] 上面讨论的带有两个显微镜端无线通信系统1和2的实施方式具有另一优势，即如果多个显微镜9位于房间内的话，输入和输出设备还能单独针对不同的显微镜进行设计。图2中示出了一个这样的实例。例如，移动终端设备与显微镜接入点的连接是唯一的。
[0177] 这可以通过调整第一无线通信特性来实现，即特别是例如，通过调整第一距离1’和/或使传送/接收场成形和/或通过利用唯一的IP地址和唯一的端口地址和/或通过利用显微镜端接入点。
[0178] 如图2中所示，特别地，第一无线通信系统1的传送/接收场有益地配置为具有第一距离1’的瓣形(椭圆或卵形)场配置，而非球形场(参见图1)，于是多个显微镜9的具有第一范围1’的场就会不叠加或者不显着叠加，从而防止各个显微镜9之间的串扰。
[0179] 这产生了类似于移动电话网络的无线通信基站系统。然而，在根据图1的显微镜9的情形中，该系统具有两个基站：大基站(距离2’)和具有显着较短距离1’的非常小的基站(“微基站”)。
[0180] 一旦建立移动终端设备2和显微镜9之间的连接，就能切断两种距离1’和2’之间的切换，更具体而言是第一和第二无线通信特性之间的切换。能够通过显微镜9上清晰可视的LED或替代显示单元，或者在LCD显示屏上为用户显示与外部控制设备(移动终端设备3)的当前连接状态。
[0181] 生成微基站的另一实施方式可基于蓝牙的使用。该技术通常仅延续几米并因而仅能短距离使用。然而，采用该技术的前提是达到足够高的数据速率以使用户仍然认为显微镜是实时操作的。
[0182] 如图2中所示，特别是三个显微镜9的第一距离1’的那些场成形为使得不同显微镜9的场不彼此干扰，从而输入/输出设备3能够明确地连接至一个且是唯一的一个显微镜9。
[0183] 生成微基站的另一实施方式可以基于活动接入点的使用。该技术使得移动终端设备直接连接至显微镜，其优势在于高的数据传输速率。
[0184] 图3示出了树形结构形式的可能的控制和应用实例。为简明起见，该树形结构分成两部分，节点300“用于iPad的Mic Wi-Fi”的右侧和左侧；左侧示于图3a中，而右侧分成四个子分支，依次示于图3b、3c、3d、3e中。
[0185] 根据图3b的树形结构的特征
[0186] 该特征包括以下部分：
[0187] ●无线接口306用于
[0188] ○多个设备341
[0189] 例如，X、Y、Z调节，显微镜控制，341A
[0190] 例如，灯光控制341B
[0191] ○软件开发包342用于为诸如iPad的输入控制设备写应用
[0192] ○数据采集343
[0193] 采集的数据直接写入控制单元，例如iPad、343A
[0194] 数据直接写入提供的外部设备，例如NAS或其它存储器，343B
[0195] ○统一数据格式
[0196] 例如，用于数据交换的XML文件，344A
[0197] 例如，针对图像数据的OME.TIF，344B
[0198] 针对数据库的输出接口，344C
[0199] ○同时存在多个用户，345
[0200] 其中一个所连接用户是控制者，346
[0201] 控制者完成显微镜控制，346A
[0202] 控制者能够允许其它用户参与，346B
[0203] 其它用户受限存取，346C
[0204] 多个用户，347
[0205] 受限的访问权限347A
[0206] 由控制者控制347B
[0207] 例如能够获取图像，347C
[0208] 能够用于展示、培训课程，等，348。
[0209] 根据图3c的树形结构的特征
[0210] ●自动方法设置307
[0211] ○每个用户能够利用他自己的显微镜数据配置；该配置存储在控制设备上，例如iPad，或者外部数据库中，349
[0212] 显微镜能够自动设置为上次用户设置的状态，或者根据特定试验的需要来设置，350
[0214] 例如，滤光片，AOTF，AOBS等，350B
[0215] 例如，载物台位置350C
[0216] 例如，Z位置350D
[0217] 等等…，350E
[0218] 将显微镜切换为不同的数据配置，351
[0219] 每个用户能够生成、处理、并存储不同的显微镜用户配置；显微镜能够用鼠标点击来改变其设置，351A
[0220] 自动方法转换，352
