DE10244619A1 - Optical object investigation device used as microscope for investigating biological objects has measuring arrangement with distance sensor arrangement comprising electrode assigned to optical element and further electrode - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft nach einem Aspekt eine optische Objektuntersuchungseinrichtung, umfassend: einen Objektbereich, in dem ein zu untersuchendes Objekt oder ein Objektträger mit wenigstens einem zu untersuchenden Objekt plazierbar ist; einen Beobachtungsstrahlengang, der vom Objektbereich zu einem Bild- oder Beobachtungsbereich führt und, hinsichtlich des Abstands wenigstens eines optischen Elements relativ zu einer Bezugsebene des Objektbereichs verstellbar ist; in der Regel wenigstens einen Beleuchtungsstrahlengang, über den der Objektbereich beleuchtbar ist; und eine dem Beobachtungsstrahlengang zugeordnete, auf einen momentanen Abstand oder/und eine Änderung des momentanen Abstands zwischen dem optischen Element einerseits und der Bezugsebene des Objektbereichs oder einer Bezugsstelle oder Bezugsebene eines Objekts oder Objektträgers im Objektbereich andererseits ansprechende Messanordnung, die wenigstens ein vom momentanen Abstand bzw. der Änderung des momentanen Abstand abhängiges elektrisches Signal bereitstellt.The invention relates to a Aspect of an optical object inspection device comprising: an object area in which an object to be examined or a slides can be placed with at least one object to be examined; an observation beam path, which leads from the object area to an image or observation area and, with regard to the distance of at least one optical element relative to one Reference plane of the object area is adjustable; usually at least an illumination beam path, over which the object area can be illuminated; and one the observation beam path assigned to a current distance or / and a change the instantaneous distance between the optical element on the one hand and the reference plane of the object area or a reference point or Reference plane of an object or slide in the object area on the other hand responsive measuring arrangement, which is at least one from the current distance or the change dependent on the current distance provides electrical signal.
Derartige, als Mikroskop mit auf
Grundlage der Messanordnung arbeitender Autofokus-Anordnung ausgeführte Einrichtungen
sind beispielsweise aus der
Aus der
Herkömmlich wird im Fachgebiet, so auch bei den angesprochenen Schriften des Standes der Technik, eine Autofokussierung bzw. automatische Scharfstellung auf optischem Wege verwendet, insbesondere unter Einsatz von Laserstrahlung.Traditionally, in the field, this also applies to the prior art documents mentioned, an auto focus or automatic focus on optical Paths used, especially using laser radiation.
Hintergrund der Erfindung ist unter anderem, dass die optische Objekterfassung, insbesondere Mikroskopie, zunehmend automatisiertwird, insbesondere wenn es um biologische Objekte und biologische Fragestellungen geht. Beispielsweise erfolgt im Pharmabereich zunehmend die Wirkstoffsuche auf Grundlage lebender Zellen. Ein modernes Verfahren hierfür ist z. B. das so genannte "High-Content-Screening" (HCS), bei dem viele Beobachtungsgefäße (Aufnahmen, Wells) in so genannten Mikrotiterplatten nacheinander angefahren und optisch, insbesondere mikroskopbasiert, untersucht werden, insbesondere zur Darstellung biologisch relevanter Vorgänge. Hierbei werden häufig bildgebende Fluoreszenzmethoden angewendet.Background of the invention is below other that optical object detection, especially microscopy, is becoming increasingly automated, especially when it comes to biological Objects and biological issues. For example in the pharmaceutical sector, the search for active substances based on living Cells. A modern process for this is e.g. B. the so-called "high content screening" (HCS), in which many Observation vessels (recordings, Wells) are started up one after the other in so-called microtiter plates and be examined optically, in particular microscope-based, in particular to represent biologically relevant processes. This often involves imaging Fluorescence methods applied.
Bei derartigen Untersuchungsverfahren werden häufig mikroskopische Anordnungen eingesetzt, die mit Verfahrsystemen für die Mikrotiterplatten, speziellen Beleuchtungseinrichtungen und Bildaufnahmesystemen ausgestattet sind, welche es in Kombination erlauben, die Lebensvorgänge aufzuzeichnen und, meist computerbasiert, auszuwerten. In der Regel ist eine sehr hohe Bildauflösung erforderlich, oft nahe an der optischen Auflösungsgrenze. Für die Aufnahme der Lebensvorgänge bzw. momentaner Zustände der optischen Objekte (insbesondere Zellen) ist die "richtige" Einstellung der Untersuchungseinrichtung, insbesondere Mikroskopanordnung, erforderlich, so dass die interessierende Objektebene scharf auf einen Bildsensor (ggf. CCD-Detektor) abgebildet bzw. die Mikroskopanordnung richtig fokussiert ist, im Falle einer konfokalen Mikroskopie in die interessierende Objektebene, sonst entsprechend der scharf optisch abzubildenden Objektebene.In such examination procedures become common microscopic arrangements used with special microtiter plates Illumination devices and imaging systems which, in combination, allow the processes of life to be recorded and, mostly computer-based, to evaluate. Usually is a very high image resolution required, often close to the optical resolution limit. For receiving of life processes or current states of the optical objects (especially cells) is the "correct" setting of the Examination device, in particular microscope arrangement, required so the object plane of interest is focused on an image sensor (CCD detector, if applicable) or the microscope arrangement correctly is focused, in the case of confocal microscopy into the one of interest Object level, otherwise in accordance with the sharply optically reproduced Object level.
In diesem Zusammenhang bzw. allgemein bei der automatisierten optischen Objektuntersuchung, insbesondere Mikroskopie, wäre es sehr zweckmäßig, den Abstand zwischen einem relevanten optischen Element, ggf. Objektiv, und dem jeweiligen Untersuchungsobjekt bzw. zumindest dem das Untersuchungsobjekt bzw. die Untersuchungsobjekte haltenden Objektträger zu wissen, um auf dieser Grundlage das jeweilige Untersuchungsobjekt geeignet abbilden zu können. Neben dem "absoluten Abstand" sind auch "relative" Abstände bzw. Abstandsänderungen in. diesem Zusammenhang von Interesse, und für viele Anwendungen auch ohne Kenntnis des absoluten Abstands von Bedeutung.In this context or in general at automated optical object inspection, especially microscopy, would it be very appropriate, the Distance between a relevant optical element, possibly lens, and the respective examination object or at least the examination object or to know the slides holding the objects to be examined, on this basis to be able to depict the respective examination object in a suitable manner. Next the "absolute distance" are also "relative" distances or changes in distance in this context of interest, and for many applications without Knowledge of the absolute distance of importance.
