Title:
Mikroskop mit automatischer Probenbeleuchtung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop (103) mit einem Mikroskoptisch (101) zum Tragen einer zu untersuchenden Probe (110), wobei ein probenseitiger Bereich des Mikroskoptisches (101), der zur Positionierung und/oder Manipulation und/oder Entnahme der Probe (110) zugänglich ist, als Probenraum (114) definiert ist, und mit einer Mikroskopbeleuchtungseinrichtung (105) zur Beleuchtung der zu untersuchenden Probe (110) zu mikroskopischen Abbildungszwecken, wobei ein Probenraumbeleuchtungssystem (108) vorhanden ist, das im eingeschalteten Zustand den Probenraum (114) beleuchtet und mindestens ein Näherungssensor (107) vorhanden ist, der eine Annäherung eines Benutzers oder Werkzeugs an den Probenraum (114) detektiert, wobei der mindestens eine Näherungssensor (107) mit dem Probenraumbeleuchtungssystem (108) elektronisch derart verbunden ist, dass bei Detektion einer Annäherung das Probenraumbeleuchtungssystem (108) eingeschaltet wird.





Inventors:
Schumann, Christian, Dr. (35392, Gießen, DE)
Application Number:
DE102016113618A
Publication Date:
01/25/2018
Filing Date:
07/25/2016
Assignee:
Leica Microsystems CMS GmbH, 35578 (DE)
International Classes:
G02B21/06; G01V8/10; G02B21/24; G02F1/15
Domestic Patent References:
DE102005056926A1N/A
DE102008013512A1N/A
DE10241261A1N/A
DE20319495U1N/A
Foreign References:
7649686
EP0934544
JP201060790A
Attorney, Agent or Firm:
Kudlek & Grunert Patentanwälte Partnerschaft, 80331, München, DE
Claims:
1. Mikroskop (103) mit einem Mikroskoptisch (101) zum Tragen einer zu untersuchenden Probe (110), wobei ein probenseitiger Bereich des Mikroskoptisches (101), der zur Positionierung und/oder Manipulation und/oder Entnahme der Probe (110) zugänglich ist, als Probenraum (114) definiert ist, und mit einer Mikroskopbeleuchtungseinrichtung (105) zur Beleuchtung der zu untersuchenden Probe (110) zu mikroskopischen Abbildungszwecken, gekennzeichnet durch ein Probenraumbeleuchtungssystem (108), das im eingeschalteten Zustand den Probenraum (114) beleuchtet und durch mindestens einen Näherungssensor (107), der eine Annäherung eines Benutzers oder eines Werkzeuges an den Probenraum (114) des Mikroskoptisches (101) detektiert, wobei der mindestens eine Näherungssensor (107) mit dem Probenraumbeleuchtungssystem (108) elektronisch derart verbunden ist, dass er bei Detektion einer Annäherung das Probenraumbeleuchtungssystem (108) einschaltet.

2. Mikroskop (103) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenraumbeleuchtungssystem (108) derart eingerichtet ist, dass es unabhängig von der Mikroskopbeleuchtungseinrichtung (105) betrieben werden kann.

3. Mikroskop (103) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroskopbeleuchtungseinrichtung (105) Bestandteil des Probenraumbeleuchtungssystems (108) ist und bei Detektion einer Annäherung die Mikroskopbeleuchtungseinrichtung (105) von einer Beleuchtung der Probe (110) zu Abbildungszwecken auf eine Beleuchtung des Probenraums (114) umschaltet.

4. Mikroskop (103) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer den Mikroskoptisch (101) und den Probenraum (114) umgebenden Probenkammer (102).

5. Mikroskop (103) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenraumbeleuchtungssystem (108) innerhalb der Probenkammer (102) angeordnet ist.

6. Mikroskop (103) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Näherungssensor (107) innerhalb der Probenkammer (102) angeordnet ist.

7. Mikroskop (103) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (102) ein Verschlusselement aufweist, durch dessen Öffnung der Probenraum (114) zur Positionierung, Manipulation und/oder Entnahme der Probe (110) von außen zugänglich wird.