[0221] 一旦新用户用他的无线设备连接，显微镜能够接收设置并自身进行设置，352A[0222] 当用户离开显微镜则释放该连接；存储最近的显微镜设置；可选择地，显微镜能够返回基准状态，其不允许后续用户基于前一用户的设置得出结论，352B
[0223] 根据图3d的树形结构的特征
[0224] ●安全性308
[0225] ○用于控制显微镜的数据协议能够用密码保护，353
[0226] ○无线连接的设备之间的数据流能够加密，354
[0227] ○无线控制下感测的图像数据能够加密，355
[0228] ○用户权限(有关控制和使用显微镜的权限)可由设备管理员来限定，356[0229] 根据用户权限，不允许选定用户使用显微镜，356A
[0230] 根据图3e的树形结构的特征
[0231] ●登录309
[0232] ○连接至显微镜或外部设备的用户的会话能够登录，357
[0233] 时间(持续时间)357A
[0234] 名称357B
[0235] 会话开始和结束，357C
[0236] 使用的设备(例如，使用哪种激光，等)，357D
[0237] 等等，357E
[0238] ○显微镜租用(“租用显微镜”)，358
[0239] 显微镜提供商能够基于分析日志文件来确定费用，358A
[0240] ○能够保存日志文件，359
[0241] 在提供商PC上，359A
[0242] 在所连接的控制设备上，359B
[0243] ○能够保存在数据库中，360
[0244] 根据图3a的树形结构的特征(从底部到顶部)
[0245] ●声音控制和存档，305
[0246] ○利用所连接的无线设备声控显微镜，339
[0247] ○记录说出的话语，340
[0249] ○按下按钮/按键并触摸输入设备上的区域，336
[0250] ○按下多个按钮/按键以及轻敲输入设备的触敏区域，337
[0251] ○旋转设备/设备组件(例如，显微镜的Z位移)以及触摸输入设备的区域，338[0252] ●针对触敏设备的手势控制，303
[0253] ○基于一个手指，326
[0254] ○基于两个手指，327
[0255] ○基于三个手指，328
[0256] ○基于四个手指，329
[0257] ○基于五个手指，330
[0258] ○基于一只手的手指，331
[0259] ○基于两只手的手指，332
[0260] 需要两个无线连接的输入设备，332A
[0261] ○显示屏上的一次/多次轻敲，333
[0262] 例如，同时点击鼠标，333A
[0263] ○滑动显示屏，334
[0264] 例如，为了在像场内移动显微镜载物台，334A
[0265] ○显示屏上的手指移动，335
[0266] 例如，为了移动显微镜载物台，335A
[0267] ○手势和接触任一机械单元结合，例如Z驱动旋钮
[0268] ○分别适于用户和他的运动能力的手势，从而特别是在残疾的情况下，为他提供能够执行的供选择的手势
[0269] ●控制界面，302
[0270] ○WLAN、IEEE标准，例如802.11.i等，318
[0271] ○蓝牙，319
[0272] ○适配器上的USB接口，320
[0273] ○WECA兼容设备，321
[0274] ○支持GSM标准的设备，322
[0275] ○支持GPRS标准的设备，323
[0276] ○接入点，324
[0277] ○Leica内部控制接口，325
[0278] ○其它无线控制接口或适配器，等。
[0279] ●控制设备，301
[0280] ○iPad，310
[0281] ○iPhone，311
[0282] ○Android，312
[0283] ○平板电脑，313
[0284] ○Leica设备，例如SmartMove等，314
[0285] ○触摸面板，315
[0286] ○蓝牙键盘，316
[0287] ○其它无线设备，317
[0288] 图4示意性地示出了显微镜系统(设备)中三个显微镜的内部通信配置。