Die Fokussierung eines Mikroskops geschieht bei der manuellen Mikroskopie über den so genannten "Z-Trieb" des Mikroskops auf Grundlage des vom menschlichen Auge gesehenen Bildes und der Bildverarbeitung durch das für solche Prozesse sehr gut geeignete menschliche Gehirn. Erfolgt eine derartige Scharfstellung oder Fokussierung einer optischen Einrichtung, insbesondere eines Mikroskops, automatisiert, so spricht man von einer "Autofokussierung". Die Autofokussierung ist technisch häufig sehr anspruchsvoll und insbesondere dann problematisch, wenn für die Autofokussierung nur wenig Zeit zur Verfügung steht. Herkömmliche Ansätze stoßen insbesondere dann an Grenzen, wenn sehr viele Proben in möglichst kurzer Zeit untersucht werden sollen. Geschwindigkeitsbegrenzend sind einerseits Autofokus-Verfahren, die alleine auf optischer Bildverarbeitung beruhen. Andererseits ist geschwindigkeitsbegrenzend, dass bei den herkömmlichen Ansätzen zur Autofokussierung bzw. automatischen Scharfstellung auf optischem Wege in der Regel nach dem Anfahren eines weiteren Wells der jeweiligen Mikrotiterplatte wieder eine vollständige Autofokussierungssequenz durchlaufen werden muss, jedenfalls dann, wenn – wie das die Regel ist – die Mikrotiterplatte eine den interessierenden mikroskopischen Maßstab deutlich übersteigende geometrische Unregelmäßigkeit, etwa einen entsprechend gewellten oder entsprechende Dickenschwankungen aufweisenden Plattenboden aufweist. Hinzu kommt, dass herkömmliche Autofokussierungsverfahren auf Grundlage eines in Richtung zum Objektbereich gerichteten Laserstrahls auf einer Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs beruhen und dementsprechend also beispielsweise der normale "Z-Trieb" des Mikroskops im Zuge der Autofokussierungssequenz betätigt wird. Derartige Verstellungen des Beobachtungsstrahlengangs sind allein schon aufgrund der zu bewegenden Massen relativ langsam.In manual microscopy, a microscope is focused using the so-called "Z-drive" of the microscope on the basis of the image seen by the human eye and the image processing by the human brain, which is very well suited for such processes. If such focusing or focusing of an optical device, in particular a microscope, is automated, one speaks of an "auto-focusing". The autofocusing is technically very demanding and especially problematic when there is little time available for autofocusing. Conventional approaches come up against their limits particularly when a large number of samples are to be examined in the shortest possible time. On the one hand, speed limiting is based on autofocus methods, which are based solely on optical image processing. On the other hand, it is speed-limiting that, in the conventional approaches to autofocusing or automatic focusing by optical means, a complete autofocusing sequence generally has to be run through again after approaching a further well of the respective microtiter plate, at least when - as is the rule - the Wed. has a geometrical irregularity which clearly exceeds the microscopic scale of interest, for example a plate base which is correspondingly corrugated or has corresponding thickness fluctuations. In addition, conventional autofocusing methods based on a laser beam directed in the direction of the object area are based on an adjustment of the observation beam path and accordingly, for example, the normal "Z drive" of the microscope is actuated in the course of the autofocusing sequence. Such adjustments of the observation beam path are relatively slow, if only because of the masses to be moved.
Eine Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, eine technische Grundlage für eine schnellere gezielte Scharfstellung bzw. Fokussierung des Beobachtungsstrahlengangs in Bezug auf ein interessierendes Objekt zu schaffen, insbesondere (aber nicht ausschließlich) im Zusammenhang mit der Beobachtung bzw. Untersuchung mehrerer Objekte auf einem gemeinsamen Objektträger (ggf. Mikrotiterplatte). Insbesondere soll die Grundlage für eine schnellere Autofokussierung bzw. automatische Scharfstellung des Beobachtungsstrahlengangs in Bezug auf ein interessierendes Objekt geschaffen werden. Zur Lösung wenigstens einer dieser Aufgaben wird in Bezug auf die eingangs angesprochene Objektuntersuchungseinrichtung vorgeschlagen, dass die Messanordnung eine kapazitive Abstandssensoranordnung umfasst, die wenigstens eine dem optischen Element zugeordnete erste Elektrode sowie wenigstens eine dem Objektbereich zugeordnete zweite Elektrode oder/und wenigstens eine elektrische Kontaktstelle für den Anschluss oder die Bereitstellung wenigstens einer objektseitigen oder objektträgerseitigen zweiten Elektrode aufweist, und dass eine Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs hinsichtlich des Abstands des optischen Elements relativ zu der Bezugsebene mittels einer mechanischen Zwangsbewegungsverkoppelung in eine Verstellung des Abstands zwischen wenigstens einer ersten Elektrode und wenigstens einer zweiten Elektrode umsetzbar ist.In contrast, an object of the invention is a technical basis for a faster targeted focusing or focusing of the observation beam path in relation to an object of interest, in particular (but not exclusively) in connection with the observation or examination of several objects on a common slide (microplate if necessary). In particular, the basis for faster autofocusing is said to be or automatic focusing of the observation beam path in Reference to an object of interest. At least to the solution one of these tasks is related to the one mentioned at the beginning Object inspection device proposed that the measurement arrangement comprises a capacitive distance sensor arrangement, which at least a first electrode assigned to the optical element and at least one a second electrode assigned to the object area or / and at least an electrical contact point for the connection or the provision of at least one object-side or slide side second electrode, and that an adjustment of the observation beam path in terms of the distance of the optical element relative to that Reference plane by means of a mechanical positive motion coupling in an adjustment of the distance between at least a first electrode and at least one second electrode can be implemented.
Nach dem die kapazitive Abstandssensoranordnung als Teil der Messanordnung angebenden Erfindungsvorschlag kann stets der momentane Abbildungszustand, ggf. Scharfsteil- oder Autofokussierungszustand, des Beobachtungsstrahlengangs oder zumindest eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs elektrisch, nämlich auf kapazitivem Wege, erfasst werden, nämlich zumindest insoweit, wie dieser Abbildungszustand durch den Abstand des optischen Elements relativ zur Bezugsebene bzw. der Änderung des Abstands des optischen Elements relativ zur Bezugsebene beeinflusst wird. Die Erfassung dieses Abbildungszustands kann völlig ohne die Anwendung optischer, ggf. eine Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs einschließender Messverfahren und völlig ohne Anwendung von Bildverarbeitungsverfahren in Bezug auf im Bild- oder Beobachtungsbereich aufgenommene Bilder durchgeführt werden, so dass die Erfassung des momentanen Abbildungszustands bzw. einer erfolgten bzw. erfolgenden Änderung des Abbildungszustands sehr schnell erfolgen kann, ggf. sogar instantan oder zumindest quasi-instantan.According to the capacitive distance sensor arrangement As part of the measurement arrangement, the inventive proposal can always the current state of the image, possibly the state of focus or autofocus, of the observation beam path or at least one change the current imaging state of the observation beam path electrically, namely by capacitive means, namely at least to the extent that this imaging state by the distance of the optical element relative to the reference plane or the change in the distance of the optical Element is influenced relative to the reference plane. Capturing this Mapping state can be completely without the use of optical, possibly an adjustment of the observation beam path enclosing Measurement method and totally without the use of image processing methods with regard to or images taken in the observation area, so that the detection of the current imaging state or a made or occurring change of the imaging state can take place very quickly, possibly even instantaneously or at least quasi-instantaneous.