8. Mikroskop (103) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (102) einen begrenzten unverschlossenen Öffnungsbereich (106, 205) aufweist, über den der Probenraum (114) zur Positionierung, Manipulation und/oder Entnahme der Probe (110) unmittelbar von außen zugänglich ist.

9. Mikroskop (103) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der begrenzte unverschlossene Öffnungsbereich (106, 205) vom Mikroskopobjektiv (104, 201) aus gesehen außerhalb des Konus (203) seiner Apertur liegt

10. Mikroskop (103) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (102) Wände (110) aufweist, welche zumindest zum Teil aus einem elektrochromen Material (111) bestehen oder dieses enthalten.

11. Mikroskop (103) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Näherungssensor (107) mit einer Steuereinrichtung (111) über eine elektronische Steuerverbindung (109) mit dem das elektrochrome Material (111) aufweisenden Teil der Wand (110) der Probenkammer (102) verbunden ist und dass bei Detektion einer Annäherung das elektrochrome Material (111) transparent geschaltet wird.

12. Mikroskop (103) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochrome Material (111) intransparent geschaltet wird, wenn keine Annäherung detektiert wird.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einem Mikroskoptisch zum Tragen einer zu untersuchenden Probe, wobei ein probenseitiger Bereich des Mikroskoptisches, der zur Positionierung und/oder Manipulation und/oder Entnahme der Probe zugänglich ist, als Probenraum definiert ist, und mit einer Mikroskopbeleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der zu untersuchenden Probe zu mikroskopischen Abbildungszwecken.

Stand der Technik

Derartige Mikroskope sind aus dem Stand der Technik in vielen Variationen bekannt. Auch bei den heute überwiegend automatisch gesteuerten Mikroskopen ist bei den meisten Anwendungen der visuelle Einblick in den Probenraum von Mikroskopen, also auf einen probenseitigen Bereich des Mikroskoptisches zur Positionierung bzw. Einrichtung, zur Manipulation und/oder zur Entnahme der Probe besonders wichtig. Insbesondere bei Fluoreszenzmikroskopen ist eine Verdunkelung dieses Probenraums üblich, um Hintergrundlicht zu unterdrücken. Zu diesem Zweck kann der Mikroskoptisch von einer Probenkammer umgeben sein. Solche Probenkammern weisen in der Regel ein Verschlusselement auf, durch dessen Öffnung der Probenraum von außen zugänglich wird. Mittels eines Schalters kann eine Öffnung des Verschlusselements mit einer Beleuchtung des Probenraums elektrisch gekoppelt werden. Solch ein Verschlusselement ist aus Platz- und Handhabungsgründen jedoch nachteilig und auch nicht immer anbringbar.

Es sind weiterhin beispielsweise aus der EP 0 043 133 B1, EP 0 934 544 B1 oder US 8,369,010 B2 Mikroskope mit einer Mikroskopbeleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der zu untersuchenden Probe bekannt, die im Bereich des Okulars über einen Näherungssensor verfügen, der eine Anwesenheit bzw. eine Annäherung eines Benutzers des Mikroskops detektiert. Dieser Sensor ist beispielsweise mit einer Steuereinrichtung verbunden, die ihrerseits mit der Lichtquelle der Mikroskopbeleuchtungseinrichtung und/oder mit einem in den Beleuchtungsstrahlengang einbringbaren Shutter und/oder mit einem Okularverschluss elektronisch in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise kann, wenn der Näherungssensor keine Anwesenheit eines Beobachters detektiert, die Lichtquelle der Mikroskopbeleuchtungseinrichtung gedimmt und/oder der Shutter in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht und/oder der Okularverschluss betätigt werden, um eine unnötige Beleuchtung des Objekts, auch durch Fremdlichteinfall durch das Okular, zu vermeiden. Auf diese Weise lassen sich thermische Belastungen bis hin zu thermischen Beschädigungen der zu untersuchenden Probe, aber auch ein allmähliches Ausbleichen der Probe (Fading-Effekt) durch unnötige Beleuchtung vermeiden.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, auf möglichst einfache und effektive Weise einen visuellen Einblick in den Probenraum eines Mikroskops, also in den zur Positionierung und/oder Manipulation und/oder Entnahme der Probe zugänglichen probenseitigen Bereich des Mikroskoptisches des Mikroskops, insbesondere bei vorhandener Probenkammer zu ermöglichen.