[0289] 为了控制他的显微镜9，用户利用移动终端设备，例如所示的iPad11、移动系统12、或蓝莓13，在该背景下，用户通过具有第一(短)距离10的无线网络用他的移动终端设备登入显微镜9。设备管理员40下发用户密钥50，用户通过登入分配给他的显微镜来换取密钥。分配给他的密钥(用户密钥)标示为14。利用这种系统，例如可由设备管理员40针对用户时间来准备费用收据。显微镜9既能够通过它们的具有第二(较远)距离的无线网络18，又能够通过常规电缆LAN17连接至显微镜设备基础设施70。显微镜设备基础设施
70包括以下组件：应用服务器30、设备基础设施45(即提供显微镜系统基础结构的计算能力)，和数据存储器20。
70包括以下组件：应用服务器30、设备基础设施45(即提供显微镜系统基础结构的计算能力)，和数据存储器20。
[0290] 生成的数据既能够通过无线通信(无线网络18)，又能够通过电缆LAN17进入数据存储器20。数据可在显微镜系统中的数据分析站60进行分析。作为选择或者此外，数据被传入全球网络16(带有植入防火墙80)，从而在显微镜系统外部进行处理和分析。
[0291] 图5示意性地示出了利用外部和显微镜内部WLAN的显微镜通信。为此，显微镜9具有增加的至少两个无线LAN(WLAN)组件10和18；在该情形中，至少一个组件10提供显微镜内部WLAN服务，而至少另一个组件18可连接至现存的外部WLAN网络5。
[0292] 提供显微镜自身WLAN服务的组件10可用于外部无线设备4、6或7的连接。显微镜自身WLAN服务确保了最大的无干扰通信速度。无线通信系统10和18具有天线15以用于与可连接的WLAN设备4、6、7以及与外部WLAN网络的无线通信，后者的组件在其侧具有天线15。
[0293] 可连接至显微镜自身WLAN服务的WLAN设备可以是例如以下组件：
[0294] ●外部设备4，例如iPad、iPhone、平板电脑、笔记本电脑、智能手机、专用触摸面板，等。
[0295] ●用于改变对象的X、Y、Z位置的Leica SmartMove6，以及具有显示屏的Leica SmartMove7
[0297] ●改变样品的机器人。
[0298] 来自显微镜制造商和来自第三方供应商的外部WLAN组件能够无线连接，这是由于所用的WLAN协议确保了与标准的100％兼容性。
[0299] 具有触摸面板的输入/输出组件(例如，iPad)特别得益于快速且直接的显微镜集成WLAN服务连接。由于更直接地与显微镜驱动器进行通信，能够将全新的控制方法集成到显微镜中，例如手势控制(在下文中，每个触摸板输入都理解为一个手势)。
[0300] 基于根据图5的配置，图6示出了与可能的中央数据管理器之间的通信。如图5中所示，显微镜9具有用于连接至常规(“普通”)WLAN的显微镜内部WLAN10和无线网络18。移动终端设备(iPad)3和Leica SmartMove6以作为外部设备的实例而示出。外部WLAN网络18与设备、实验室等无线通信，即与包括一个或多个上面讨论的类型的显微镜9的显微镜系统90无线通信。无线通信系统10和18都配置为通过WLAN管理器107和108与中央数据管理器100进行通信。中央数据管理器100的组件操作模式将在下文中更为详细地解释。
[0301] 针对外部设备的WLAN管理器108基于标准化协议(例如，IEEE802.11至IEEE802.11n或更新版)进行连接和通信。这在目前就已经确保数据传输速率高达600MB/s(IEEE802.11n)。外部输入/输出设备，例如iPad3支持该标准并允许与显微镜9的通信。WLAN管理器尤其能够管理接入点，特别是其设置，例如发布唯一的、分配给显微镜的接入点名称。
[0302] 所接收的数据随后经过服务管理器109。该管理器109提供最基本的基础检查(例如，登录过程)。它还以内容服务的方式检查内部和外部资源的可用性(例如，显微镜是否准备用于操作或者外部数据存储器是否可用)。版本服务使显微镜上的固件版本能够被替换为外部输入/输出设备10及其程序所预期的版本。工作流程服务检查显微镜上所执行的应用实际上是否可行(例如，试验(例如，特定的激光波长)所需硬件实际上是否可用)。质量保证(QA)服务确保了质量所需变量恰当(例如，如果组件的操作持续时间对于测量质量极其重要：是否灯具太旧？是否它很快会烧坏？)。