Das Ergebnis der Erfassung des Abbildungszustands bzw. der Abbildungszustandsänderung kann den momentanen Abstand zwischen einem relevanten optischen Element, ggf. Objektiv, einerseits und einer Referenzebene oder Referenzstelle des Objektsbereichs, insbesondere einer Referenzebene oder Referenzstelle eines jeweiligen Untersuchungsobjekts oder Objektträgers, andererseits oder/und eine Änderung eines derartigen Abstands repräsentieren. Die ermittelte Größe kann ein analoges elektrisches Signal oder ein digitaler Datenwert sein und eineindeutig dem Abstand bzw. der Abstandsänderung entsprechen.The result of capturing the imaging state or the imaging state change can the current distance between a relevant optical element, if necessary objective, on the one hand and a reference plane or reference point the object area, in particular a reference plane or reference point of a respective examination object or slide, on the other hand or / and a change of such a distance. The determined size can an analog electrical signal or a digital data value and clearly correspond to the distance or the change in distance.
Sensorsysteme zur berührungslosen
Abstandsmessung auf kapazitivem Wege sind an sich in vielfältigen Ausprägungen bekannt,
beispielsweise im Zusammenhang mit der Bearbeitung von Werkstücken. Es
wird hierzu auf die
Wie schon angedeutet, wird der Beobachtungsstrahlengang häufig als Mikroskopstrahlengang ausgeführt sein. Es kommt dann ggf. auf vergleichsweise kleine Abstände bzw. Abstandsänderungen an, die einer kapazitiven Erfassung aber ohne weiteres zugänglich sind.As already indicated, the observation beam path frequently designed as a microscope beam path his. Then there may be comparatively small distances or Distance changes at, which are easily accessible for capacitive detection.
Die Objektuntersuchungseinrichtung weist bevorzugt eine dem Beobachtungsstrahlengang zugeordnete Scharfsteil- oder Autofokusanordnung auf, die dafür ausgelegt ist, mittels einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten Aktuatoranordnung auf Grundlage wenigstens eines elektrischen Signals der Messanordnung den Beobachtungsstrahlengang derart einzustellen, dass eine ausgewählte Objektebene schar abgebildet wird. Es wird in diesem Zusammenhang daran gedacht, dass auf Grundlage des Messergebnisses der Messanordnung der Beobachtungsstrahlengang entsprechend eingestellt bzw. nachgeführt wird, ohne dass noch unbedingt eine eigene Scharfstelloder Autofokussequenz bezogen auf den Beobachtungsstrahlengang nach den herkömmlichen Ansätzen (oder – ebenfalls nicht ausgeschlossenen – durch den Menschen) durchgeführt werden muss. Dabei ist es nicht zwingend, dass die scharf abzubildende Objektebene der Referenzebene des Objektbereichs entspricht oder durch die Referenzstelle des Objektbereichs geht. Es wird vielmehr vorgeschlagen, dass die scharf abzubildende Objektebene bezogen auf eine durch wenigstens eine zweite Elektrode definierte Referenzebene oder Referenzstelle des Objektbereichs mit definiertem Abstand zu dieser auswählbar ist.The object examination device preferably assigns one to the observation beam path arranged focus or autofocus arrangement, which is designed to set the observation beam path by means of an actuator arrangement assigned to the observation beam path on the basis of at least one electrical signal of the measurement arrangement in such a way that a selected object plane is imaged sharply. In this context, it is thought that on the basis of the measurement result of the measurement arrangement, the observation beam path is adjusted accordingly, without necessarily having a separate focusing or autofocus sequence related to the observation beam path according to the conventional approaches (or - also not excluded - by humans ) must be carried out. It is not imperative that the object plane to be sharply represented corresponds to the reference plane of the object area or that it passes through the reference point of the object area. Rather, it is proposed that the object plane to be sharply imaged can be selected with a defined distance from it with reference to a reference plane or reference point of the object region defined by at least one second electrode.
Ein Hintergrund für diese bevorzugte Auslegung der Scharfsteil- oder Autofokusanordnung ist, dass das interessierende Objekt, etwa eine biologische Probe, häufig in einem festen oder mit gewissen Wahrscheinlichkeiten vorhersagbaren Abstand oder Abstandsbereich zu einer Referenzebene des Objektträgers angeordnet ist. Dies ist speziell beim angesprochenen High-Content-Screening auf Grundlange von Mikrotiterplatten häufig der Fall. Somit kann unter Berücksichtigung eines über die Abstandssensoranordnung für eine weitere Auswertung zugänglichen Abstands häufig das interessierende Objekt unmittelbar scharf über den Beobachtungsstrahlengang abgebildet bzw. der Beobachtungsstrahlengang entsprechend scharf eingestellt bzw. fokussiert werden, oder es ist das Objekt doch zumindest soweit, etwa durch eine Kamera oder einen Bildsensor im Bild- oder Beobachtungsbereich, erkennbar, dass mithilfe von auf einer Bildverarbeitung beruhenden Software-Methoden die letzte Unschärfe bzw. Fehl-Fokussierung mit geringem Datenverarbeitungsaufwand und geringem Zeitaufwand beseitigt werden kann.A background for this preferred interpretation the focus or autofocus arrangement is that the one of interest Object, such as a biological sample, often in a solid or with certain probabilities predictable distance or distance range is arranged to a reference plane of the slide. This is especially when it comes to high-content screening of microtiter plates often the case. Thus, taking into account one about the distance sensor arrangement for another evaluation accessible Distance often the object of interest is immediately sharp over the observation beam path mapped or the observation beam path correspondingly sharp can be adjusted or focused, or it is the object at least so far, for example by a camera or an image sensor in the Image or observation area, recognizable by using on software methods based on image processing the last blur or Misfocusing with little data processing effort and little Time can be eliminated.
Erstreckt sich die Referenzebene auf Grundlage wenigstens einer entsprechenden zweiten Elektrode seitlich über einen größeren Bereich eines Objektträgers, etwa eine Mikrotiterplatte, in dem sich mehrere Objekte bzw. Objekte aufnehmende Wells befinden, so können weitere Zeitvorteile daraus resultieren, dass bei einer seitlichen Verschiebung des Objektträgers die etwa aus geometrischen Unregelmäßigkeiten desselben resultierende Abstandsänderung . über die Abstandssensoranordnung für eine weitere Auswertung ohne weiteres zugänglich bleibt und so eine Nachführung des Beobachtungsstrahlengangs mittels der Aktuatoranordnung für eine Beibehaltung bzw. Wiedereinstellung eines entsprechenden Scharfstell- bzw. Fokussierungszustands möglich ist.The reference plane extends based on at least one corresponding second electrode sideways over a larger area a slide, such as a microtiter plate in which there are several objects or objects receiving wells, so can further time advantages result from the fact that with a lateral Slide slide the result, for example, of geometrical irregularities distance change , about the distance sensor arrangement for a further evaluation remains easily accessible and thus a tracking of the Observation beam path by means of the actuator arrangement for retention or re-setting a corresponding focus or focusing state is possible.