Kurzfassung der Erfindung

Hierzu wird ein Mikroskop gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.

Erfindungsgemäß ist in neben der Mikroskopbeleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der zu untersuchenden Probe beispielsweise in Auflicht oder Durchlicht zu mikroskopischen Abbildungszwecken zusätzlich ein Probenraumbeleuchtungssystem vorhanden, das derart ausgestaltet ist, dass im eingeschalteten Zustand der Probenraum, also der oben genannte zur Positionierung und/oder Manipulation und/oder Entnahme der Probe zugängliche probenseitige Bereich des Mikroskoptisches beleuchtet wird. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Mikroskop mit mindestens einem Näherungssensor ausgestattet, der derart ausgestaltet ist, dass eine Annäherung eines Benutzers oder eines Werkzeugs an den Probenraum detektiert wird. Eine Annäherung schließt hier auch die Anwesenheit (ohne weitere Bewegung) eines Benutzers oder eines Werkzeugs oder allgemein Objekts ein. Insbesondere wird die Annäherung der Hand eines Benutzers und/oder eines Positionier-, Manipulations- und/oder Entnahmeinstruments detektiert. Erfindungsgemäß ist der mindestens eine Näherungssensor mit dem Probenraumbeleuchtungssystem elektronisch derart verbunden, dass er bei Detektion einer Annäherung das Probenraumbeleuchtungssystem einschaltet. Die elektronische Verbindung von Näherungssensor und Probenraumbeleuchtungssystem kann über Kabel, aber auch kabellos erfolgen, wobei zweckmäßig eine Steuerungseinrichtung zwischengeschaltet sein kann. Die Detektion einer Annäherung kann bei den üblicherweise verwendeten Näherungssensoren schwellenwertabhängig erfolgen, sodass eine Annäherung beispielsweise dann detektiert wird, wenn eine bestimmte Mindestentfernung unterschritten wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Mikroskop erlaubt eine automatische Probenraumbeleuchtung bei der Detektion der Annäherung beispielsweise der Hand eines Benutzers, oder eines Probenmanipulationsinstruments, wie einer Laborpipette, in einen Bereich des Probenraums. Auf diese Weise kann zur leichteren Positionierung, Manipulation oder Entnahme der Probe der entsprechende probenseitige Bereich des Mikroskoptisches beleuchtet und somit visuell inspiziert werden. Dies erfolgt entweder unter gleichzeitiger Beobachtung des Mikroskopbildes oder aber dann, wenn die Mikroskopbeleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der zu untersuchenden Probe ausgeschaltet ist. Soweit erforderlich oder gewünscht, kann die erfindungsgemäße Probenraumbeleuchtung auch mit einem Ausschalten oder zumindest einem Dimmen der Mikroskopbeleuchtungseinrichtung gekoppelt werden.

Das Probenraumbeleuchtungssystem weist vorteilhafterweise Glühlampen, LEDs und/oder andere Leuchtmittel auf, die derart angeordnet sind, dass der Probenraum ausreichend ausgeleuchtet wird, um einen guten visuellen Einblick zu ermöglichen. Die entsprechenden Leuchtmittel sind an einem der Probe zugewandten Teil des Mikroskopgehäuses angebracht, beispielsweise am Durchlichtbeleuchtungsträger eines inversen Mikroskops, an der Objektivrevolverwechselfläche eines aufrechten Mikroskops oder im oberen Innenbereich der Probenkammer eines Box-Type-Mikroskops (wie Digitalmikroskop, Lichtblattmikroskop etc.). In diesen Fällen ist das Probenraumbeleuchtungssystem ein eigenständiges Beleuchtungssystem, das zusätzlich zu der Mikroskopbeleuchtungseinrichtung im erfindungsgemäßen Mikroskop vorhanden ist und unabhängig von dieser betrieben werden kann.