[0303] 服务管理器109还处理应用模块115的加载和设备。为此存在应用115，其能够加载到显微镜中并且能够暂时或永久地保存在存储器中。这些应用随后通过直接访问设备管理员116并直接控制硬件来控制整个应用程序序列。因此，这些应用115能够加载到显微镜中，并从而增强其性能(“智能显微镜”)。在本文中，直接可控的显微镜组件，例如灯130、电机131(例如，用于显微镜载物台或聚焦驱动)、和滤光轮132。
[0304] 此外，服务管理器109能够加载专门的数据输出插件。这些插件在输出格式/CAM120中生成特定的数据输出格式。不同的插件能够生成不同的数据输出格式(例如OME.TIF图像)(OME＝开放式显微镜检查环境)或JPG2000压缩图像。由于嵌入了硬件，这种具有硬件支持的插件模块能够非常快速地运行。另一实施方式是，插件还将计算机辅助显微镜检查(CAM)数据传至网络中。另一实施方式是，插件提供标准网络服务。
[0305] 服务管理器109还控制显微镜上的方法切换122，即，它接收来自用户iPad3的信息项，其包含针对显微镜而言必要的设置数据(物镜、载物台位置、激光强度等)。用户一旦登入显微镜，就通过控制文件进行方法切换并且显微镜自动设置为他的要求。
[0306] 安全管理器110保证了显微镜及其组件上的必要授权。数据流(与外部组件无线通信)还能进行加密。相应的设置(权限)由规定文档111描述。该规定可由设备管理员来限定并通过WLAN10(或18)和设备网络90加载至显微镜。这一特征允许设备管理员监控显微镜的操作时间和使用并最后开具账单(“租用显微镜”)。
[0307] 然后，由应用管理器112或输入/输出管理器113根据应用来继续执行。如果用户希望仅开启显微镜上的特定、自动执行的应用，就访问应用管理器112。后者随后加载其中一个期望的应用模块(应用)115并直接执行。
[0308] 在另一情形中，即当用户希望通过外部输入/输出设备(例如iPad3)在显微镜上进行特定设置时，就由输入/输出管理器113输入至手势管理器114。
[0309] 手势管理器114是手势解释器。因此，它能够将用户在他的输入系统(例如iPad3)的触摸板上所作的各种手势直接转换为硬件命令。例如，分开两个手指并不像常规那样使iPad上的软件放大，而是能够直接转换为硬件改变，即，例如实际上放大或改变物镜。因而，两个手指猛击能够直接开启载物台移动，其使图像部分在X或Y方向移动一个完整的图像宽度或图像高度。触摸板上的圆周运动会转换为图像的硬件旋转(例如，通过直接控制SP5中的双棱镜进行光线旋转)。
[0310] 个人电脑(用鼠标滑动)和触摸面板(用手指滑动)上的手势控制系统都是已知的。然而，这里直接在硬件中应用这些手势。
[0311] 手势管理器114直接访问设备管理员116，并从而能够直接控制硬件。
[0312] 另一方面，如果通过诸如Leica SmartMove6等的输入设备直接输入，输入/输出管理器113能够绕开手势管理器114并直接访问设备管理员116。
[0313] 设备管理员116控制的所有显微镜组件或部件(例如，激光、灯、载物台、Z位置、滤光片、滤光轮等)都直接且连续地将状态反馈回通过WLAN连接的外部设备。仅由该快速反馈来产生控制回路，从而使得显微镜中的进程能够通过外部设备合理控制。
[0314] 一种例外就是成像元件(例如照相机)的组件。这些元件通过经由输出器119(流服务器)的快速流来反馈数据。数据流经过一个或多个滤波器，其在数据流流到输出设备之前对图像进行合适的建模。特别地，点扩散函数(PSF)可存储在寄存器121中，利用点扩散函数，图像数据能够在调制器118中几乎实时地去卷积(用于去噪、去卷积、和滤波的“可编程滤芯”)。
[0315] 此外，输出器119的图像数据输出服务还受到可加载插件的影响，从而使图像数据输出服务生成期望的输出格式(例如OME.TIF图像)，或将图像数据提供给数据库(实验室图像管理系统，LIMS)。此外，插件限定了是否输出其它数据(例如CAM命令)。
[0316] 图像管理器117从可用设备(共焦显微镜、显微镜照相机、光电倍增管(PMT))中选择图像并将其传输至调制器118以进行图像处理(例如，去噪、滤波等)。诸如PMT的外部设备还可由设备管理员116进行控制。