Die Scharfstell- oder Autofokusanordnung kann vorteilhaft eine Steuer/Regeleinheit umfassen, die dafür ausgebildet ist, auf Grundlage wenigstens eines elektrischen Signals der Messanordnung und wenigstens eines Auswahlsignals, das vorzugsweise einen Soll-Abstand der scharf abzubildenden Objektebene zur Referenzebene bzw. Referenzstelle repräsentiert, die Aktuatoranordnung des Beobachtungsstrahlengangs anzusteuern. Die Steuer-/Regeleinheit kann einen die Abstandssensoranordnung und die Aktuatoranordnung umfassenden Regelkreis aufweisen.The focus or autofocus arrangement can advantageously comprise a control unit that is designed for this is based on at least one electrical signal from the measuring arrangement and at least one selection signal, which is preferably a target distance the object plane to be sharply mapped to the reference plane or reference point represents to control the actuator arrangement of the observation beam path. The control unit can control the distance sensor arrangement and have the control circuit comprising actuator arrangement.
Besonders vielfältige Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich dann, wenn die Objektuntersuchungseinrichtung eine auf digitaler Bildverarbeitung beruhende Scharfstell- oder Autofokus-Funktionalität aufweist, die ein im Bildbereich erfasstes digitales Bild auswertet und durch Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs vermittels der/einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten Aktuatoranordnung eine aus der digitalen Bildverarbeitung ermittelte Ziel-Objektebene scharf abbildet oder den Beobachtungsstrahlengang in Richtung einer scharfen Abbildung einer uas der digitalen Bildverarbeitung ermittelten oder prognostizierten Ziel-Objektebene verstellt. Dies kann unter Berücksichtigung wenigstens eines elektrischen Signals der Messanordnung erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Verstellung durch Vorgabe eines entsprechenden Auswahlsignals. Die Scharfstell-Autofokus-Funktionalität ist vorzugsweise dafür geeignet, von einem mittels der Messanordnung erfassten Abbildungszustand des Beobachtungsstrahlengangs auszugehen und soweit als möglich auf Grundlage dieses erfassten Abbildungszustands den Beobachtungsstrahlengang unmittelbar in Bezug auf eine hieraus prognostizierte Ziel-Objektebene scharf einzustellen bzw. zu fokussieren, so dass anschließend, je nach Anwendung, ggf. nur noch eine "letzte Unschärfe" auf Grundlage einer digitalen Bildverarbeitung zu beseitigen ist. Es ergeben sich die oben erwähnten, insbesondere für automatisierte Screening-Verfahren höchstrelevanten Geschwindigkeitsvorteile.Particularly diverse application options arise when the object inspection device has a has focusing or autofocus functionality based on digital image processing, which evaluates a digital image captured in the image area and by Adjustment of the observation beam path by means of the Actuator arrangement associated with the observation beam path the target object plane determined using digital image processing depicts or the observation beam path in the direction of a sharp Illustration of a uas determined by digital image processing or predicted target object level adjusted. This can be considered at least one electrical signal of the measuring arrangement. The adjustment is preferably made by specifying a corresponding one Selection signal. The focus autofocus functionality is preferably suitable for from an imaging state detected by means of the measuring arrangement of the observation beam path and as far as possible The observation beam path on the basis of this recorded imaging state directly in relation to a target object level predicted from this to focus or focus, so that subsequently, each after application, possibly only a "last blur" based on digital image processing is to be eliminated. The above-mentioned results, in particular for automated ones Screening procedures highly relevant Speed advantages.
Ferner kann die Objektuntersuchungseinrichtung vorteilhaft eine auf digitaler Bildverarbeitung beruhende, ggf. der Scharfstell- oder Autofokus-Funktionalität übergeordnete Suchfunktionalität zum Suchen interessierender Objekte oder Objektebenen im Bildbereich aufweisen, wobei das Suchen zumindest auf einer Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs vermittels der Aktuatoranordnung, etwa durch Vorgabe eines entsprechenden Auswahlsignals bzw. Änderung des Auswahlsignals, beruht. Auch im Zusammenhang mit der Suchfunktionalität kann es vorteilhaft sein, wenigstens ein elektrisches Signal der Messanordnung zu berücksichtigen.Furthermore, the object inspection device advantageous, possibly based on digital image processing the focus or autofocus functionality Search functionality for Search for objects of interest or object levels in the image area have, the search at least on an adjustment of the Observation beam path by means of the actuator arrangement, for example by specifying a corresponding selection signal or change of the selection signal. It can also be used in connection with the search functionality be advantageous, at least one electrical signal of the measuring arrangement to consider.
Die Objektuntersuchungseinrichtung kann ein Verfahrsystem zum automatischen oder automatisierten seitlichen Verfahren eines Objektträgers im Objektbereich relativ zum Beobachtungsstrahlengang aufweisen. In der Regel wird der Beobachtungsstrahlengang stationär angeordnet sein, so dass der Objektträger seitlich verfahren wird..The object inspection facility can have a traversing system for the automatic or automated lateral movement of a specimen slide in the specimen area relative to the observation beam path. As a rule, the observation beam path will be stationary so that the slide is moved laterally.
Wie oben schon angedeutet, kann nach einem bevorzugten Weiterbildungsvorschlag der Beobachtungsstrahlengang mittels einer/der dem Beobachtungsstrahlengang zugeordnete Aktuatoranordnung auf Grundlage wenigstens eines Signals der Messanordnung automatisch nachstellbar sein, um eine momentane relative Abbildungseinstellung des Beobachtungsstrahlengangs, die eine relativ zu einer/der Referenzebene oder Referenzstelle des Objektbereichs, die durch wenigstens eine zweite Elektrode definiert ist, definierte Objektebene scharf abbildet, während des seitlichen Verfahrens des Objektträgers aufrecht zu erhalten oder nach einem seitlichen Verfahren wieder einzustellen. Es braucht dann der Beobachtungsstrahlengang nach dem Anfahren des nächsten Beobachtungsgefäßes (ggf. Mikrotiterplattenaufnahme bzw. Well) nicht oder nur noch sehr geringfügig nachgestellt werden, um optimal zu fokussieren bzw. scharf zu stellen.As already indicated above, can a preferred further development suggestion is the observation beam path by means of an actuator arrangement assigned to the observation beam path automatically based on at least one signal of the measuring arrangement be adjustable to a current relative imaging setting of the observation beam path, which is relative to a / the reference plane or reference point of the object area, which is defined by at least one second electrode is defined, defines defined object plane sharply, while to maintain the slide sideways or set again after a lateral procedure. It takes then the observation beam path after moving to the next observation vessel (possibly Microtiter plate or well) not or only very slightly adjusted in order to optimally focus or focus.