In einer vorteilhaften Alternative ist die Mikroskopbeleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der zu untersuchenden Probe Bestandteil des Probenraumbeleuchtungssystems. Bei Detektion einer Annäherung betreibt das Probenraumbeleuchtungssystem die vorhandene Mikroskopbeleuchtungseinrichtung derart, dass der gesamte Probenraum ausgeleuchtet wird, insbesondere, dass von einer Beleuchtung der Probe zu Abbildungszwecken auf eine Beleuchtung des Probenraums umgeschaltet wird. Dies kann beispielsweise durch eine spezielle Einstellung einer Durchlichtbeleuchtungseinrichtung eines inversen Mikroskops realisiert werden.

Der oder die Näherungssensoren sind derart angeordnet und ausgestaltet, dass eine Annäherung an den Probenraum und somit auch eine Anwesenheit im Probenraum detektiert wird. Näherungssensoren, auch als Näherungsschalter bezeichnet, sind an sich bekannt. Sie reagieren berührungsfrei ohne direkten Kontakt auf Annäherung. Je nach physikalischer Funktionsweise lassen sich induktive, kapazitive, magnetische, optische sowie Ultraschall-Näherungssensoren unterscheiden. Außerdem gibt es die sogenannten Lichtschranken als Näherungssensoren. Für die vorliegende Erfindung sind insbesondere optische oder kapazitive Näherungssensoren geeignet. Optische Näherungssensoren reagieren auf Lichtreflexion, wobei vorzugsweise Infrarotlicht, das für das menschliche Auge nicht sichtbar ist, eingesetzt wird. Kapazitive Näherungsschalter ändern bei Annäherung eines metallischen oder auch nicht metallischen Objekts ihre Schwingungsfrequenz des eingebauten Schwingkreises. Vorzugsweise reagieren die erfindungsgemäß eingesetzten Näherungssensoren spezifisch auf Gewebe, wie die Hand eines Benutzers, oder auf Kunststoffe, wie beispielsweise eine Laborpipette. Im Allgemeinen können auch verschiedene Typen von solchen spezifischen Näherungssensoren vorgesehen sein, um eine nutzerseitige Auswahl einer spezifischen Detektion sich annähernder Objekte zu ermöglichen. Sinnvollerweise sind die Näherungssensoren derart ausgestaltet, dass sie eine Annäherung eines Objekts erst ab einem bestimmten Schwellwert detektieren, wobei dieser Schwellwert dem Unterschreiten eines bestimmten Mindestabstands entspricht. Auf diese Weise kann ein die Probe umgebender dreidimensionaler Bereich des Probenraums definiert werden. Wird über den Näherungssensor die Annäherung eines Objektes in diesen definierten Bereich detektiert, wird erfindungsgemäß die Probenraumbeleuchtung eingeschaltet. Bei Entfernen des jeweils auslösenden Objekts aus diesem definierten Bereich wird die Probenraumbeleuchtung ausgeschaltet.

Vorteil der vorliegenden Erfindung ist somit insbesondere die automatische Beleuchtung des Probenraums ohne manuelle Interaktion des Nutzers in dem Fall einer gewünschten Positionierung, Manipulation oder Entnahme der Probe, sodass dieser Vorgang vereinfacht wird. Falls keine Positionierung, Manipulation oder Entnahme der Probe erfolgt, ist die Probenraumbeleuchtung ausgeschaltet und somit kein Falschlicht im Abbildungssystem des Mikroskops vorhanden. Die Erfindung lässt sich somit auch ohne Schalter für eine Probenraumbeleuchtung, der mit einem Verschlusselement einer Probenkammer verbunden ist, realisieren. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung den vollständigen Verzicht auf ein solches Verschlusselement, wie weiter unten erläutert wird.