[0317] 图像数据输出服务不仅通过WLAN-210向所连接的设备输出数据流(实时图像流至iPad3)，还同时通过WLAN-118向设备90的WLAN输出数据流。因而，数据还能流向外部数据存储器20。
[0318] 通过经由WLAN-118向所参与显微镜的服务管理器109传送数据，设备管理员能够限定数据存储的精确位置。
[0319] 因而，设备管理员40(参见图4)能够为用户分配他能够使用的一个或多个显微镜9。同时，设备管理员为显微镜分配特定的存储空间以存储图像数据。一旦用户无线登入分配给他的显微镜9，他就能立刻开始试验。
[0320] 图7是一种显微镜系统的示意图，其具有：具有第一无线通信系统1和第二无线通信系统2的显微镜9、移动终端设备3、和外部WLAN网络5。可以参照图5关于该系统操作和实施方式的解释。再次说明，无线通信系统1特别具有短/有限距离，其被构造为与输入/输出设备3(这里为iPad)进行通信的“自发”无线通信系统，；而第二无线通信系统2，特别是一远距离无线通信系统，其被构造为与诸如设备或数据中心(根据图4，其特别是基础设施70)的外部WLAN网络5的另一无线通信系统通信。
[0321] 在类似于图7的系统排列中，而其具有用于控制显微镜的两个移动终端设备，在这种情况下是两个iPad，右侧和左侧iPad控制显微镜的不同区域，用户能够提供用两只手控制显微镜的能力。例如，他能够用右手缩放而用左手移动载物台。
[0322] 优势特征概要
[0323] ●利用LED或替代显示组件明确显示显微镜的连接状态，例如液晶显示屏。
[0324] ●显微镜具有至少两个WLAN接口，至少其中之一未连接至外部WLAN网络，而是负责与显微镜控制组件的通信。这特别是集成到显微镜中的接入点。
[0325] ●以规定的方式限定显微镜上所允许的活动，所述规定通过网络传输至显微镜。
[0326] ●以规定的方式限定数据加密的程度，所述规定可通过网络传输至显微镜。
[0327] ●通过向显微镜传输相应的控制文件(122)来自动切换显微镜方法。
[0328] ●用外部控制器(例如设备管理员)的方式通过WLAN监控显微镜组件和操作。
[0329] ●将所有常规WLAN输入设备无线连接至显微镜，特别是iPad、iPhone、移动电话、触摸设备、平板电脑、笔记本电脑。
[0330] ●通过WLAN将驱动器状态快速反馈至控制设备。
[0331] ●由外部控制器(例如设备管理员)通过WLAN限定图像数据的流向方位。
[0332] ●由外部控制器(例如设备管理员，或者由用户)通过WLAN将特定应用直接上传至显微镜。
[0333] ●由外部控制器(例如设备管理员，或者由用户)通过WLAN将特定PSF直接上传至显微镜，以用于在线去卷积。
[0334] ●由外部控制器(例如设备管理员，或者由用户)通过WLAN将特定数据输出插件直接上传至显微镜，以用于控制数据输出(例如OME.TIF)。
[0335] ●由手势管理器解释例如iPad上的手势和触摸输入，直接转换为相应的硬件反应。
[0336] ●有关特定显微镜组件的使用和使用持续时间的数据交换以用于开具账单(“租用显微镜”)或用于质量保障活动(维修周期)。
[0337] ●通过利用一个、两个、三个、四个或五个手指的手势直接控制显微镜的硬件，手指同时置于触摸板上并执行特定的动作。
[0338] ●通过在触摸板上以X和Y方向移动手指以直接的硬件实现来移动载物台。
[0339] ●通过例如一个或两个手指在触摸板(例如iPad)上特定方向的滑动运动以较大增量(对应于一个图像尺寸)移动载物台。
[0340] ●通过在触摸板上打开两个手指来切换物镜，目的在于放大或缩小样品。
[0341] ●在共焦显微镜中，通过在触摸板(例如iPad)上打开两个手指来影响扫描电子束偏转而实现放大或缩小。
[0342] ●用触摸板(例如iPad)上两个手指的旋转运动来旋转光束轴，例如在SP5中情形中通过旋转双棱镜。
[0343] ●通过在触摸板(例如iPad)上向上和向下移动手指来控制亮度。
[0344] ●通过在触摸板(例如iPad)上向上和向下移动手指来改变Z位置。
[0345] ●通过在触摸板(例如iPad)上用一个或两个或三个手指双击来启动显微镜的切换过程。
[0346] ●显微镜生成的图像数据流直接传输至无线连接的终端设备(例如iPad)。