Betreffend die Elektroden der Abstandssensoranordnung wird vor allem daran gedacht, dass zwischen wenigstens einer ersten Elektrode und wenigstens einer zweiten Elektrode bzw. wenigstens einer Kontaktstelle eine definierte elektrische Messpotenialdifferenz, insbesondere eine Wechselpotentialdifferenz, anlegbar ist. Dabei können wenigstens eine erste Elektrode und wenigstens eine zweite Elektrode bzw. eine Kontaktstelle zum Anlegen der Messpotentialdifferenz jeweils auf ein definiertes Messpotential legbar sein. Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine weitere erste Elektrode oder/und wenigstens eine weitere zweite Elektrode oder wenigstens eine weitere Kontaktstelle auf ein definiertes Schirmpotential legbar ist. Durch Anlegen eines Schirmpotentials an wenigstens einer Elektrode kann die Messgenauigkeit vergrößert und können Störungen der Abstandsmessungen vermieden werden. Bei dem Schirmpotential kann es sich um ein aktives oder um ein passives Schirmpotential (beispielsweise Masse) handeln. Ein aktives Schirmpotential kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass das Sensorpotential über einen Verstärker mit der Verstärkungsgrad V = 1 geführt wird. Das am Ausgang des Verstärkers erscheinende Potential kann dann als aktives Schirmpotential wenigstens einer Elektrode zugeführt werden, die zu Schirmzwecken verwendet werden soll. Zwischen wenigstens einer auf dem entsprechenden Sensorpotential liegenden Elektrode und dem Schirmpotential tritt dann keine Potentialdifferenz auf, die die Abstandsmessung beeinflussen könnte. Es lässt sich dann über die auf Messpotential liegenden Elektroden ein sehr genaues Messsignal erzeugen.Regarding the electrodes of the distance sensor arrangement It is primarily thought that between at least a first Electrode and at least one second electrode or at least a defined electrical potential difference at a contact point, in particular an alternating potential difference can be applied. there can at least one first electrode and at least one second electrode or a contact point for applying the measurement potential difference in each case can be placed on a defined measurement potential. Continuing education proposed that at least one further first electrode and / or at least one further second electrode or at least one further Contact point can be placed on a defined shield potential. By Applying a shield potential to at least one electrode can the measurement accuracy increases and can disturb the Distance measurements can be avoided. With the screen potential can it is an active or a passive screen potential (for example Mass) act. An active screen potential can, for example can be obtained in that the sensor potential over a Amplifier with the gain level V = 1 led becomes. That at the output of the amplifier appearing potential can then at least as an active screen potential fed to an electrode be used for shielding purposes. Between at least one on the corresponding sensor potential electrode and the Screen potential then no potential difference occurs that the Distance measurement could affect. It leaves then about the a very accurate measurement signal at electrodes at the measurement potential produce.
Der Objektuntersuchungseinrichtung kann wenigstens ein Objektträger für wenigstens ein Objekt, vorzugsweise mehrere Objekte, zugeordnet sein. Vörzugsweise sind mehrere Objektträger vorgesehen. Bei dem Objektträger kann es sich vorteilhaft um eine so genannte Mikrotiterplatte handeln. Es wird vorgeschlagen, dass der Objektträger an wenigstens einer Oberfläche oder Grenzfläche zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist, die an der Kontaktstelle angeschlossen oder anschließbar ist, um als zweite Elektrode zu dienen. Die Schicht kann für zumindest ausgewählte Lichtwellenlänge optisch durchlässig sein oder/und in Zuordnung zu wenigstens einem Objektaufenthaltsbereich ausgespart ausgeführt sein (beispielsweise in der Art einer "Lochplatte").The property inspection facility can have at least one slide for at least one object, preferably several objects. Vörzugsweise are multiple slides intended. With the slide it can advantageously be a so-called microtiter plate. It is proposed that the slide on at least one surface or interface at least in some areas has an electrically conductive layer which is connected or connectable to the contact point to act as a second electrode to serve. The layer can for optically at least selected light wavelength permeable be and / or in association with at least one object location recessed executed be (for example in the manner of a "perforated plate").
Häufig sind Untersuchungsobjekte, insbesondere biologische Untersuchungsobjekte, in einen Flüssigkeitstropfen eingebettet, z. B. eine physiologische Kochsalzlösung. Soweit die Flüssigkeit leitfähig ist (dies ist im Falle einer physiologischen Kochsalzlösung der Fall), kann eine Messpotentialdifferenz unter Vermittlung des Flüssigkeitstropfens angelegt werden. Allgemein wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, dass die Kontaktstelle als Tauchelektrode ausgeführt ist, die in ein im Objektbereich angeordnetes Flüssigkeitsvolumen eintauchbar ist, um als zweite Elektrode zu dienen oder – vorzugsweise – zusammenwirkend mit wenigstens einer ersten Elektrode und einer Potentialdifferenz zwischen diesen Elektroden eine als zweite Elektrode dienende Potentialschicht im Flüssigkeitsvolumen zu induzieren. Durch die Leitfähigkeit des Flüssigkeitsvolumens bildet sich dann eine definierte Potentialschicht, etwa an der Oberseite einer die Flüssigkeit samt dem Objekt haltenden Objektträgerplatte.Frequently are objects to be examined, in particular biological objects to be examined, into a drop of liquid embedded, e.g. B. a physiological saline. So much for the liquid is conductive (This is the case with a physiological saline solution Case), a measurement potential difference can be mediated by the liquid drop be created. In this context, it is generally proposed that the contact point is designed as a submersible electrode, which in a in the object area arranged volume of liquid is submersible to serve as a second electrode or - preferably - cooperating with at least a first electrode and a potential difference a potential layer serving as a second electrode between these electrodes in the liquid volume too induce. Because of the conductivity of the liquid volume a defined potential layer then forms, for example on the top one the liquid including the slide plate holding the object.
Betreffend die Bereitstellung wenigstens einer ersten Elektrode wird vorgeschlagen, dass eine das wenigstens eine optische Element aufweisende Baueinheit mit wenigstens einer ersten Elektrode ausgeführt ist. Die Baueinheit kann als Objektiv, insbesondere Mikroskopobjektiv, ausgeführt sein.At least regarding the provision A first electrode suggests that the at least one an optical element unit with at least one first electrode executed is. The assembly can be used as an objective, in particular a microscope objective, accomplished his.