Die bereits oben angesprochenen Box-Type-Mikroskope weisen eine den Mikroskoptisch und den Probenraum umgebende Probenkammer auf, des weiteren Forschungsmikroskope mit Inkubationssystemen. Bei solchen Mikroskopen ist es vorteilhaft, wenn das Probenraumbeleuchtungssystem innerhalb der Probenkammer angeordnet ist. Gleiches gilt vorteilhafterweise für den mindestens einen Näherungssensor.

Bei dieser Art von Mikroskopen kann die Probenkammer ein Verschlusselement aufweisen, durch dessen Öffnung der genannte Probenraum von außen zugänglich wird. Auf einen Schalter zur Aktivierung der Probenraumbeleuchtung kann verzichtet werden, wenn erfindungsgemäß mindestens ein Näherungssensor eine Annäherung an den Probenraum detektiert und im Falle der positiven Detektion die Probenraumbeleuchtung eingeschaltet wird.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht jedoch den Verzicht auf ein Verschlusselement bei einer Probenkammer der Box-Type-Mikroskope. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn ein begrenzter unverschlossener, insbesondere auch nicht verschließbarer, Öffnungsbereich, also eine "definierte Öffnung" in der Probenkammer vorhanden ist, über den bzw. die der Probenraum unmittelbar, also ohne Öffnen eines Verschlusselements, von außen zugänglich ist. Durch diesen begrenzten unverschlossenen Öffnungsbereich lässt sich dann ohne Öffnen eines Verschlusselements eine Probe auf dem Mikroskoptisch positionieren, manipulieren und/oder entnehmen. Bei Annäherung an den begrenzten Öffnungsbereich, insbesondere bei einem Passieren bzw. Durchtritt durch diesen begrenzten Öffnungsbereich, wird die Probenraumbeleuchtung aktiviert. Ein Passieren bzw. Durchtritt durch die begrenzte Öffnung in der Probenkammer kann in einfacher Weise auch durch einen Lichtschranken-Näherungssensor detektiert werden.

Um das durch den genannten begrenzten unverschlossenen Öffnungsbereich der Probenkammer in das Innere der Probenkammer gelangende Falschlicht ausreichend zu unterdrücken, wird der Raumwinkel des Öffnungsbereichs relativ zu dem Akzeptanzwinkel des Mikroskopobjektivs entsprechend gering gewählt, d. h. der Öffnungsbereich liegt außerhalb des Aperturkonus des Mikroskopobjektivs bzw. deren Überlapp ist möglichst gering. Der Öffnungswinkel des Aperturkonus des Mikroskopobjektivs ist begrenzt. Beispielsweise beträgt er 45° bei NA 0,71 und ohne Immersion. In diesem Fall wäre die Position des begrenzten unverschlossenen Öffnungsbereichs so zu wählen, dass der minimale Winkel zwischen der optischen Achse und der Verbindungslinie eines Punktes im Öffnungsbereich und dem Fokus des Mikroskopobjektivs, das objektseitig telezentrisch ist, größer als der genannte Öffnungswinkel des Aperturkonus, also beispielsweise 45°, ist. Falls dies nicht möglich sein sollte, ist der Überlapp wie erwähnt minimal zu wählen. Auf diese Weise kann auch ohne Verschlusselement eine kontrastreiche Mikroskopbildgebung gewährleistet werden. Insbesondere kann die Position des begrenzten Öffnungsbereichs unter Berücksichtigung ergonomischer Gesichtspunkte und dem Aperturwinkel des höchstgeöffneten Mikroskopobjektivs optimiert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bestehen die Wände der Probenkammer zumindest zum Teil aus einem elektrochromen Material bzw. weisen ein solches elektrochromes Material auf. Bei diesem elektrochromen Material handelt es sich insbesondere um elektrochromes Glas, auch als intelligentes Glas bezeichnet. Elektrochrome Materialien ändern ihre Transmissivität (Lichtdurchlässigkeit) je nach angelegter Spannung. Elektrochromes Glas enthält solche Materialien beispielsweise in Form von Einlagerungen oder dünnen Beschichtungen. Für vorliegende Anwendung ist insbesondere absorbierendes und/oder reflektierendes elektrochromes Material vorteilhaft, da hierdurch das Eindringen von Falschlicht vermieden wird. Weiterhin ist auch sogenanntes LC-Glas oder PDLC-Glas für die hier vorgesehene Anwendung geeignet. Solches Liquid Crystal- bzw. Polymer Dispersed Liquid Crystal-Glas wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung transparent. Bei dieser Art von Gläsern ist ein Polymer-Flüssigkristall-Film zwischen zwei Flachglasscheiben eingebettet und mit einer Stromquelle verbunden.