[0347] ●显微镜生成图像数据流的同时直接进入外部存储器。
[0348] ●根据允许组件的在先授权，用户登入限定组件的显微镜(例如，不能使用白光激光，但所有其它的激光都能使用)。
[0349] ●在控制设备(例如iPad)或设备管理员上存储最新的显微镜状态(设置)，从而在下一次登录时重建显微镜状态。
[0350] 有益实施方式(更多细节)的特征在于：
[0351] 至少两个WLAN网络被植入显微镜，其中至少一个WLAN网络起到WLAN服务的作用，并且作为自发WLAN网络进行操作，至少一个输入/输出设备，优选为iPad、iPhone、平板电脑、笔记本电脑，能够直接登入而不被分配至另一网络，并且由此显微镜包含至少一个其它的WLAN连接，其允许利用“常规”、外部WLAN网络进行通信，如果后者在其附近提供的话；
[0352] 特别适合(例如通过固件)手势管理器允许手势直接转换为硬件反应(触摸、触摸显示屏上的手指滑动、使用多个手指、显示屏上的双击)；
[0353] 手势管理器将显示屏上X、Y方向的手指触摸运动直接链接至显微镜载物台硬件，从而使得显微镜载物台沿X、Y方向运动；
[0354] 手势管理器将显示屏上X或Y方向的手指触摸运动直接链接至显微镜Z驱动硬件(例如Z检流计)，从而使得显微镜的Z位置能够改变；
[0355] 手势管理器将显示屏上X或Y方向的手指触摸运动直接连接至显微镜照明硬件(例如激光器)，从而使得显微镜的光强能够改变；
[0356] 利用手势管理器，显示屏上X、Y方向的两个手指触摸运动，即两个手指置于触摸显示屏上并随后分开或夹紧，该触摸运动直接反馈至显微镜硬件，由此执行基于硬件的缩放；
[0357] 利用手势管理器，显示屏上X、Y方向的两个手指触摸运动，即两个手指置于触摸显示屏上并随后旋转一个圆圈(类似于圆规)，该触摸运动直接反馈至显微镜硬件，由此执行基于硬件的图像平面的旋转；
[0358] 手势管理器将一个、两个、或多个手指的敲击运动(在特定时间间隔内的单次敲击、两次敲击、多次敲击)转换为相应的硬件反应，例如，打开和关闭快门；
[0359] 手势管理器易于编程从而使得它将特定的触摸屏运动转换为特定的硬件变化(例如，从而调整以适应右撇子或左撇子的手势，例如，从而允许触觉受限(残疾)的人利用他能够使用的手势来操作显微镜；例如，从而允许通过手势来控制其它硬件(例如滤光轮))；
[0360] 基于软件(例如固件)的服务管理区处理集成到显微镜中的至少一个WLAN网络的输入/输出数据，从而存在针对输入/输出设备的密码控制的访问权限(登录)，优选为iPad、iPhone、平板电脑、笔记本电脑；
[0361] 在登录过程之后，可选或自动进行显微镜的方法切换，其中自动确定试验所必需的所有显微镜设置；
[0362] 在登录过程之后，可选或自动进行显微镜的方法切换，其中所有的显微镜设置自己重置为相关用户最近使用时的设置；
[0363] 在登录过程之后，可选或自动进行显微镜的方法切换，其中所有的显微镜设置自己重置为用户(通过他的输入/输出设备，优选为iPad、iPhone、平板电脑、笔记本电脑)或设备管理员(通过WLAN)手动或自动传输至服务管理器的文件中所存储的设置；
[0364] 图像数据的输出格式以可加载插件的方式进行调整，从而使显微镜流向外部组件的图像数据能够根据要求进行调整，例如通过输出OME.TIF图像；
[0365] 图像数据的输出格式以可加载插件的方式进行调整，从而使显微镜流向外部组件的图像数据还包含图像采集过程的元数据(例如，图像采集的天数、当前激光强度、通道数目)；
[0366] 图像数据的输出格式以可加载插件的方式进行调整，从而一旦成功保存图像，就输出CAM命令，其中将刚才保存的图像位置告知网络中的客户端；
[0367] 基于软件(例如固件)的服务管理器能够处理集成到显微镜中的至少一个WLAN网络的输入/输出数据，从而实现内容检查，其中能够确定内部和外部资源的可用性；
[0368] 基于软件(例如固件)的服务管理器能够处理集成到显微镜中的至少一个WLAN网络的输入/输出数据，从而实现版本检查，以与特定应用希望利用显微镜达到的要求同步；