Eine gut praktikable Möglichkeit ist, dass ein das optische Element haltendes Gehäuse als Ganzes als erste Elektrode dient oder/und wenigstens einen als erste Elektrode dienenden Elektrodenabschnitt aufweist. Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass ein gegenüber dem Gehäuse elektrisch isolierter leitfähiger Ringabschnitt eine Frontlinse der Baueinheit umgibt und als erste Elektrode dient. Für die Bereitstellung einer vergleichsweise großflächigen und den Objektaufenthaltsbereich überdeckenden ersten Elektrode wird ferner vorgeschlagen, dass eine/die Frontlinse der Baueinheit mit einer elektrisch leitfähigen Schicht ausgeführt ist, die für zumindest ausgewählte Lichtwellenlängen optisch durchlässig ist und als erste Elektrode dient. Es resultiert eine entsprechend gute Messgenauigkeit bzw. ein entsprechend hohes Messauflösungsvermögen in Bezug auf die Erfassung des Abstands bzw. der Abstandsänderung.A well practicable option is that a housing holding the optical element as a whole as the first electrode serves and / or at least one electrode section serving as the first electrode having. Further training is proposed that a compared to the casing electrically insulated conductive Ring section surrounds a front lens of the unit and be the first Serves electrode. For the provision of a comparatively large first and covering the object stay area It is also proposed that a / the front lens of the Unit with an electrically conductive layer, the for at least selected Light wavelengths is optically transparent and serves as the first electrode. The result is a correspondingly good one Measurement accuracy or a correspondingly high measurement resolution in relation on the detection of the distance or the change in distance.
Betreffend die für eine genaue Messung förderliche Schirmung wird vorgeschlagen, dass der leitfähige Ringabschnitt oder/und die gegenüber dem Gehäuse elektrisch isolierte leitfähige Schicht auf ein definiertes Messpotential und dass das Gehäuse auf ein definiertes Schirmpotential legbar ist. Für den Fall, dass ggf. leitfähige Immersionsmedien verwendet werden sollen, wird ferner vorgeschlagen, dass wenigstens eine erste Elektrode der Baueinheit, insbesondere der leitfähige Ringabschnitt oder/und die leitfähige Schicht oder/und zumindest ein Frontabschnitt des Gehäuses, mit einer elektrischen Isolierung, ggf. Isolationsschicht, auf einer in ein dem Objektbereich zugeordnetes Immersionsmedium eintauchbaren Außenseite ausgeführt ist, die im Falle der der leitfähigen Schicht für zumindest ausgewählte Lichtwellenlängen optisch durchlässig ist. Werden nur nicht-leitfähige Immersionsmedien oder keine Immersionsmedien verwendet, ist eine derartige Isolierung nicht unbedingt erforderlich.Regarding those conducive to an accurate measurement Shielding is proposed that the conductive ring section or / and the opposite the housing electrically insulated conductive Layer on a defined measurement potential and that the housing on a defined shield potential can be laid. In the event that any conductive immersion media to be used, it is further proposed that at least a first electrode of the assembly, in particular the conductive ring section or / and the conductive Layer or / and at least one front section of the housing, with an electrical insulation, possibly insulation layer, on a immersible in an immersion medium assigned to the object area outside accomplished is that in the case of the conductive Layer for at least selected Light wavelengths optically permeable is. Will only be non-conductive Immersion media or no immersion media is used such insulation is not absolutely necessary.
Die Objektuntersuchungseinrichtung kann vorteilhaft wenigstens einen Auflicht-Beleuchtungsstrahlengang, vorzugsweise wenigstens zwei Auflicht-Beleuchtungsstrahlengänge, aufweisen, der/die gewünschtenfalls zumindest teilweise mit dem Beobachtungsstrahlengang zusammenfällt/zusammenfallen. Ferner kann die Objektuntersuchungseinrichtung wenigstens einen Durchlicht-Beleuchungsstrahlengang aufweisen.The property inspection facility can advantageously have at least one incident light illumination beam path, preferably have at least two incident light illumination beam paths, the if desired at least partially coincides with the observation beam path. Furthermore, the object inspection device can have at least one By light-Beleuchungsstrahlengang exhibit.
Betreffend die erfindungsgemäße Objektuntersuchungseinrichtung wird insbesondere daran gedacht, dass die ein den Objektbereich, den Beobachtungsstrahlengang und wenigstens einen Beleuchtungsstrahlengang aufweisendes Mikroskop umfasst. Das Mikroskop kann als Invers-Mikroskop ausgeführt sein. Dies ist insbesondere für die angesprochenen Screening-Anwendungen eine besonders günstige Bauweise. Es kommt durchaus aber auch eine Ausführung des Mikroskops als Aufrecht-Mikroskop in Betracht.Concerning the object inspection device according to the invention it is especially thought that the one the object area, the observation beam path and at least one illumination beam path comprising microscope. The microscope can be used as an inverted microscope accomplished his. This is especially for the screening applications mentioned are a particularly inexpensive construction. But there is also a version of the microscope as an upright microscope into consideration.
Das Mikroskop kann als über dem Beobachtungsstrahlengang optisch ein Bild in den Bild- oder Beobachtungsbereich abbildendes Abbildungsmikroskop ausgeführt sein. Im Falle lichtmikroskopischer Anwendungen wird durch ein derartiges Abbildungsmikroskop das jeweilige mikroskopische Objekt durch sichbares Licht vergrößert dargestellt. Im Falle einer fluoreszenzmikroskopischen Anwendung erfolgt die vergrößerte Darstellung des mikroskopischen Objekts auf Grundlage des von diesem ausgehenden Fluoreszenzlichts.The microscope can be as above that Observation beam path optically an image in the image or observation area imaging imaging microscope. In the case of light microscopic applications is the respective microscopic through such an imaging microscope Object shown enlarged by visible light. In case of a fluorescence microscopic application is the enlarged view of the microscopic object based on the one emanating from it Fluorescent light.
Bei dem Mikroskop der Objektuntersuchungseinrichtung kann es sich ferner auch um ein so genanntes konfokales Mikroskop oder/und Laserscan-Mikrosop handeln, wobei wiederum vor allem an fluoreszenzmikroskopische Anwendungen gedacht wird.At the microscope of the object inspection facility it can also be a so-called confocal microscope or / and laser scan microscope act, again mainly in fluorescence microscopic applications is thought.
Allgemein wird ferner vorgeschlagen, dass die Objektuntersuchungseinrichtung eine den Objektbereich, den Beobachtungsstrahlengang und wenigstens einen Beleuchtungsstrahlengang aufweisende, ggf. das Mikroskop umfassende Fluoreszenz-Messvorrichtung umfasst. Gerade für die Untersuchung biologischer Objekte sind Fluoreszenz-Mess- und Untersuchungsverfahren, insbesondere fluoreszenzmikroskopische Mess- und Untersuchungsverfahren, besonders geeignet.In general, it is also proposed that the object inspection device covers the object area, the observation beam path and at least one illumination beam path having fluorescence measuring device, possibly including the microscope includes. Especially for the investigation of biological objects are fluorescence measurement and Examination methods, in particular fluorescence microscopic measurement and examination methods, particularly suitable.
Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt einen Objektträger, beispielsweise eine Mikrotiterplatte. Erfindungsgemäß weist der Objektträger an wenigstens einer Oberfläche oder/und an wenigstens einer Grenzschicht zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige, einer elektrischen Kontaktierung direkt oder indirekt zugängliche Schicht auf. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Schicht für zumindest ausgewählte Lichtwellenlängen optisch durchlässig oder/und in Zuordnung zu wenigstens einem Objektaufenthaltsbereich, ggf. Mikrotiterwell, ausgespart ausgeführt ist. Ein derartiger Objektträger kann vorteilhaft im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung verwendet werden, wobei die leitfähige Schicht als zweite Elektrode verwendbar ist.The invention relates to a another aspect a slide, for example a microtiter plate. According to the invention the slide on at least one surface or / and at least in some areas at least one boundary layer an electrically conductive, an electrical contact directly or indirectly accessible Layer on. It is also proposed that the layer be used for at least selected Light wavelengths optically permeable or / and in association with at least one object area, if necessary, microtiter well is cut out. Such a slide can advantageous in connection with an object inspection device according to the invention can be used, the conductive layer as the second electrode is usable.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Untersuchung wenigstens eines Objekts, insbesondere wenigstens eines biologischen Objekts, auf optischem Wege. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass ein momentaner Abbildungszustand, ggf. Scharfstelloder Fokussierungszustand, eines/des Beobachtungsstrahlengangs oder eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs auf Grundlage eines den Abbildungszustand beeinflussenden Abstands oder einer den Abbildungszustand beinflussenden Abstandsänderung auf kapazitivem Wege elektrisch erfasst wird. Das Verfahren kann vorteilhaft unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung oder/und eines erfindungsgemäßen Objektträgers ausgeführt werden. Weiterbildungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich aus den obigen Erfindungs- und Weiterbildungsvorschlägen bzw. den Erläuterungen hierzu.After another aspect concerns the invention a method for examining at least one object, in particular at least one biological object, on an optical one Ways. According to the invention, it is proposed that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of the observation beam path or a change in the current imaging state of the observation beam path based on the imaging state influencing distance or one influencing the imaging state distance change is detected electrically by capacitive means. The method can be advantageous using an object inspection device according to the invention or / and a slide according to the invention. Training opportunities for the inventive method result from the above proposed inventions and further training or the explanations For this.
Die Erfindung betrifft ferner nach einem weiteren Aspekt eine Einrichtung zur Untersuchung wenigstens eines Objekts, insbesondere wenigstens einen biologischen Objekts, auf optischem Wege. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass ein momentaner Abbildungszustand, ggf. Scharfstelloder Fokussierungszustand, eines/des Beobachtungsstrahlengangs oder eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs auf Grundlage eines den Abbildungszustand beeinflussenden Abstands oder einer den Abbildungszustand beeinflussenden Abstandsänderungen mittels einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten kapazitiven Abstandssensoranordnung auf kapazitivem Wege elektrisch erfassbar ist. Weiterbildungsmöglichkeiten für die erfndungsgemäße Einrichtung ergeben sich aus den obigen Erfindungs- und Weiterbildungsvorschlägen bzw. den Erläuterungen hierzu. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann Teil einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung sein. Vorteilhaft ist eine Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung in Kombination mit einem erfindungsgemäßen Objektträger.In another aspect, the invention further relates to a device for examining at least one object, in particular at least one biological object, optically. It is proposed according to the invention that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of an observation beam path or a change in the current imaging state of the observation beam path based on a distance influencing the imaging state or a change in distance influencing the imaging state by means of a capacitive distance sensor arrangement assigned to the observation beam path is detectable. Further training opportunities for the inventive device result from the above inven Proposals for training and further education or the explanations for this. The device according to the invention can be part of an object examination device according to the invention. It is advantageous to use the device according to the invention in combination with a slide according to the invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained below of exemplary embodiments shown in the figures.
Um auf den Abstand zwischen dem Objekt
Ergänzend ist auf die Tatsache hinzuweisen, dass im Zusammenhang mit vielen Anwendungen die jeweiligen Untersuchungsobjekte einen etwa gleichbleibenden Abstand zu einer Referenzebene, ggf. Oberseite des Objektträgers, besitzen und damit in der Regel jedenfalls innerhalb des Tiefenschärfebereichs des Objektivs liegen. Auf Grundlage der kapazitiven Zugriffsmöglichkeit auf den Abstand zwischen dem Objektiv einerseits und dem Objektträger bzw. Objekt andererseits, ggf. im Sinne einer Bereitstellung eines den Abstand repräsentierenden Signals oder digitalen Datenwerts, ist ein gezieltes Fokussieren bzw. Scharfstellen oder zumindest ein gezieltes Nach-Fokussieren bzw. Nach-Scharfstellen möglich. Durch entsprechende Kalibrierung ist sogar der absolute Abstand zwischen dem Objektiv einerseits und dem Objekt bzw. Objektträger (ggf. Objektträgeroberseite) andererseits erfassbar, entsprechend einer absoluten Messung der Kapazität.Complementing the fact to point out that in connection with many applications the respective Examination objects a roughly constant distance from one Have reference plane, possibly top of the slide, and thus in generally lie within the depth of field of the lens. Based on the capacitive accessibility to the distance between the lens on the one hand and the slide or object on the other, possibly in the sense of providing a distance representative Signal or digital data value, is a targeted focusing or focus or at least a targeted refocusing or after-focusing possible. The corresponding distance is even the absolute distance between the lens on the one hand and the object or slide (if necessary Slides top) on the other hand, detectable according to an absolute measurement of the Capacity.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass
bei mikroskopoptischen Untersuchungen häufig mit einem zwischen dem
Objektträger
Als auf etwa eine Frontlinse als leitfähige Elektrodenschicht aufbringbares Material kommt beispielsweise das Material Indium-Zinn-Oxid in Betracht, das etwa im Zusammenhang mit der Herstellung LCD-Displays sehr gebräuchlich ist. Als optisch durchsichtige Isolatorschichten kommen beispielsweise dielektrische Schichten in Betracht, wie sie auch als Antireflex-Schichten und dergleichen zum Einsatz kommen.As on about a front lens conductive electrode layer The material that can be applied is, for example, indium tin oxide into consideration, for example in connection with the manufacture of LCD displays very common is. For example, optically transparent insulator layers dielectric layers into consideration, such as those used as anti-reflective layers and the like are used.
Gemäß
Beim Beispiel der
Anstelle einer Anordnung der Elektrodenschicht
auf der Unterseite der Trägerplatte
kommt auch eine Anordnung der Elektrodenschicht auf der Oberseite
der Trägerplatte
in Betracht.
Anstelle einer optisch durchlässigen Elektrodenschicht
Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Beschreibung der Erfindung bzw. Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen die verschiedenen Ausführungsbeispiele jeweils durch einen dem Bezugszeichen nachgestellten kleinen Buchstaben gekennzeichnet sind, wobei für einander entsprechende oder analoge Komponenten jeweils die gleiche Bezugszahl verwendet wird, so dass die Erläuterungen zu den Ausführungsbeispielen jeweils auf die anderen Ausführungsbeispiele übertragbar sind und nur Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen erläutert werden müssen.It should be noted that in the present description of the invention or description of exemplary embodiments according to the invention the different embodiments each by a small letter after the reference number are marked, whereby for corresponding or analog components are the same Reference number is used, so that the explanations of the exemplary embodiments each transferable to the other exemplary embodiments are and only differences between the embodiments need to be explained.