Einfallendes Licht wird von dem Polymer-Flüssigkristall-Film gestreut, sodass die Scheibe opak ist. Erst bei Anlegen einer elektrischen Spannung werden die Flüssigkristallmoleküle im elektrischen Feld angeordnet, wodurch die Scheibe transparent wird. Im Rahmen dieser Anmeldung soll LC/LCPD-Glas zu den elektrochromen Gläsern gerechnet werden. Als Substrate der elektrochromen Schichten können außer Gläsern auch Kunststoffe oder Polymere verwendet werden.

Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Näherungssensor mit einer Steuereinrichtung über eine elektrische Steuerverbindung mit dem das elektrochrome Material aufweisenden Teil der Wand der Probenkammer derart verbunden, dass bei Detektion einer Annäherung das elektrochrome Material transparent geschaltet wird. Umgekehrt wird das elektrochrome Material vorzugsweise intransparent geschaltet, wenn keine Detektion einer Annäherung erfolgt. Beispielsweise sind sämtliche Wände der Probenkammer, insbesondere aber die Seitenwände, beispielsweise aus einem elektrochromen Glas. Bei Detektion einer Annäherung werden die betreffenden elektrochromen Wände der Probenkammer transparent geschaltet, sodass zusätzlich Umgebungslicht in das Innere der Probenkammer und somit auch auf den Probenraum treffen kann. Auf diese Weise wird der visuelle Einblick in den Probenraum, der nun auch durch die transparenten Wände erfolgen kann, erleichtert. Für den Fall der Probenuntersuchung, also beispielsweise bei eingeschalteter Mikroskopbeleuchtungseinrichtung und/oder bei keiner Detektion einer Annäherung werden die betreffenden Wände der Probenkammer intransparent geschaltet, die in diesem Fall wenig bis gar nicht transparent sind.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Kurze Figurenbeschreibung

1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskops in einer seitlichen Schnittansicht und

2 zeigt ein Beispiel für die Position der Probenkammeröffnung in Bezug zu der des Mikroskopobjektivs.

Ausführliche Figurenbeschreibung

1 zeigt ein Mikroskop 103, das als inverses Box-Type Digitalmikroskop ausgeführt ist. Das Digitalmikroskop 103 weist als Mikroskopbeleuchtungseinrichtung 105 eine Durchlichtbeleuchtungseinrichtung auf. Das Mikroskopobjektiv ist mit 104 bezeichnet. Zwischen Objektiv 104 und Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 105 befindet sich ein Mikroskoptisch 101, auf dem eine zu untersuchende Probe 110 positioniert werden kann. In bekannter Weise wird ein Bild der durchleuchteten Probe 110 als digitales Bild zur Verfügung gestellt.

Zur Untersuchung einer lichtempfindlichen Probe befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel der Mikroskoptisch 101, das Mikroskopobjektiv 104 sowie die Mikroskopbeleuchtungseinrichtung 105 innerhalb einer Probenkammer 102. Hierdurch wird aus der Umgebung einfallendes Falschlicht stark unterdrückt und zudem eine kontrastreiche Mikroskopbildgebung gewährleistet. Die Probe 110 und insbesondere ein die Probe 110 umgebender probenseitiger Bereich des Mikroskoptisches 101 ist zur Positionierung und/oder Manipulation und/oder Entnahme der Probe 110 zugänglich. Dies wird in diesem Ausführungsbeispiel dadurch gewährleistet, dass eine definierte Öffnung 106 in der Probenkammer 102 vorgesehen ist. Diese Öffnung 106 ist auch als begrenzter unverschlossener Öffnungsbereich der Probenkammer 102 in vorliegender Anmeldung bezeichnet. Der für die genannten Zwecke zugängliche probenseitige Bereich des Mikroskoptisches 101 ist in 1 als Probenraum 114 dargestellt. Durch die Öffnung 106 in der Probenkammer 102 lässt sich ohne Öffnen eines Verschlusselements eine Probe auf den Mikroskoptisch 101 positionieren, manipulieren oder entnehmen. Ein aus dem Stand der Technik bekanntes (hier nicht dargestelltes) Verschlusselement würde die Öffnung 106 in bekannter Weise verschließen.