[0369] 基于软件(例如固件)的服务管理器能够处理集成到显微镜中的至少一个WLAN网络的输入/输出数据，从而实现质量保障，例如相关显微镜组件(例如激光器)的操作持续时间和操作频率可通过WLAN报告给中央单元(例如企业)；
[0370] 显微镜包含安全管理器，其限定了对于显微镜及各个显微镜组件的访问权限，例如用于由设备管理员授权的针对特定用户对显微镜的访问，测量显微镜和/或各个显微镜组件使用时间的目的在于用户能够对于使用显微镜和/或显微镜的特定部件来付费(“租用显微镜”)；
[0371] 显微镜包含安全管理器，其对在WLAN系统之间交换的数据进行适当加密，从而使得第三方难以窃取数据；
[0372] 显微镜包含安全管理器，其包括设备管理员通过WLAN进行交换的规定文档，从而所述规定文档包含有关显微镜和/或显微镜各个部件的操作权限，以及数据加密；
[0373] 一种或多种硬件应用形式的完整的硬件应用能够加载到显微镜上，从而所述应用能够集中启动、执行，并由设备管理员进行监控；
[0374] 一种或多种硬件应用形式的完整的硬件应用能够加载到显微镜上，从而所述应用能够集中启动、执行，并由用户从他的输入/输出设备中进行监控，优选为iPad、iPhone、平板电脑、笔记本电脑；
[0375] 硬件状态的任何变化都能非常快速地通过设备管理器报告给通过WLAN连接的外围设备；
[0377] 来自成像系统(例如照相机)的数据通过非常快速的串流服务传输至通过WLAN连接的组件(例如，iPad的显示屏；数据存储器)；
[0378] 来自成像系统(例如照相机)的数据在传输(数据串流)之前通过至少一个硬件滤波器，在滤波器中图像能够特别进行修改；
[0379] 来自成像系统(例如照相机)的数据在传输(数据串流)之前通过至少一个硬件滤波器，其能够通过存储器访问通过WLAN加载的点扩散函数(PSF)，由此能够进行“实时”去卷积；
[0380] 来自成像系统(例如照相机)的数据在传输(数据串流)之前通过至少一个硬件滤波器，其由用户控制并选择，例如为了进行图像去噪。
[0381] 零部件目录
[0382] 1 具有第一无线通信特性的无线通信系统
[0383] 1’ 第一距离
[0384] 2 具有第二无线通信特性的无线通信系统
[0385] 2’ 第二距离
[0386] 3 移动终端设备，iPad
[0387] 4 外部设备
[0388] 5 外部WLAN网络
[0389] 6 外部设备
[0390] 7 外部设备
[0391] 9 显微镜
[0392] 10 具有第一距离的无线网络，用于显微镜内部WLAN的组件
[0393] 11 移动终端设备
[0394] 12 移动终端设备
[0395] 13 移动终端设备
[0396] 14 用户密钥
[0397] 15 天线
[0398] 16 全球网络
[0399] 17 电缆LAN
[0400] 18 具有第二距离的无线网络，用于显微镜外部WLAN的组件
[0401] 20 数据存储器
[0402] 30 应用服务器
[0403] 40 设备管理员
[0404] 45 设备基础设施
[0405] 50 用户密钥
[0406] 60 数据分析站
[0407] 70 显微镜设备基础设施
[0408] 80 防火墙
[0409] 90 显微镜系统，设备网络
[0410] 100 中央数据管理器
[0411] 107 WLAN-1管理器
[0412] 108 WLAN-2管理器
[0413] 109 服务管理器
[0414] 110 安全管理器
[0415] 111 规定文档
[0416] 112 应用管理器
[0417] 113 输入/输出管理器
[0418] 114 手势管理器
[0419] 115 应用，应用模块
[0420] 116 设备管理器
[0421] 117 图像管理器
[0422] 118 调制器
[0423] 119 输出器
[0424] 120 输出格式/CAM
[0425] 121 寄存器
[0426] 122 方法切换控制文件
[0427] 130 指示灯
[0428] 131 电机
[0429] 132 滤光轮
[0430] 300-360 可能的控制和使用步骤
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