Mittels eines erfindungsgemäßen Objektträgers, insbesondere
einer erfindungsgemäßen Mikrotiterplatte
entsprechend
Angemerkt werden sollte noch, dass es bei manchen Anwendungen bzw. manchen zu untersuchenden Objekten durchaus in Betracht kommt, das Objekt selbst bzw. Teile des Objekts als Messelektrode zu verwenden bzw. das Objekt selbst für die Objektuntersuchung mit einer Messelektrode, beispielsweise in Form einer leitfähigen, ggf. optisch durchsichtigen Schicht zu versehen. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass man auch den Mikroskoptisch oder allgemein eine Halterung für zu untersuchende Objekte bzw. für Objektträger mit einer Elektrodenanordnung ausführen kann. Je nach Anwendung mag es durchaus in Betracht kommen, den Mikroskoptisch bzw. Träger mit wenigstens einer als Messelektrode dienenden Elektrode auszuführen. So kann auf elektrokapazitivem Wege der Abstand zwischen dem Mikroskoptisch bzw. Träger bzw. einer Bezugsstelle desselben und einem relevanten optischen Element oder zumindest eine Änderung dieses Abstandes bestimmt werden. Aufgrund der verschiedenartigen Beschaffenheit von Objektträgern und Dickenschwankungen oder sonstigen gemometrischen Unregelmäßigkeiten von Objektträgern eines Typs ist es demgegenüber aber bevorzugt, bei der elektrokapazitive Bestimmung von Abständen bzw. Abstandsänderungen nicht am Mikroskoptisch oder Träger, sondern am Objektträger bzw. am Objekt selbst anzuknüpfen. In diesem Zusammenhang kann es aber durchaus vorteilhaft sein, den Mikroskoptisch bzw. Träger insgesamt als auf ein Schirmpotential gelegte bzw. legbare Elektrode bzw. mit einer auf ein Schirmpotential gelegten bzw. legbaren Elektrodenanordnung auszuführen.It should also be noted that it in some applications or some objects to be examined the object itself or parts of the object may well be considered to be used as a measuring electrode or the object itself for the object examination with a measuring electrode, for example in the form of a conductive, possibly to provide an optically transparent layer. It should also be pointed out that you can also use the microscope stage or generally a holder for examined Objects or for slides can perform with an electrode arrangement. Depending on the application it may well be considered to include the microscope stage or carrier to perform at least one electrode serving as a measuring electrode. So the distance between the microscope stage can be electrocapacitive or carrier or a reference point of the same and a relevant optical Element or at least a change this distance can be determined. Because of the different Condition of slides and fluctuations in thickness or other geometrical irregularities of slides it is of one type but preferred, for the electrocapacitive determination of distances or changes in distance not on the microscope stage or carrier, but on the slide or to link to the object itself. In In this context, however, it can be very advantageous Microscope stage or carrier overall as an electrode which can be laid or placed on a shielding potential or with an electrode arrangement that is or can be placed on a screen potential perform.
Der Abstand zwischen der ersten Messelektrode
Gemäß dem Beispiel der
Setzt man als Kapazität des Messkondensators
Man erhält also am Messkondensator
eine sinusförmige
Messspannung UC(t), deren Amplitude direkt
proportional zum Abstand d ist. Man kann deswegen ansetzen
Durch Vergleich der Messspannung UZ(t) bzw. deren Amplitude UO(d) mit wenigstens einer vorgegebenen Spannung kann, jedenfalls auf Grundlage einer entsprechenden Kalibrierung, der Abstand d ermittelt, und, wenn gewünscht, mithilfe einer Steuer/Regel-Schaltung gesteuert oder geregelt so eingestellt werden, wie er im Hinblick auf die optische Objektuntersuchung über den Beobachtungsstrahlengang der Objektuntersuchungseinrichtung gewünscht ist. Ferner kann ein momentaner, einem Soll-Abbildungszustand des Beobachtungsstrahlengangs geregelt gehalten werden, beispielsweise wenn mittels eines Mikroskoptisches oder dergleichen ein Objektträger seitlich verschoben wird.By comparing the measuring voltage U Z (t) or its amplitude U O (d) with at least one predetermined voltage, the distance d can be determined, at least on the basis of a corresponding calibration, and, if desired, controlled using a control circuit or can be adjusted in a controlled manner as is desired with regard to the optical object examination via the observation beam path of the object examination device. Furthermore, a current, a desired imaging state of the observation beam path can be kept regulated, for example if a slide is laterally displaced by means of a microscope table or the like.
In
Für
eine definierte Einstellung des Beobachtungsstrahlengangs gegenüber einer
Scharfstellung auf eine durch die Messelektrode
Gemäß der ersten in
Ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße optische
Objektuntersuchungseinrichtung soll im Folgenden anhand von
Die Mikroskopanordnung
Die Mikroskopanordnung der
Das aus dem jeweiligen Lichtleiter
austretende Licht wird mittels einer geeigneten Abbildungsoptik
(durch Linse
Das Vorsehen der beiden bzw. von
wenigstens zwei Auflicht-Beleuchtungsstrahlengängen ermöglicht,
das Objekt
Zusätzlich kann die Mikroskopanordnung
Die Mikroskopanordnung der
In
Man kann vorsehen, dass eine automatische Scharfstellung
des Beobachtungsstrahlengangs
Angemerkt sei noch, dass es sich bei den hier erwähnten Signalen nicht zwingend um analoge Signale handeln muss. Der Begriff "Signal" soll hier auch rein digitale Daten mit umfassen. Die verschiedenen angesprochenen "Einheiten" können auch für Software-Funktionalitäten stehen, brauchen also nicht unbedingt hardwaremäßig ausgeführt sein.It should also be noted that it is with those mentioned here Signals do not necessarily have to be analog signals. The term "signal" should also be used here include digital data. The various "units" mentioned can also stand for software functionalities, do not necessarily have to be implemented in terms of hardware.
Es sei noch angemerkt, dass für die Ausführung der
Mikroskopanordnung
Für ein Verfahren und eine Einrichtung zur Untersuchung wenigstens eines Objekts auf optischem Wege wird unter anderem vorgeschlagen, dass ein momentaner Abbildungszustand, ggf. Scharfstell- oder Fokussierungszustand, eines Beobachtungsstrahlengangs oder eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs auf Grundlage eines den Abbildungszustand beeinflussenden Abstands oder einer den Abbildungszustands beeinflussenden Abstandsänderungen auf kapazitivem Wege elektrisch erfasst wird bzw. mittels einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten kapazitiven Abstandssensoranordnung elektrisch erfassbar ist.For a method and a device for examining at least one Object by optical means, among other things, it is proposed that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of an observation beam path or a change in the current imaging state of the observation beam path based on the imaging state influencing distance or one influencing the imaging state changes in distance is detected electrically by capacitive means or by means of a the capacitive distance sensor arrangement assigned to the observation beam path is electrically detectable.
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