Um einen visuellen Einblick in den Probenraum 114 zu gewährleisten, sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Näherungssensoren 107 innerhalb der Probenkammer 102 derart angeordnet und ausgestaltet, dass eine Annäherung an den Probenraum detektiert werden kann. Insbesondere sind die Näherungssensoren 107 hier an dem Träger der Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 105 angebracht. Die Näherungssensoren sind derart ausgestaltet, dass eine Annäherung insbesondere einer Hand des Benutzers und/oder eines Positionier-, Manipulations- oder Entnahmeinstruments (z.B. Laborpipette) an bzw. in den Probenraum detektiert wird.

Die Näherungssensoren 107 sind in diesem Ausführungsbeispiel über elektronische Steuerverbindungen 109 mit einem Probenraumbeleuchtungssystem 108 verbunden. Diese Verbindung kann insbesondere über eine Steuereinrichtung 111 des digitalen Mikroskops 103 erfolgen, die in 1 schematisch dargestellt ist. Sobald die Näherungssensoren 107 eine genügend starke Annäherung an den Probenraum 114 bzw. einen Eintritt in den Probenraum 114 detektieren, wird über die Steuereinrichtung 111 das Probenraumbeleuchtungssystem 108 eingeschaltet. Die Leuchtmittel des Probenraumbeleuchtungssystems, hier in den Ecken der Probenkammer 102 angeordnete LEDs, werden eingeschaltet, sodass der Probenraum 114 in einer für den visuellen Einblick ausreichenden Weise ausgeleuchtet wird. Sobald die Hand des Benutzers bzw. das entsprechende Positionier-, Manipulations- oder Entnahmeinstrument den Probenraum 114 verlassen hat, wird die Probenraumbeleuchtung wieder ausgeschaltet. Es kann auch vorteilhaft sein, die Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 105 mit einer Steuerung des Digitalmikroskops 103 bzw. mit der Steuereinrichtung 111 derart zu verbinden, dass die Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 105 nur dann eingeschaltet wird, wenn die Probenraumbeleuchtung ausgeschaltet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind zumindest die Seitenwände, insbesondere die zum Benutzer gewandten Seitenwände 112, der Probenkammer 102 aus einem elektrochromen Material 113 insbesondere aus elektrochromen Glas gefertigt. Bei Anlegen einer Gleichspannung kann je nach Art des elektrochromen Glases dieses transparent oder intransparent geschaltet werden. Zur Erleichterung des visuellen Einblicks in den Probenraum 114 wird bei Detektion einer Annäherung an den Probenraum 114 über die Näherungssensoren 107 das elektrochrome Glas, das in diesem Fall die Seitenwände 112 der Probenkammer 102 bildet (in 1 schematisch gezeigt), über die genannte Steuereinrichtung 111 transparent geschaltet. Auf diese Weise kann Umgebungslicht in das Innere der Probenkammer 102 eindringen. Insbesondere kann ein Benutzer dann die Probe 110 nicht nur durch die Öffnung 106 sondern insgesamt durch die Seitenwände 112 der Probenkammer 102 hindurch wahrnehmen. Sobald die Näherungssensoren 107 das Verlassen der Benutzerhand bzw. des Instruments detektieren, werden die elektrochromen Seitenwände 112 der Probenkammer 102 intransparent geschaltet. Die Seitenwände 112 sind in diesem Fall wenig bis gar nicht transparent. Aufgrund der in Position und Dimension optimierten Öffnung 106 kann in diesem Fall Falschlicht dennoch stark unterdrückt und bei höchstgeöffnetem Mikroskopobjektiv 104 noch ausreichend kontrastreich gearbeitet werden.

Die Position der Öffnung 106 in der Probenkammer 102 sowie ihre Größe sollten unter Berücksichtigung ergonomischer Gesichtspunkte und des Aperturwinkels des höchstgeöffneten Mikroskopobjektivs 104 optimiert werden. Auf diese Weise kann der Raumwinkel der Öffnung 106 relativ zum Akzeptanzwinkel des Mikroskopobjektivs 104 so gering gehalten werden, dass von außen eindringendes Falschlicht stark unterdrückt und eine kontrastreiche Mikroskopbildgebung gewährleistet werden kann Eine vorteilhafte Möglichkeit der Positionierung der Probenkammeröffnung 106 in Bezug zu der des Mikroskopobjektivs 104 ist in 2 gezeigt.

2 zeigt schematisch eine vorteilhafte Möglichkeit der Anordnung des Mikroskopobjektivs 201 (in 1 mit 104 bezeichnet) in Relation zu dem begrenzten unverschlossenen Öffnungsbereich 205 (in 1 mit 106 bezeichnet). 2 zeigt schematisch das Mikroskopobjektiv 201 mit der von ihm definierten optischen Achse 206. Der Öffnungswinkel der Apertur des Objektivs 201 ist mit 202 (halber Öffnungswinkel) bezeichnet. Von der Probe abgegebenes Licht, das außerhalb des Öffnungswinkels 202 liegt, kann nicht in das Objektiv 201 gelangen und somit nicht zur Abbildung der Probe in das Zwischenbild bzw. auf einen Bildsensor beitragen. Mit 204 ist die Objektebene bezeichnet, auf die das Objektiv 201 fokussiert ist. Der Aperturkonus, dessen Spitze auf der Objektebene 204 in einem beliebigen Punkt des Objektfelds 207 liegt und der sich probenseitig der Objektebene 204 erstreckt, ist mit 203 bezeichnet. Dabei ist das Objektfeld 207 der Bereich des in die Probe abgebildeten Zwischenbilds bzw. Bildsensors. Wie in 2 dargestellt, liegt der begrenzte unverschlossene Öffnungsbereich 205 außerhalb dieses Aperturkonus 203. Jede Verbindungslinie eines Punktes im Öffnungsbereich 205 in das Objektfeld 207 des Mikroskopobjektivs 201 in der Objektebene 204 schließt zur optischen Achse 206 einen Winkel ein, der größer als der Öffnungswinkel 202 der Objektivapertur ist. Sollte eine solche Anordnung in der Praxis nicht möglich sein, ist der Überlapp minimal zu wählen, das heißt, für mehr als 50 % der Fläche des Öffnungsbereichs 205, insbesondere mehr als 75 %, sollte die erwähnte Idealbedingung erfüllt sein.

Bei der in 2 dargestellten Anordnung kann bei dem in 1 dargestellten Mikroskop 103 auch ohne Verschlusselement, das einen Verschluss des Öffnungsbereichs 106 ermöglicht, eine kontrastreiche Mikroskop-Abbildung gewährleistet werden.

Bezugszeichenliste

101
Mikroskoptisch
102
Probenkammer
103
Mikroskop
104
Mikroskopobjektiv
105
Mikroskopbeleuchtungseinrichtung
106
begrenzter unverschlossener Öffnungsbereich
107
Näherungssensoren
108
Probenraumbeleuchtung
109
elektrische Steuerverbindung
110
Probe
111
Steuereinrichtung
112
Wand der Probenkammer
113
elektrochromes Material
114
Probenraum
201
Mikroskopobjektiv
202
Öffnungswinkel der Apertur des Objektivs
203
Konus der Apertur
204
Objektebene
205
begrenzter verschlossener Öffnungsbereich
206
optische Achse
207
Objektfeld

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • EP 0043133 B1 [0003]
  • EP 0934544 B1 [0003]
  • US 8369010 B2 [0003]